Trabajo de Titulación Simulación de Sensores atmosfericos mediante la plataforma de Labview sobre...

7/25/2019 Trabajo de Titulacin Simulacin de Sensores atmosfericos mediante la plataforma de Labview sobre el comporta

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UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILFACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIALDEPARTAMENTO ACADEMICO DE GRADUACIN

TRABAJO DE TITULACINPREVIO A LA OBTENCIN DEL TTULO DE

INGENIERO EN TELEINFORMTICA

TEMASIMULACIN DE SENSORES ATMOSFRICOS

MEDIANTE LA PLATAFORMA DE LABVIEW SOBREEL COMPORTAMIENTO DE CONTAMINANTES

GASEOSOS EN EL SECTOR NOROESTE DE LACIUDAD DE GUAYAQUIL

AREAPROYECTOS NUEVOS

AUTORAPIN TENE JENNIFFER ALEXANDRA

DIRECTOR DEL TRABAJOING. COMP. PLAZA VARGAS ANGEL MARCEL

15AQUILDOR

2015

GUAYAQUILECUADOR


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ii

La responsabilidad de los hechos, ideas y doctrinas expuesto en esteTrabajo de Titulacin corresponden exclusivamente a la Autora

PIN TENE JENNIFFER ALEXANDRA

C.C.: 0923861207


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iii

DEDICATORIA

Dedico esta tesis a Dios y a la Virgen de Agua Santa, que son verdadera

fuente de amor y sabidura.

A mi madre, por ser mi soporte y cuyo vivir me ha mostrado que en el

camino hacia la meta se necesita de la dulce fortaleza para aceptar las

derrotas y del sutil coraje para derribar miedos.

A mis hermanos por estar siempre presentes, acompandome para

poderme realizar.

A mis familiares y a quienes recin se sumaron a mi vida para hacerme

compaa con sus sonrisas de nimo, en especial a ti Vctor, porque a lo

largo de este trabajo aprendimos que nuestras diferencias se convierten

en riqueza cuando existe respeto y verdadero amor.

A todos ustedes les dedico el esfuerzo, sacrificio y tiempo que entregu a

esta tesis.


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iv

AGRADECIMIENTO

Agradezco a DIOS y a la Virgen de Agua Santa, quienes me guiaron por

el buen camino, dndome fuerzas para seguir adelante y no desmayar enlos problemas que se presentaban, ensendome a enfrentar las

adversidades sin perder nunca la paciencia ni desfallecer en el intento.

A ti Mami, que tienes algo de Dios por la inmensidad de tu amor, y mucho

de ngel por ser mi guardiana y por tus incansables cuidados. Porque si

hay alguien que est detrs de todo este trabajo, eres t que has sido,

eres y sers el pilar de mi vida.

A mis hermanos por ser parte importante de mi vida, por llenarla de

alegras, por todo lo que siempre he recibido de ellos y representar la

unidad familiar.

Agradezco a todas las personas que de una u otra forma estuvieron

conmigo, porque cada una aport con un granito de arena.


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v

NDICE GENERAL

N Descripcin Pg.

PRLOGO 1

CAPTULO I

INTRODUCCIN

N Descripcin Pg.

1.1 Antecedentes 3

1.2 Campo de Accin 4

1.3 Problema 5

1.4 Justificacin 6

1.5 Objetivos 7

1.5.1 Objetivo General 7

1.5.2 Objetivos Especficos 7

CAPTULO II

MARCO TERICO

N Descripcin Pg.

2.1 Antecedentes 8

2.2 Fundamento Conceptual 8

2.2.1 Contaminacin de la Atmsfera 8

2.2.2 Principales tipos de contaminantes Gaseosos 13


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vi

N Descripcin Pg.

2.2.3 Escalas de contaminacin atmosfrica 16

2.2.4 Dispersin de contaminantes 16

2.2.5 Factores Meteorolgicos 17

2.2.6 Estabilidad Atmosfrica 18

2.2.7 Gradiente Vertical de Temperatura 20

2.2.7.1 Gradiente Adiabtico Seco 20

2.2.8 Elevacin de la Pluma 22

2.2.9 Qu es un Modelo matemtico 26

2.2.10 Modelos de Dispersin 27

2.2.10.1 Aplicaciones de la modelacin de Dispersin

de Contaminantes 29

2.2.10.2 Clasificacin de modelos para estimar Concentracin de

Contaminantes 29

2.2.11 Modelo Gaussiano 30

2.2.12 Modelo Gaussiano de Dispersin 30

2.2.12.1 Clculo de "H". Altura efectiva de la chimenea 34

2.2.13 Software 36

2.2.13.1 LABVIEW 37

2.2.13.1.1 Entorno de trabajo de Labview 38

2.2.13.1.2 El Panel Frontal 38

2.2.13.1.3 Diagrama de bloques 39

2.2.13.1.4 Las Paletas 40

2.2.13.2 ISC3 41

2.2.13.3 CALPUFF 44

2.2.14 Sensores 44


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vii

N Descripcin Pg.

