COMPOSICION DEL AIRECOMPOSICION DEL AIRE | ALUMNO : ESCATE HUAMAN JHON

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIEIA QUIMICA

TRABAJODE: TERMODINAMICA II

DOCENTE: ING ROSALIO CUSI PALOMINO

CICLO: VII

CO

MP

OS

ICIO

N D

EL

AIR

E

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

DEDICATORIA

A mis padres por su amor y su fe en

mí, les presento este pequeño tributo,

fruto de mi estudio perseverante.

CURSO - TERMODINAMICA II

CO

MP

OS

ICIO

N D

EL

AIR

E

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

Introducción

La degradación del medio ambiente debida a la actitud adoptada por los humanos hacia la naturaleza durante el último siglo, en el sentido de que en su actuación tenía licencia para explotar los recursos naturales con una total indiferencia ante todo lo que no repercutiera en beneficio directo del hombre, ha dado lugar a uno de los problemas capitales que la Humanidad tiene planteados en la actualidad, la contaminación.

La explotación intensiva de los recursos naturales y el desarrollo de grandes concentraciones industriales y urbanas en determinadas zonas, son fenómenos que, por incontrolados, han dado lugar a la saturación de la capacidad asimiladora y regeneradora de la Naturaleza y pueden llevar a perturbaciones irreversibles del equilibrio ecológico general, cuyas consecuencias a largo plazo no son fácilmente previsibles.

La lucha contra la contaminación del aire, de las aguas continentales y marítimas, del suelo, así como la defensa del paisaje, la restauración y mejora de las zonas de interés natural y artístico, la protección de la fauna y de la flora, el tratamiento y eliminación de los residuos, la defensa de las zonas verdes y espacios libres, la reinstalación de industrias fuera de las zonas urbanas, la congestión del tráfico urbano, la lucha contra el ruido y tantas otras cuestiones, no son sino aspectos parciales e interrelacionados que han de tenerse en cuenta al abordar acciones o programas de actuación para la defensa del medio ambiente.

En estas páginas, abordaremos de una forma general el problema de la contaminación ambiental, aunque sin perder de vista que la Naturaleza actúa como una unidad, que en ella todo es interdependiente, existiendo relaciones múltiples entre el aire, el agua y el suelo, elementos que constituyen el hábitat o lugar donde se desarrolla normalmente el ciclo vital y la biosfera, sistema que engloba a los elementos anteriores y a todos los seres vivos de nuestro planeta.

Se considera el aire como un bien común limitado, indispensable para la vida; por lo tanto, su utilización debe estar sujeta a normas que eviten el deterioro de su calidad por el uso o abuso indebido del mismo, de tal modo que se preserve su pureza como garantía del normal desarrollo de los serves vivos sobre la Tierra y de la conservación del patrimonio natural y artístico de la Humanidad. Todos tenemos el deber de trabajar para lograr un mundo limpio y habitable, sustento de una mejor calidad de vida para las generaciones futuras.

CURSO - TERMODINAMICA II

CO

MP

OS

ICIO

N D

EL

AIR

E

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

MARCO TEORICO:

Se denomina aire a la mezcla de gases que constituye la atmósfera terrestre, que permanecen alrededor de la Tierra por la acción de la fuerza de gravedad. El aire es esencial para la vida en el planeta, es particularmente delicado y está compuesto en proporciones ligeramente variables por sustancias tales como el nitrógeno (78%), oxígeno (21%), vapor de agua (variable entre 0-7%), ozono, dióxido de carbono, hidrógeno y algunos gases nobles como el criptón o el argón, es decir, 1% de otras sustancias.

CURSO - TERMODINAMICA II

CO

MP

OS

ICIO

N D

EL

AIR

E

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

PROPIEDADES DE AIRE

Composición de la atmósfera terrestre (tomada en diciembre de 1987). El gráfico inferior representa los gases menos comunes que componen el 0.038% de la atmósfera. Los valores están redondeados para la ilustración.

La atmósfera terrestre se divide en cuatro capas de acuerdo a la altitud, temperatura y composición del aire: troposfera, estratosfera, mesosfera y termosfera. La presión o peso del aire disminuye con la altitud.

