Tema 1: Tecnologías Ambientales PDF

TECNOLOGÍAS AMBIENTALES ----------------------------------------------------------------------------- Tema 1 E l sistema medio ambiente. Contaminación Profesor: Leyre Sillero Ortigosa Email: [email protected] Tema 1...

TECNOLOGÍAS AMBIENTALES ----------------------------------------------------------------------------- Tema 1 E l sistema medio ambiente. Contaminación Profesor: Leyre Sillero Ortigosa Email: [email protected] Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Índice ¿ Qué se va a ver en este tema? - Definición del medio ambiente - Desarrollo sostenible - Contaminantes: naturales y artificiales - Esquema general del proceso de contaminación - Contaminantes primarios y secundarios - Emisión / Inmisión - Conceptos generales 2 Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Definición de medio ambiente Medio ambiente - El medio ambiente se define como las condiciones y elementos circundantes a través de los cuales interactúa un ser vivo. - No es sólo el espacio en el que se desarrolla la vida, sino también el resultado de la influencia de diferentes aspectos o factores en las características del agua, el aire y el suelo. Uso que hace el hombre del medio ambiente - Fuente de recursos naturales - Soporte de actividades - Receptor de efluentes 3 Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Definición de medio ambiente Fuente de recursos naturales - Abastece al hombre de materia prima y energía para desarrollarse Recursos renovables - Se autoproducen con el tiempo (tasa de renovación alta) - Puros: Viento, radiación solar, energía de mareas (No agotan, si no se utilizan se pierden) - Parcialmente renovables: suelo, agua subterránea, flora, (dejan de ser renovables si se agotan) Recursos N O renovables - La tasa de renovación es muy lenta - Consumibles: minerales, combustibles fósiles. - No consumibles: cuevas, yacimientos, paisajes. 4 Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Definición de medio ambiente Soporte de actividades - Las actividades tienen lugar en el medio ambiente - Capacidad de acogida de cada actividad - Potencial o aptitud del medio: grado de idoneidad para acoger una actividad Receptor de efluentes - La actividad produce: - Bienes deseados / Productos. - Subproductos (no se buscan pero se pueden aprovechar). - Efluentes (a desechar): los recibirán el aire, el agua y el suelo. 5 Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Desarrollo sostenible Desarrollo sostenible CRECIMIENTO DE LA POBLACIÓN 5  DEMANDA DE ENERGÍA  CONSUMO COMBUSTIBLES FÓSILES → CALENTAMIENTO DEL PLANETA (emiten GASES INVERNADERO) P R O B L E M A : INCOMPATIBILIDAD MEDIO AMBIENTE-DESARROLLO DESARROLLO daña al medio ambiente PROTEGE EL MEDIO AMBIENTE no hay desarrollo DESARROLLO NO SE PUEDE FRENAR medio ambiente tiene las de perder S O L U C I Ó N : POLÍTICAS DE MEDIO AMBIENTE  PROBLEMAS resuelven después que aparecen  ARREGLA lo que se puede  SANCIONA al culpable 6 Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Desarrollo sostenible ¿Qué es el desarrollo sostenible? - Puede definirse como un desarrollo que satisface las necesidades del presente sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer sus propias necesidades. - El resultado deseado es un estado de la sociedad donde las condiciones de vida y los recursos se utilizan para continuar satisfaciendo las necesidades humanas sin dañar la integridad y estabilidad del sistema natural. 7 Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Desarrollo sostenible Pilares de la sostenibilidad - Sostenibilidad ambiental: evita que la naturaleza sea utilizada como fuente inagotable de recursos y asegura su protección y uso racional (conservación del medio ambiente, energías renovables, ahorro de agua, movilidad sostenible, gestión de residuos…). - Sostenibilidad social: puede fomentar el desarrollo de las personas, las comunidades y la cultura para ayudar a lograr una calidad de vida, atención médica y educación razonables y equitativas en todo el mundo. - Sostenibilidad económica: se enfoca en un crecimiento económico equitativo, que genere riqueza para todos, sin dañar el medio ambiente. La inversión y una distribución equitativa de los recursos económicos fortalecerán los otros pilares de la sostenibilidad para un desarrollo integral. 