2.2.14.1 Sensor de dixido de azufre 46

2.2.14.2 Sensor de monxido de carbono(MQ-7) 47

2.2.14.3 Sensor de dixido de carbono (MG-811) 47

2.3 Fundamento histrico 48

2.4 Fundamento ambiental 51

2.4.1 Efectos de la contaminacin atmosfrica 51

2.4.2 Parmetro de calidad de Aire 53

2.4.3 Normativa Ambiental del Ecuador 54

2.5 Fundamento Legal 54

2.6 Fundamento Referencial 55

CAPTULO III

METODOLOGA

N Descripcin Pg.

3.1 Tipo de Investigacin 62

3.1.1 Etapa de Investigacin 62

3.1.2 Mtodos 62

3.1.3 Tcnica 63

3.2 Modelo Gaussiano propuesto 63

3.3 Descripcin del Sensor de Gas a utilizar (LMP91000) 65

3.4 Comparaciones y Resultados 66

3.4.1 Comparaciones de los Modelos de Dispersin 66

3.4.2 Resultados 74

3.4.2.1 Desarrollo de la simulacin en LABVIEW 74


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viii

N Descripcin Pg.

3.4.2.1.1 Descripcin de los elementos en el diagrama de bloques 75

3.4.2.1.2 Estructuras y elementos de programacin 77

3.4.2.1.3 Resultados obtenidos de la Simulacin 77

CAPTULO IV

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

N Descripcin Pg.

4.1 Ttulo de la Propuesta 82

4.2 Objetivos de la Propuesta 82

4.3 Elaboracin de la Propuesta 82

4.4 Impacto 83

4.5 Conclusiones 83

4.6 Recomendaciones 84

GLOSARIO 93

ANEXOS 94

BIBLIOGRAFA 135


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ix

NDICE DE CUADROS

N Descripcin Pg.

1 Fuentes emisoras de contaminantes 12

2 Categoras de estabilidad segn Pasquill 19

3 Fases de la Pluma 26

4 Tipo de estabilidad Atmosfrica 33

5 Coeficiente exponencial Urbano y Rural 34

6 Efectos de los Contaminantes Atmosfricos sobre el sistema

respiratorio 52

7 Parmetro de Calidad de Aire 53

8 Normativa AmbientalEcuador 549 Valores fijados de NO2, O3, SO2 58

10 Resultado del Inventario de emisiones ciudad de Guayaquil

Ao 2011 59

11 Caractersticas del Sensor de Gas (LMP91000) 65

12 Parametros permisibles de calidad del aire de los gases

SO2, CO, NOx 67

13 Resultados del Modelo de dispersin ISC3 70

14 Resultados de SO2, CO2 74

15 Comparacin entre ISC3, CALPUFF y LABVIEW 85

16 Niveles permisibles y no permisibles de la

Contaminacin Atmosfrica 86

17 Comparacin Margen de error 88


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x

NDICE DE GRFICOS

N Descripcin Pg.

1 Fuentes de Contaminacin 11

2 Gradientes de temperatura y estabilidad de Pasquill 20

3 Diagrama Adiabtico 21

4 Tipos de pluma de chimenea 23

5 Altura efectiva de la chimenea 24

6 Fases de una pluma de chimenea 25

7 Proceso de Modelo Matemtico 27

8 Sistema de coordenadas de la ecuacin

Gaussiana 31

9 Clculo de yz 32

10 Desviacin normal y en direccin del viento cruzado

como funcin de la distancia en la direccin del viento 32

11 Desviacin normal z en direccin del viento cruzado

como funcin de la distancia en la direccin del viento 33

12 Panel Frontal 39

13 Transductor-Sensor 46

14 Monitoreo de contaminantes Medidos en Colombia 49

15 Resultado del Inventario de emisiones Guayaquil

Ao 2011 60

16 Emisiones procedentes del sector Termoelctrico

Ao 2011 61


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xi

N Descripcin Pg.

17 Velocidad de viento vs Concentracin 65

18 Forma del pulso de funcionamiento del Sensor 6619 Salida analgica del Sensor Vs El Tiempo 66

20 Concentraciones de Contaminantes Gaseosos SO2, CO2

simuladas en CALPUFF 71

21 Presentacin de las Concentraciones simuladas y

observacin de la respectiva Concentracin de SO2 73

22 Presentacin de las Concentraciones simuladas y

observacin de la respectiva Concentracin de CO2 73


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xii

NDICE DE IMAGENES

N Descripcin Pg.

1 Diagrama de bloques de LABVIEW 40

2 Paleta de Herramientas 41

3 Paleta de Funciones 41

4 Interfaz Grfica 43

5 Resultados Concentraciones de SO2 68

6 Resultados Concentraciones de SO2 68

7 Resultados Concentraciones de NOx 69

8 Resultados Concentraciones de NOx 69

9 Concentraciones Gaseosas sobre el dominio de simulacin 71

10 Diagrama de bloques del Sensor (Lmp91000) 78

11 Representacin del Comportamiento del Sensor (Lmp91000) 78

12 Diagrama de bloques del Modelo de Gauss 79

13 Clculo de yz 80

14 Clculo "U" 80

15 Clculo de "H". altura efectiva de la chimenea 81

16 Sobreelevacin de la chimenea 81

17 Clculo de Flotabilidad 8218 Clculo de C 82

19 Comportamiento del Modelo Gaussiano de Gases Propuesto 83

20 Diagrama de bloques Modelo Gaussiano de Gases Propuesto 83


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xiii

N Descripcin Pg.