Las capas más importantes para el análisis de la contaminación atmosférica son las dos capas más cercanas a la Tierra: la troposfera y la estratosfera. El aire de la troposfera es el que interviene en la respiración y está compuesto, aproximadamente, por un 78,08% de nitrógeno (N2), un 20,94% de oxígeno (O2), un 0,035% de dióxido de carbono (CO2) y un 0,93% de gases inertes como el argón y el neón. En esta capa, de 7 km de altura en los polos y de 16 km en los trópicos, se encuentran las nubes y casi todo el vapor de agua. En esta capa se producen todos los fenómenos atmosféricos que originan el clima. Más arriba, aproximadamente a 25 kilómetros de altura, en la estratosfera, se encuentra la importante capa de ozono que protege a la Tierra de los rayos ultravioletas (UV).

En relación a esto, vale la pena recordar que, en términos generales, un contaminante es una substancia que está "fuera de lugar", y que un buen ejemplo de ello puede ser el caso del gas ozono (O3). Cuando este gas se encuentra en el aire que se respira, es decir, bajo los 25 kilómetros de altura habituales, es un contaminante que tiene un efecto dañino para la salud, por lo que en esa circunstancia se le conoce como "ozono troposférico u ozono malo". Sin embargo, el mismo gas, cuando está en la estratosfera, forma la capa que protege de los rayos ultravioletas del Sol a todas las formas de vida en la Tierra, por lo cual se le identifica como "ozono bueno".

CURSO - TERMODINAMICA II

CO

MP

OS

ICIO

N D

EL

AIR

E

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

Propiedades físicas Expansión: Aumento de volumen de una masa de aire al verse reducida la presión

ejercida por una fuerza o debido a la incorporación de calor. Contracción: Reducción de volumen del aire al verse presionado por una fuerza,

pero este llega a un límite y el aire tiende a expandirse después de ese límite.

Fluidez: Es el flujo de aire de un lugar de mayor a menor concentración sin gasto de energía

Presión atmosférica: Fuerza que ejerce el aire a todos los cuerpos.

Volumen: Es el espacio que ocupa el aire.

Masa

Densidad: Es de 1,18 kg/m³ (a 25 °C)

Viscosidad: Es de 0,018 cP (a 20 °C)

Propiedades de la mezcla Psicrometría

CURSO - TERMODINAMICA II

CO

MP

OS

ICIO

N D

EL

AIR

E

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

Composición del aire

Actualmente se conocen los componentes del aire con bastante exactitud. Éstos pueden ser divididos en:

CURSO - TERMODINAMICA II

Componente Concentración aproximada

Nitrógeno (N) 78,03% en volumen

Oxígeno (O) 20,99% en volumen

Dióxido de Carbono (CO2) 0,03% en volumen

Argón (Ar) 0,94% en volumen

Neón (Ne) 0,00123% en volumen

Helio (He) 0,0004% en volumen

Criptón (Kr) 0,00005% en volumen

Xenón (Xe) 0,000006% en volumen

Hidrógeno (H) 0,01% en volumen

Metano (CH4) 0,0002% en volumen

Óxido nitroso (N2O) 0,00005% en volumen

Vapor de Agua (H2O) Variable

Ozono (O3) Variable

Partículas   Variable

CO

MP

OS

ICIO

N D

EL

AIR

E

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

Los componentes variables

son los demás gases y vapores característicos del aire de un lugar determinado, como por ejemplo, los óxidos de nitrógeno provenientes de las descargas eléctricas durante las tormentas o el óxido de carbono que viene de los escapes de los motores. El aire puro y limpio, forma una capa de aproximadamente 500.000 millones de toneladas que rodea la tierra. La composición del aire puro se muestra en la Tabla 1. A medida que se aleja y aumenta la distancia de la superficie de la tierra, la densidad del aire va disminuyendo y su composición varía en las capas altas debido a las constantes mezclas producidas

CURSO - TERMODINAMICA II

CO

MP

OS

ICIO

N D

EL

AIR

E

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

Contaminación atmosférica

La contaminación del aire es uno de los problemas ambientales más importantes, y es resultado de las actividades del hombre. Las causas que originan esta contaminación son diversas, pero el mayor índice es provocado por las actividades industriales, comerciales, domesticas y agropecuarias.

Los principales contaminantes del aire se clasifican en:

PRIMARIOS

Son los que permanecen en la atmósfera tal y como fueron emitidos por la fuente. Para fines de evaluación de la calidad del aire se consideran: óxidos de azufre, monóxido de carbono, óxido de nitrógeno, hidrocarburos y partículas.