8 Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Desarrollo sostenible Metas del desarrollo sostenible - Hay 17 objetivos de desarrollo sostenible para transformar nuestro mundo:. https://www.undp.org/sustainable-development-goals 9 Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Desarrollo sostenible Antecedentes 1972-2015 10 Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Contaminantes: naturales y artificiales Definición de la contaminación - Es la presencia de cualquier sustancia o tipo de energía que provoque daños en el aire, el agua o el suelo. - Se considera contaminación cuando la concentración de contaminantes es lo suficientemente alta como para afectar la comodidad, la salud y el bienestar de las personas. - Los contaminantes pueden provenir de fuentes naturales o artificiales (creadas por el hombre). 11 Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Contaminantes: naturales y artificiales Relación entre la contaminación en los tres vectores ambientales (aire, agua y suelo) - Aunque la mayoría de los nutrientes o sustancias que contribuyen a la contaminación del aire, la tierra y el agua se limitan a un solo ambiente, el aire, la tierra y el agua interactúan entre sí. Ejemplo Emisión de SO2 Transformación en la atmósfera Fomación de H2SO4 Lluvías (vuelve a la tierra / agua) Contaminación de agua y suelo Contaminación en los 3 vectores Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Contaminantes: naturales y artificiales Proceso de contaminación - Fuentes estacionarias: industria, plantas de producción de energía, edificios… - Fuentes móviles: tráfico Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Contaminantes: naturales y artificiales Proceso de contaminación - M U Y R E L A C I O N A D A S E N T R E SÍ - PA SA N F Á C I L M E N T E D E U N M E D I O A O T R O - C O M P L I C A S O L U C I Ó N PA R A D E S C O N TA M I N A R Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Contaminantes: naturales y artificiales Proceso de contaminación → SUELO - D E P O S I C I Ó N S E C A – Á C I DA ATMÓSFERA → AGUA Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Contaminantes: naturales y artificiales Proceso de contaminación - SE D IM E N TA C IÓ N AGUA → SUELO Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Contaminantes: naturales y artificiales Proceso de contaminación - E VA P O R A C I Ó N - T R A N S P I R A C I Ó N AGUA → ATMOSFERA Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Contaminantes: naturales y artificiales Proceso de contaminación - L I X IV IA C IÓ N SUELO → AGUA Escurrimiento de líquidos a niveles inferiores de un suelo mediante drenaje, arrastrando nutrientes, sales minerales y otros compuestos orgánicos. Lixiviado es el líquido que se ha filtrado a niveles inferiores de un suelo y que ha extraído, disuelto o suspendido materiales. Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Contaminantes: naturales y artificiales Proceso de contaminación - EROSIÓN SUELO → ATMÓSFERA Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Contaminantes: naturales y artificiales Tipos de contaminantes - Contaminantes primarios: es un contaminante emitido desde una fuente directamente a la atmósfera / agua / suelo (no ha sufrido ningún cambio químico). La fuente puede ser un proceso natural como tormentas de arena y erupciones volcánicas o antropogénico (influenciado por los humanos) como emisiones industriales y del tráfico. - Contaminantes secundarios: es un contaminante formado como resultado de las interacciones químicas y físicas entre los mismos contaminantes primarios o entre los contaminantes primarios y otros componentes. Ejemplos: oxidantes fotoquímicos. 