21 Simulacin de Contaminantes Gaseosos 84


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xiv

NDICE DE ANEXOS

N Descripcin Pg.

1 Ley de Gestin Ambiental Ttulo I mbito y Principios

de la Ley 96

2 Norma Ecuatoriana de Calidad del Aire 110

3 Ordenanza Ambiental del Municipio de Guayaquil 113

4 Datasheet del Sensor LMP 91000 131

5 Cronograma del Trabajo de Titulacin 135


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xv

AUTORA: PIN TENE JENNIFFER ALEXANDRATEMA: SIMULACIN DE SENSORES ATMOSFRICOS MEDIANTE LA

PLATAFORMA DE LABVIEW SOBRE EL COMPORTAMIENTODE CONTAMINANTES GASEOSOS EN EL SECTORNOROESTE DE LA CIUDAD DE GUAYAQUIL

DIRECTOR: ING. COMP. PLAZA VARGAS ANGEL MARCEL

RESUMEN

La presente tesis realiza el anlisis y Simulacin de Sensores Atmosfricosmediante la Plataforma de Labview de la situacin del Comportamiento deContaminantes Gaseosos producto del sector Noroeste de la ciudad deGuayaquil, la principal funcin es simular los parmetros y variables que definenlos modelos de contaminacin; introduce los conceptos de los principales tiposde contaminantes gaseosos, modelo de dispersin Gaussiano y la herramientade Labview. La metodologa aqu presentada permite llegar a los resultados quese plasman en los procedimientos de la simulacin, basndose en lascomparaciones y teoras cientficas facilitando as la realizacin de este trabajo.En el sistema de simulacin se ha determinado las concentraciones decontaminantes mediante el uso de un modelo de dispersin matemticoGaussiano apropiado para los gases contaminantes, definidos durante la

ejecucin de la simulacin se ha considerado el potencial impacto a las zonasindustriales con el fin de mostrar la utilidad del sistema desarrollado, se realizolas comparaciones con otras dos herramientas de software con los cuales seanalizo la contaminacin gaseosa, los resultados conseguidos presentan loscoeficientes de dispersin de las emisiones de los contaminantes cuyos clculosmetdicos aportan a la solucin del anlisis simulacin de Sensoresatmosfricos sobre el Comportamiento de Contaminantes Gaseosos.

PALABRAS CLAVES:Simulacin, Sensores, Contaminantes, Labview,Dispersin, Emisiones, Parmetros.

Pin Tene Jenniffer Alexandra Ing. Comp. Plaza Vargas Angel Marcel

C.C. 0923861207 Director del Trabajo


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xvi

AUTHOR: PIN TENE JENNIFFER ALEXANDRATOPIC: ATMOSPHERIC SENSORS SIMULATION PLATFORM BY

LABVIEW ON THE BEHAVIOR OF GASEOUSPOLLUTANTS IN THE NORTHWEST SECTOR OF THECITY OF GUAYAQUIL

DIRECTOR: COMP. ENG. PLAZA VARGAS ANGEL MARCEL

ABSTRACT

This thesis makes the analysis and Atmospheric Sensors SimulationPlatform by Labview situation Behavioral product Gaseous PollutantsNorthwest sector of the city of Guayaquil, the main function is to simulatethe parameters and variables that define pollution models; introduces theconcepts of the main types of gaseous pollutants Gaussian dispersionmodel and tool Labview. The methodology presented here allows to reachresults, which are reflected in the simulation procedures based uponcomparisons and scientific theories, thus easing the achievement for thepresent work. The simulation system was determined by theconcentrations of contaminants by using a mathematical model fittingGaussian dispersion for the gaseous pollutants, as defined during the

execution of the simulation, it was considered the potential impact of theindustrial areas. In order to show the usefulness of the developed system,comparisons with two other software tools in which were analyzed toanalyze the gaseous contamination, the results obtained show thecoefficients of dispersion on the emissions of pollutants whose methodicalcalculations contribute to solving the simulation analysis of atmosphericsensors on the behavior of Gaseous Pollutants.

KEYWORDS: Simulation, Sensors, Pollutants, Labview, Dispersion,

Emissions, Parameters.

Pin Tene Jenniffer Alexandra Comp. Eng. Plaza Vargas Angel MarcelC.C. 0923861207 Director of Work


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PRLOGO

La presente tesis es un aporte para el proyecto denominado: Base

de datos para la determinacin de escenarios de la contaminacin

Petrolera en el Ecuador. Que pertenece al programa: Desarrollo de

plataforma inteligente de gestin de conocimiento y modelamiento de

escenarios de la contaminacin Petrolera en el Ecuador.

Este documento incluye un anlisis del Comportamiento de

Contaminantes Gaseosos y Simulacin de Sensores en la Plataforma de

Labview el mismo que consta de cuatro captulos.

En el captulo N 1, llamado Introduccin encontramos la informacin

referente los antecedentes, nuestro campo de accin, la situacin del

problema, la justificacin de nuestro trabajo y los Objetivos que se deseaalcanzar.