SECUNDARIOS

Son los que han estado sujetos a cambios químicos, o bien, son el producto de la reacción de dos o más contaminantes primarios en la atmósfera. Entre ellos destacan oxidantes fotoquímicos y algunos radicales de corta existencia como el ozono (O3).

A nivel nacional, la contaminación atmosférica se limita a las zonas de alta densidad demográfica o industrial. Las emisiones anuales de contaminantes en el país son superiores a 16 millones de toneladas, el 65% es de origen vehiculaar.

En la ciudad de México se genera 23.6% de dichas emisiones, en Guadalajara el 3.5%, y en Monterrey el 3%. Los otros centros industriales del país generan el 70% restante.

PARTES POR MILLON (PPM)

Para determinar la concentración de una substancia química en un volumen se utilizan las partes por millón de partes iguales. Cada millonésima parte de este volumen, correspondiente a la substancia de nuestro interés, se considera una parte por millón de la substancia.

Las PPM se utilizan para determinar concentraciones muy pequeñas de gases en la atmósfera

CURSO - TERMODINAMICA II

CO

MP

OS

ICIO

N D

EL

AIR

E

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

PARTES POR BILLON (PPB)

Para determinar la concentración de substancia química en un volumen se utilizan las partes por billón. Se divide el volumen en un billón de partes iguales. Cada billonésima parte de este volumen, correspondiente a la substancia de nuestro interés, se considera una parte por billón de la substancia.

Las PPM se utilizan para determinar concentraciones muy pequeñas de gases en la atmósfera.

PARTICULAS SUSPENDIDAS EN SU FRACCION RESPIRABLE (PM-10)

Criterios para evaluar la calidad del aire

150 ug/m³ (microgramos sobre metro cubico) en un promedio de 24 horas.

Características del contaminante

Partícula sólidas o líquidas dispersas en la atmósfera (su diámetro va de 0.3 a 10 um) como polvo, cenizas, hollín, partículas metálicas, cemento o polen. La fracción respirable de PST, conocida como PM-10, está constituida por aquellas partículas de diámetro es inferior a 10 micras, que tienen la particularidad de penetrar en el aparato respiratorio hasta los alvéolos pulmonares.

Fuentes principales

Combustión industrial y doméstica del carbón, combustóleo y diesel; procesos industriales; incendios; erosión eólica y erupciones volcánicas.

Efectos principales

o Salud: Irritación en la vías respiratorias; su acumulación en los pulmones origina enfermedades como silicosis y la asbestosis. Agravan el asma y las enfermedades cardiovasculares. Materiales: Deterioro en materiales de construcción y otras

superficies.

Vegetación: Interfieren en la fotosíntesis.

CURSO - TERMODINAMICA II

CO

MP

OS

ICIO

N D

EL

AIR

E

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

En general los principales contaminantes como: Monóxido de carbono, Ozono, Dióxido de Nitrógeno, Dióxido de Azufre, Hidrocarburos, plomo, y otros provocan demasiados problemas estos se miden en grados imecas lo cual se explicará después del cuadro de los contaminantes.

CURSO - TERMODINAMICA II

CO

MP

OS

ICIO

N D

EL

AIR

E

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

Unidades Empleadas para el Monitoreo de la Calidad del Aire

PARÁMETRO CLAVE UNIDAD RED

Monóxido de CarbonoCO PPM

 

Dióxido de azufreSO2 PPM

 

Dióxido de nitrógenoNO2 PPM MONITOREO AUTOMATICO

OzonoO3 PPM

 

Oxido de nitrógenoNOX PPM

 

Acido sulfhídricoH2S PPM

 

Partículas menores a 10

micrasPM-10 ug/m³

 

Partículas suspendidas

totalmentePST ug/m³

 

PlomoPb ug/m³

 

CobreCu ug/m³ MONITOREO MANUAL

FierroFe ug/m³

 

CadmioCd ug/m³

 

NíquelNi ug/m³

 

TemperaturaTMP °C

 

CURSO - TERMODINAMICA II

CO

MP

OS

ICIO

N D

EL

AIR

E

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

CURSO - TERMODINAMICA II

CO

MP

OS

ICIO

N D

EL

AIR

E

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

Composición del aire actual:

A partir de estos datos hallamos la entalpia y entropía:

P = 1 atm

T = 15° C = 288° K

CURSO - TERMODINAMICA II

CO

MP

OS

ICIO

N D

EL

AIR

E

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

Composición del aire hace 20 años:

CURSO - TERMODINAMICA II

CO

MP

OS

ICIO

N D

EL

AIR

E

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

Conclusión

El hombre desde siempre se ha abastecido del aire para poder vivir. Sin él, los seres humanos no podrían obtener energía para realizar ningún trabajo. Por ello, todos los ambientes de trabajo deben contar con una buena ventilación, para que todo individuo que tenga que desempeñar cualquier tarea, ya sea sedentaria o activa, pueda realizarla con total libertad y desenvoltura.