20 Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Contaminantes: naturales y artificiales Tipos de contaminantes - Emisión: generalmente definida como cualquier descarga de sustancias o energía de un fuente al medio ambiente (las unidades se expresan como masa/tiempo). - Inmisión: definida como los efectos de estas emisiones en el medio ambiente; en el caso de la contaminación del aire en personas, plantas, animales, materiales y atmósfera (unidades expresadas como concentración, masa/volumen, ppm…). 21 Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Conceptos generales Propiedades extensivas / intensivas - Propiedad: una característica (P, V, T,…) de la materia que se puede medir o calcular (algunos tipos de energía). - Propiedad extensiva: depende de la cantidad de materia en una muestra. - Propiedad intensiva: depende solo del tipo de materia en una muestra y no de la cantidad. 22 Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Conceptos generales Flujo o caudal - Medición de flujo: una cuantificación del movimiento de fluidos Caudal másico (ṁ): masa/tiempo (kg/min, g/s, t/h…) Caudal volumétrico (Q): volumen/tiempo (m3/h, L/min, cm3/s…) Caudal molar (ṅ): mol/tiempo (mol/min, kmol/h…) Velocidad de flujo(v): distancia/tiempo (m/s, m/h…) Pasar de caudal más.ico a volumétrico (y viceveresa): ṁ ρQ Densidad Pasar de caudal másico a molar (y viceveresa): ṅ= ṁ Peso molecular 𝑃𝑀 100 kg CO 2 1kmol CO 2 kmol CO 2  = 2.27 h 44 kg CO 2 h 23 Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Conceptos generales Concentración -La concentración indica la relación entre la cantidad de soluto y disolvente (o disolución). El soluto es la sustancia que se disuelve y el disolvente es el medio de la disolución. Fracción molar (xcomponent): moles soluto/moles totales Fracción másica (wcompuesto): masa componente/masa total Fracción volumétrica (vcompuesto): volumen componente/volumen total Porcentaje en masa, volumen o mol: las fracciones mencionadas x 100 Relación masa volumen: la relación entre la masa de soluto que está presente en una disolución con el volumen de la disolución (lbm/ft3, g/L, kg/m3) Molaridad (M): el número de moles de soluto dividido por el número de litros de disolución. Partes por millón (ppm): se utiliza para concentraciones muy diluidas. Es una parte de soluto por un millón de partes de disolvente (ya sea en masa o en volumen). Partes por billón (ppb): es una parte de soluto por mil millones de partes de disolución. Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Conceptos generales Concentración -En esta asignatura utilizaremos la concentración para expresar el contenido de un contaminante en un sólido o una corriente líquida o gaseosa. - Suele expresarse en masa o volumen (según el estado del disolvente). Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Conceptos generales Concentración G A S : lo más usado en química Relación masa/ volumen: mg/m3, g/m3 Masa/ masa: %, ppmm, ppbm Volumen/ volumen: %, ppmv, ppbv Para pasar de unidades masa/volumen a volumen/volumen (y viceversa), hay que usar la ley de los gases ideales: 𝑎𝑡𝑚 𝐿 𝑛 = 0,082 𝑚𝑜𝑙 𝐾 Cuidado!! T y P en condiciones normales (NTP): T= 25 ºC, 298 K and P= 1 atm T y P en condiciones estándar (STP): T=0 ºC, 273 K and P= 1 atm Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Conceptos generales Concentración E J E M P L O S : Realizar el siguiente cambio de unidades a) 9 ppmv de CO a mg/m3 (en condiciones estándar: 1 atm, 25 ºC). b) 400 g SO 2/m3 (1 atm, 25 ºC) a ppmv. Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Conceptos generales Sistema Internacional de unidades - Comúnmente conocido como sistema métrico, es el estándar internacional de medición. Tema 1: E l sistema medio ambiente. Contaminación Conceptos generales Escala de temperaturas - Hay cuatro escalas de temperatura principales que se utilizan en todo el mundo..  TECNOLOGÍAS AMBIENTALES ----------------------------------------------------------------------------- Tema 1 E l sistema medio ambiente. Contaminación Profesor: Leyre Sillero Ortigosa Email: [email protected]