En el captulo N 2, corresponde al Marco Terico en el cual se

detallan cada uno de los conceptos y teoras relacionadas y utilizadas en

este documento. Se indica cada uno de los Fundamentos conceptuales,

Fundamento histrico, Fundamento ambiental, Fundamento Legal y

Fundamento Referencial.

En el captulo N 3, se refiere a las tcnicas empleadas y la

metodologa como lo es el Modelamiento de contaminantes atmosfrico

de Gauss, plasmada en la plataforma de Labview en la cual se desarrolla

la simulacin del comportamiento de un sensor atmosfrico para la

deteccin del comportamiento de Contaminantes Gaseosos.


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Prlogo 2

Luego de haber empleado la metodologa se desarrolla todo el

procedimiento, es decir se detallan cada una de las etapas que involucran

la metodologa con el desarrollo del modelo Gaussiano y as de esta

manera conseguir una solucin analtica a nuestro trabajo final.

En el captulo N 4, se trata de la presentacin de los resultados

obtenidos en nuestros objetivos propuesto, adems aadiendo las

conclusiones a las cuales se ha llegado para de esta manera poder tener

un criterio y sugerir las debidas recomendaciones.


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CAPTULO I

INTRODUCCIN

1.1 Antecedentes

La contaminacin del aire es un problema de particular importancia

en centros urbanos y mega ciudades alrededor del mundo, y obedeceprincipalmente a deficiencias estructurales en el desarrollo industrial y de

transporte, al crecimiento desordenado. Su principal efecto es la

degradacin de la calidad de vida de la poblacin, reflejada en el

incremento de la frecuencia y severidad de las enfermedades

respiratorias, en la mortalidad temprana, en el nmero de consultas

hospitalarias y en la ausencia laboral.

Determinar los efectos de la contaminacin del aire es sumamente

complejo, ya que la asociacin entre un contaminante y una enfermedad o

una defuncin puede ser ms accidental que causal. Las relaciones

existentes entre las enfermedades humanas por la exposicin a niveles

bajos de contaminacin durante un perodo largo de tiempo no se

conocen en la actualidad con exactitud.

En la evaluacin de riesgos asociados a la contaminacin y para la

fijacin de normas de calidad del aire, lo ideal sera disponer de una serie

completa de curvas dosis-respuesta para los distintos contaminantes

atmosfricos, para los diferentes efectos y para los distintos tipos de

poblacin expuesta. De momento no se dispone de esta informacin, para

todos los contaminantes atmosfricos y an es ms difcil que llegue a

reunirse para las combinaciones de sustancias que ms frecuentemente


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Introduccin 4

se encuentran en el aire.

Generalmente, la calidad del aire se evala por medio de los

denominados niveles de inmisin, que vienen definidos como la

concentracin media de un contaminante presente en el aire durante un

perodo de tiempo determinado. La unidad en que se expresan

normalmente estos niveles son microgramos de contaminante por metro

cbico de aire, medidos durante un perodo de tiempo determinado.

En la mayora de los pases, las normas de calidad del aire tienen

como objetivo inmediato el evitar enfermedades en la poblacin ms. Hayque tener en cuenta que el objetivo es prevenir todo posible efecto sobre

la salud del hombre, incluidas las alteraciones genticas y fsicas.

Cabe anotar que hasta el momento solo se encuentran registros de

investigaciones con respecto a la contaminacin del aire en la ciudad de

Quito y Cuenca. En la ciudad de Guayaquil solo se ha realizado estudios

para establecer los ndices de Contaminacin.

1.2 Campo de Accin

Para el Anlisis y Determinacin de Contaminantes Gaseosos en el

Aire se recurrir al procesamiento de seales digitales para representar

los indicadores de los valores dentro de un rango establecido, obtenidos

mediante un medio o canal de transmisin.

Se procesar la distribucin de informacin mediante el campo de la

electrnica y la comunicacin anloga digital para realizar manipulacin

de valores o informacin que estn representadas en forma digital.

Adems vinculando los equipos y medios de transmisin se podr

describir el funcionamiento de herramientas, con cual se formara nuevos


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Introduccin 5

diseos para la determinacin de Contaminantes en el aire.

1.3 Problema

La contaminacin del aire es un grave problema para nuestra

ciudad, se viene dando varios casos de deterioro del medio ambiente y

del sistema ecolgico. La contaminacin del aire tiene un efecto directo

sobre la salud humana. En casos extremos, ha causado una gran

cantidad de afectados como resultado de la combinacin de

caractersticas geogrficas inusuales con factores climticos. Por ejemplo,

el episodio de contaminacin del aire con los accidentes suscitados en las

Industrias ubicadas en la va Juan Tanca Marengo y va Daule.

Esto es un ejemplo de los graves efectos adversos que resultan del

exceso de industrias, junto con ciertos factores geogrficos y

meteorolgicos en un rea concentrada. La exposicin a contaminantes

del aire puede causar efectos agudos (corto plazo) y crnicos (largo

plazo) en la salud. Los efectos ms comunes son la irritacin de los ojos,

dolor de cabeza y nuseas. A veces los efectos crnicos tardan en

manifestarse, duran indefinidamente y tienden a ser irreversibles.