El oxígeno es un compuesto indispensable para el ser humano, por ello se lo debe cuidar adecuadamente. Lamentablemente también puede transformarse en el enemigo mas temible si no se tiene prudencia.

Toda empresa debería tener buenos métodos preventivos para que nunca le falte oxígeno a ningún trabajador, y así poder encontrarse en armonía el ambiente laboral, los trabajadotes y el ambiente

CURSO - TERMODINAMICA II

Protección La mayoría de los países del mundo, cuentan con muy buenas leyes destinada a proteger el medio ambiente y quienes en ella se desarrollan. En algunos casos, las empresas que extraen recursos de la naturaleza deben reponerlos, como en el caso de la reforestación, o bien deben cesar su actividad por un tiempo para su restitución, como la veda de pesca.

Actividades Las fábricas cuyos procesos productivos son contaminantes realizan grandes esfuerzos por disminuir su impacto sobre el ambiente.

Educación Se gastan enormes recursos para concientizar a la población en disminuir el uso de recursos naturales no renovables. Los logros científicos fueron muy importantes en los últimos años debido a las consecuencias mundiales expuestas.

Control Se penaliza local e internacionalmente el derroche y quema sin control de combustibles. Se premian investigaciones y logros alternativos mediante rebajas impositivas y reconocimiento público.

Concluimos A pesar de todo lo expuesto la contaminación continua y se incrementa, ya no debido a los fabricantes sino del desconocimiento de los usuarios en la incorporación de nuevas tecnologías que se hace evidente a la hora de mantener la unidad en buenas condiciones de uso, factor indispensable para disminuirr la contaminación.

CO

MP

OS

ICIO

N D

EL

AIR

E

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

RECOMENDACIONES

Recomendaciones para reducir la contaminación del aire

• Disminuir el uso de vehículos.

• Antes de salir, planear los viajes del vehículo, y aprovecharlos para realizarvarias actividades en una sola vuelta.

• Reducir el uso de automóviles durante las horas pico.

• Fomentar el uso de medios de transporte público y/o no contaminante.

• Respetar los límites de velocidad.

• No dejar el motor encendido sin necesidad.

• En la compra de un vehículo, elegir uno que consuma menos gasolina; es decir,que tenga mejores rendimientos, ya que de esta forma, contribuirá a disminuiremisiones, al mismo tiempo que tendrá un beneficio económico.

• Compartir viajes con otras personas, evitando el uso de 2 ó más vehículos.

• Afinar los vehículos automotores.

• Realizar el mantenimiento correspondiente al vehículo, lo que implica: cambio deaceite, cambio de filtro o de combustible cuando se recomiende, entre otros.

• Revisar la presión de aire de las llantas. Las llantas bajas hacen que el motortrabaje más, por lo tanto consume más gasolina, lo que da por resultado máscontaminación.

• Procurar hacer reuniones de trabajo utilizando medios electrónicos, para evitartransportarse en medios contaminantes.

• Cargar gasolina y usar aerosoles, pinturas, solventes y otros productos orgánicos,después de las 18:00 horas.

CURSO - TERMODINAMICA II

CO

MP

OS

ICIO

N D

EL

AIR

E

UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERIA QUIMICA

BIBLIOGRAFIA

Enciclopedia Océano de la Ecología Barcelona Océano

http://www.etsimo.uniovi.es/gma/leyes.htm

Enviromental science, Ecología, Contaminación del medio ambiente, Turk, Amos.

http://www.etsimo.uniovi.es/gma/c_emis.htm

http://www.imeca.com.mx/sima/df/contamin.htm

Calor y movimiento, Rius de Riepen, Magdalena.

Que es la ecología conservación ambiental empresa y modernidad Zagal, Arreguin, Héctor

Las toxinas ambientales y sus efectos genéticos, Rodríguez-Arnaiz, Rosario

Efecto Invernadero (video), TVE International

Ecología y medio ambiente, Young Medina, Marco Antonio

CURSO - TERMODINAMICA II