Mediante la investigacin de la problemtica de Contaminantes

Gaseosos en el Aire se indica que en sentido general, los contaminantes

no siempre son producidos por el hombre sino tambin por algunos

procesos industriales.

La combustin Contaminante implica, tanto a las industrias como a

automviles adems estn los fenmenos naturales, como las erupciones

volcnicas que generan Dixido de azufre (SO 2), Monxido de carbono

(CO), xidos de nitrgeno (NOx), Hidrocarburos (HC), Dixido de carbono

(CO2), causando inestabilidad, desorden, dao o malestar en un

ecosistema, en el medio fsico o en un ser vivo. Cabe indicar que


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Introduccin 6

actualmente en la ciudad de Guayaquil no tiene, ni existe un sistema de

alerta o prevencin del Monitoreo de Contaminantes en el Aire.

1.4 Justificacin

Este trabajo de titulacin es un aporte para el proyecto denominado:

Base de datos para la determinacin de escenarios de la contaminacin

Petrolera en el Ecuador. Que pertenece al programa: Desarrollo de

plataforma inteligente de gestin de conocimiento y modelamiento de

escenarios de la contaminacin Petrolera en el Ecuador (MONOIL,

2014).

En la actualidad existen altos niveles de contaminacin causados

por el hombre, pero no slo el hombre contamina, sino que tambin

existen algunos factores naturales que as como benefician, tambin

pueden perjudicar al medio ambiente. Es por ello que mediante la

propuesta de la Simulacin para la Deteccin de Flujos Contaminantes

Gaseosos en el Aire se busca proveer herramientas que aporten aldesarrollo de polticas y mtodos en busca de un ambiente sano tal como

lo establecen las propuestas dentro del Plan Nacional del Buen Vivir, las

cuales sintetizamos en los siguientes puntos:

Asegurar la promocin, la vigencia y la plena exigibilidad de los

derechos de la naturaleza.

Disear y aplicar un sistema integrado de seguimiento, control y

monitoreo del cumplimiento de los derechos de la naturaleza.

La simulacin se realizar en las zonas aledaas a la coordenada

geografa 208'46.2"S 7956'01.6"W que pertenece al cuadrante Noroeste

del esquema de divisin de cuadrantes de la ciudad de Guayaquil. El

poder llegar a utilizar un simulador para detectar la contaminacin del Aire


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Introduccin 7

constituir una enorme herramienta, la cual permitir conocer el Flujo de

contaminacin, reconociendo situaciones de alarma para tomar as las

medidas correspondientes en los casos de contingencia.

Con el anlisis de los datos recolectados es posible adems

identificar las fuentes responsables y establecer polticas de prevencin,

las cuales estarn dentro de lo establecido en el Plan Nacional Del Buen

Vivir. Impulsar incentivos y tecnologa apropiada para la conservacin de

la naturaleza. Promover la investigacin aplicada, el desarrollo y cambio

tecnolgico, valorando el conocimiento y las prcticas, para la prevencin,

la mitigacin y la adaptacin al cambio climtico.

1.5 Objetivos

1.5.1 Objetivo General

Desarrollar la simulacin de Sensores atmosfricos sobre el

Comportamiento de Contaminantes Gaseosos, en el sector noroeste de laciudad de Guayaquil.

1.5.2 Objetivos Especficos:

Analizar los diferentes contaminantes Gaseosos que se puedan

representar en una simulacin en la Plataforma de Labview.

Presentar el Diseo de la Arquitectura del Sensor atmosfrico en la

Plataforma de Labview.

Identificar los indicadores de la normativa legal, ambiental y social

relacionada con la contaminacin atmosfrica.

Presentar el diseo del comportamiento de la simulacin de

contaminantes Gaseosos atmosfricos.


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CAPTULO II

MARCO TERICO

2.1 Antecedentes

El presente Plan de Investigacin titulado Comportamiento de

Contaminantes Gaseosos y Simulacin de Sensores en la Plataforma de

Labview tiene base terica de trabajos realizados referidos a la

Contaminacin de Gases; los cuales nos sirven para extraer de ellos

informacin y recopilar datos que nos lleven al buen desenvolvimiento o

direccin de la investigacin, adems detalles tcnicos de los

procedimientos utilizados en el desarrollo de esta Tesis permitindonos

cumplir con los objetivos trazados.

2.2 Fundamento Conceptual

2.2.1 Contaminacin de la Atmsfera

La contaminacin atmosfrica es la presencia en el ambiente de

cualquier sustancia qumica, partculas, microorganismos que alteran la

calidad ambiental y la posibilidad de vida. Las causas de la contaminacinpueden ser naturales o artificiales, generado principalmente por la quema

de combustibles fsiles (plantas de energa que funcionan a carbn,

fbricas y vehculos), partculas y gases industriales.

El aire en la atmsfera tiene contaminantes criterio, los cuales son

llamados as porque la Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados

Unidos (USEPA) los regula. Se tienen dos tipos de estndares, el primer


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Marco Terico 9

set (estndares primarios) est designado a proteger la salud pblica,

mientras que el segundo set (estndares secundarios) tiene como objetivo

prevenir daos ambientales y a la propiedad.

Hay seis contaminantes criterio del aire y son los siguientes:

Material Particulado (PM)

Ozono (O3)

Monxido de Carbono (CO)

Dixido de Azufre (SO2)

Dixido de Nitrgeno (NO2) Plomo (Pb)

Hay otro tipo de clasificacin que divide a los contaminantes en

primarios, que son aquellos liberados directamente desde sus fuentes y

secundarios, aquellos que se forman a travs de reacciones qumicas

entre los contaminantes primarios. Una fuente de contaminacin es

aquella que da origen a la misma. En general se clasifican las fuentes decontaminantes en cuatro grupos:

Fuentes puntuales

Una fuente puntual (tambin conocidas como fuentes estacionarias o

fijas) se refiere a una fuente en un punto fijo o estacionario, existen

cientos de miles de fuentes estacionarias de contaminacin del aire, comolas plantas de energa, industrias qumicas, refineras de petrleo,

fbricas, etc.

Segn la industria o proceso especfico, las fuentes estacionarias

pueden emitir uno o varios contaminantes criterio del aire adems de

muchos otros contaminantes peligrosos. De hecho a continuacin se

detalla algunas de las fuentes contaminantes.


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Marco Terico 10

Fuentes mviles

Las fuentes mviles incluyen a las diversas formas de transporte

tales como automviles, camiones y aviones, buses, volquetas, triler,

motocicletas, etc.

La principal fuente mvil de contaminacin del aire es el automvil,

pues produce grandes cantidades de monxido de carbono (CO) y

cantidades menores de xidos de nitrgeno (NOx) y compuestos

orgnicos voltiles (COVs).

Fuentes de rea

Las fuentes de rea se refiere a una serie de fuentes pequeas,

numerosas y dispersas, que no pueden ser incluidas de manera eficiente

en un inventario de fuentes puntuales, pero que en conjunto pueden

afectar la calidad del aire en una regin dada, por ejemplo: el uso de

madera para cocinar o calentar la casa, las imprentas, las estaciones deservicio, y las tintoreras, etc.

Fuentes naturales

Adems de las actividades humanas, los fenmenos naturales y la

vida animal y vegetal pueden jugar un papel importante en el problema de

la contaminacin del aire.

Es por ello que a continuacin se describen las fuentes de

contaminacin significativas tanto de manera artificial como natural, que

son comnmente consideradas en los inventarios de emisiones

atmosfricas, son los cuales presentan graves daos e inconvenientes en

el aire. Sin olvidar las fuentes mviles y fijas ya que estas son las mas

comunes en relacin con los seres humanos.


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Marco Terico 11

GRFICO N 1

FUENTES DE CONTAMINACIN

Fuente: (ATSDR)Elaborado por: Jenniffer Pin

La contaminacin atmosfrica se relaciona con la densidad de

partculas, gases y la capacidad de dispersin, teniendo en cuenta la

formacin de lluvia cida y sus posibles efectos sobre los ecosistemas.

Fuentes de lacontaminacin de la

atmsfera

Artificiales

Moviles

Automoviles

Buses

Emiten gasescomo CO2,SO2,CO,NOx,hidrocarburos yparticulas

Barcos

Fijas

Plantas de productosquimicos

Refineria depetrleo

Emiten gasescomo CO2,SO2, CO, NOx,hidrocarburos yparticulas

Basureros

Naturales

Actividad

volcanica

En los suelos sinvegetacin el vientolevanta particulas de

polvo

ErrosinCuando se queman losbosques o pastizales y

polvo de carbn

Incendiosforestales

Cuando los volcanesentran en actividad,se generan gasescomo CO, CO2, SO2y cenizas.


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Marco Terico 12

CUADRO N 1

FUENTES EMISORAS DE CONTAMINANTES

Fuentesemisoras deContaminantes

xidosdeNitrgeno

(%)

Partculas(%) Monxidodecarbono

(%)

xidosdeazufre

(%)

COV's(%)

Transporte porcarretera

77 72,8 91,4 17,3 33,2

Plantas decombustin noindustrial(calderas decomercios,viviendas,oficinas)

6,5 13,2 5,4 68,5

Plantas decombustin

industrial

5,7 7,4

Otros modos detransporte ymaquinaria mvil

7,1 5,5 2,1

Uso dedisolventes yotros productos

53,5

Fuente: (CEPIS)Elaborado por: Jenniffer Pin

Especficamente, el inventario de emisiones proporciona informacin

referente a la cantidad de emisiones de xidos de Nitrgeno, partculas,

monxido de carbono, xidos de azufre y Cov's que tienen efecto sobre

la calidad del aire del lugar en estudio, identificando las fuentes emisoras

y cuantificando sus respectivas emisiones.


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Marco Terico 13

2.2.2 Principales tipos de contaminantes Gaseosos

Dixido de azufre (SO2).Es un gas incoloro, irritante, no inflamable

y con un olor penetrante que consiste en un tomo de azufre y dos deoxgeno. Se emite a la atmsfera durante la quema de combustibles y el

procesamiento de los minerales. Durante las horas y das siguientes, el

SO2se oxida todava ms, convirtindose en sulfato y cido sulfrico

suspendidos en pequeas partculas que se eliminan del aire mediante

precipitacin y/o deposicin seca. (CABRERA C, 2010)

Esta deposicin de azufre es, junto con la deposicin similar denitrgeno procedente de las emisiones de NOxy NH3, la causa de la

acidificacin de los ecosistemas (suelo, lagos y ros), fenmeno conocido

como lluvia cida.

La principal fuente de emisin de dixido de azufre a la atmsfera es

la combustin de productos petrolferos y de carbn. Otra fuente muy

importante es la oxidacin del SH2. Sin embargo, algunas fuentes

naturales tambin contribuyen a su emisin, como es el caso de los

volcanes o del metabolismo anaerobio. (Informacion del Dixido de

Asufre, 2011)

El dixido de azufre puede actuar como agente oxidante y como

agente reductor, reacciona con el agua para producir una solucin cida

(llamada cido sulfuroso); se emplea como gas refrigerante como

desinfectante y conservador, as como agente blanqueador, y en el

refinado de productos de petrleo, su uso principal est en la manufactura

de trixido de azufre y cido sulfrico.

Los efectos del Azufre sobre la salud, durante diversos procesos se

aaden al medio ambiente enlaces de azufre dainos para los animales y

los hombres, estos enlaces de azufre dainos tambin se forman en la

naturaleza durante diversas reacciones, sobre todo cuando se han


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Marco Terico 14

aadido sustancias que no estn presentes de forma natural. Los

compuestos del azufre presentan un olor desagradable y a menudo son

altamente txicos, pueden tener los siguientes efectos en la salud

humana:

Efectos neurolgicos y cambios comporta mentales

Alteracin de la circulacin sangunea

Daos cardiacos

Efectos en los ojos y en la vista

Fallos reproductores

Daos al sistema inmunitario Desrdenes estomacales y gastrointestinales

Daos en las funciones del hgado y los riones

Defectos en la audicin

Alteraciones del metabolismo hormonal

Efectos dermatolgicos

Asfixia y embolia pulmonar

Efectos ambientales del Azufre

Efectos ambientales del Azufre: en el aire puede provocar

irritaciones en los ojos y garganta, a travs de la inhalacin del gas.

Monxido de carbono (Co). Es un gas incoloro e inodoro,

producido durante la combustin incompleta de los combustibles. Es un

compuesto qumico muy toxico por su letalidad.

En altas concentraciones los efectos varan desde cefaleas, que

conlleva la disminucin de la capacidad mental, afectando al sistema

nervioso central; al provocar mareos, zumbido en odos, somnolencia y

dificultad para respirar. Puede desembocar en la muerte de seres vivos,

ya que desplaza al oxigeno de la sangre al combinarse con la

hemoglobina (formando la carboxihemoxihemoglobina), interfiriendo con


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Marco Terico 15

la oxigenacin del cerebro (muerte cerebral). (Inche)

xidos de nitrgeno (NOx).Los xidos de nitrgeno son un grupo

de gases conformado por el nitrgeno y oxgeno; el nitrgeno es el

elemento ms comn del aire y representa el 78 por ciento del aire que

respiramos. Es inevitable que por combustin incompleta, especialmente

en la fase de aceleracin de los motores aparezcan anhdridos (xidos

no-metlicos) tales como: anhdrido u oxido hiponitroso (N2O), anhdrido o

trixido nitroso (N2O3) y el anhdrido o pentaoxido ntrico (N2O5).

Cualquier anhdrido u oxido no-metlico al combinarse con el aguaforma cidos fuertes, unos ms letales que otros para los seres vivos y los

ecosistemas. Se produce mximamente en la combustin del motor

disel, por las altas temperaturas que se alcanza. Estos qumicos salen

por el tubo de escape a la atmosfera en forma de iones muy reactivos.

Los efectos del dixido de nitrgeno daa el sistema respiratorio porque

es capaz de penetrar las regiones ms profundas de los pulmones; as

mismo, contribuye en la lluvia cida.

Efectos ambientales del xidos de nitrgeno: Una vez en la

atmsfera puede participar en una serie de reacciones, en presencia de

radiacin ultravioleta producen smog fotoqumico lo que reduce la

visibilidad; reacciona con la humedad del aire y forma cido ntrico en

forma de aerosol; los vehculos automotores son los principales

responsables de las emisiones; en el mundo el 43% de las emisionesprovienen del sector transporte. (Inche)

Dixido de carbono (CO2).Es un gas producto de la combustin

completa de los combustibles, no es nocivo para la salud de los seres

vivos al formar parte de la respiracin; sin embargo el calentamiento

global por el efecto invernadero es atribuido principalmente a este gas. En

todas sus formas es incoloro e inodoro; es incombustible y soluble.


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Marco Terico 16

2.2.3 Escalas de contaminacin atmosfrica

Segn Vallero sobre la contaminacin del aire ocurre a diferentes

escalas, entre ellas hay cinco tipos: local, urbana, regional, continental y

global.

Escala Local.- Se extiende desde la superficie terrestre hasta una

altura de 5 m. Los problemas locales son caracterizados por uno o

muchos emisores o un nmero mucho ms grande de emisores

pequeos.

Escala Urbana.- Se extiende hasta una altura de 50 m. En esta

escala hay dos tipos de problemas: la liberacin de contaminantes

primarios y la formacin de contaminantes secundarios.

Escala Regional.- Se extiende desde los 50 m hasta los 500 m. En

esta escala hay tres tipos de problemas que contribuyen a la

contaminacin.

2.2.4 Dispersin de contaminantes

Cuando los gases y/o partculas son emitidos a la atmsfera desde

una industria u otra fuente, resulta casi imposible predecir su evolucin

dentro de la misma; esto es debido a los complejos factores que

gobiernan su ruta subsiguiente (Kiely, 1999), los cuales dependen de:Factores Meteorolgicos -Origen de la emisinProcesos.

En esta seccin se discutir la emisin, transporte y difusin de un

contaminante liberado en la atmsfera y que finalmente es depositado

sobre la superficie de algn rea geogrfica. Las cantidades de

contaminantes provenientes de diferentes fuentes, que recibe una regin,

varan de un punto a otro, vara; dependiendo de los vientos existentes y


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Marco Terico 17

de la presencia de obstculos naturales o artificiales como montaas y

edificios.

El transporte y la difusin del contaminante, son afectados por los

diferentes fenmenos fsicos que ocurren en la atmsfera. En general la

dispersin es el resultado de tres mecanismos dominantes: a). El

movimiento medio general del aire que transporta el contaminante en la

direccin del viento; b) las fluctuaciones turbulentas de la velocidad que

dispersan el contaminante en todas las direcciones y c) la difusin de la

masa debido al gradiente de la contaminacin.

Los movimientos del aire afectan la dispersin y el transporte del

contaminante en cercanas a una fuente o incluso a cientos de kilmetros.

2.2.5 Factores Meteorolgicos

El aire que circula en la tierra se mueve con el objetivo de equilibrar

aquellos desbalances que son causados por el calentamiento diferencialde la superficie terrestre, dicho movimiento ayuda a evitar que las

concentraciones de los contaminantes liberados a la atmsfera alcancen

niveles altos y por ende, peligrosos para el medio ambiente y las

personas.

El viento, responsable de la circulacin de la atmsfera, se traslada

desde zonas de alta presin a zonas de baja presin y est afectado porla friccin y las irregularidades de la superficie.

La friccin acta en la capa lmite planetaria (se extiende desde la

superficie terrestre hasta una altura que va entre 500-1000 metros) y su

intensidad aumenta mientras ms accidentada sea la superficie,

afectando la velocidad y direccin del viento, lo que ocasiona que haya

una influencia positiva o negativa en el transporte de los contaminantes.


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Marco Terico 18

El aire tiene dos tipos de movimientos: horizontal y vertical. El

movimiento horizontal, tiene muchas fuerzas que rigen su

comportamiento, por ejemplo cuando en el hemisferio norte los vientos

superficiales estn alrededor de ciclones (sistemas de baja presin) se

desplazan en direccin anti horaria, sin embargo cuando estn alrededor

de anticiclones (sistemas de alta presin) se desplazan en direccin

horaria, lo contrario sucede en el hemisferio sur.

El movimiento vertical ser responsable de la cantidad de aire

disponible para la dispersin de los contaminantes, dependiendo de la

intensidad en la que se produce.

2.2.6 Estabilidad Atmosfrica

Es necesario conocer el grado de estabilidad de la atmsfera si se

desea estimar la capacidad de la atmsfera para dispersar los

contaminantes que recibe de las diferentes fuentes. Una atmsfera

inestable se produce cuando hay una mezcla vertical de porciones de airey depende de la diferencia entre el gradiente vertical ambiental y el

adiabtico seco. (Wark, 2010)

Se puede producir por la presencia de sistemas de presin baja

(ciclones). Una atmsfera neutra se produce cuando hay igualdad entre el

gradiente vertical ambiental y el adiabtico seco y el efecto que ocasiona

es que no haya movimiento vertical del aire. La atmsfera estable escuando el gradiente vertical ambiental es menor que el gradiente vertical

adiabtico y por eso ocasiona resistencia al movimiento vertical del aire.

Generalmente no existe turbulencia trmica y se produce cuando el

viento es escaso, de aqu resulta que los contaminantes emitidos cerca de

la superficie del suelo tienden a permanecer all. Pasquill propuso un

mtodo con el cual se pueden determinar los coeficientes de dispersin a

partir de una clasificacin simple de las condiciones atmosfricos y se dio


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Marco Terico 19

Pasquill propuso un mtodo con el cual se pueden determinar los

coeficientes de dispersin a partir de una clasificacin simple de las

condiciones atmosfricas y present seis categoras de estabilidad, las

cuales se muestran en el Cuadro. (Pasquill., 1974)

CUADRO N 2

CATEGORAS DE ESTABILIDAD SEGN PASQUILL

A Extremadamente Inestable

B Moderadamente Inestable

C Ligeramente Inestable

D Neutral

E Ligeramente Estable

F Moderadamente Estable

Fuente: (Pasquill., 1974)Elaborado por: Jenniffer Pin

La velocidad del viento, nubosidad y flujo neto de emisin que llega

a la tierra (influye en el gradiente trmico) determinan las clases de

estabilidad que se presentan. Luego, Gifford caracteriz las clases deestabilidad propuestas por Pasquill y las incluy dentro de las nueve

clases que l propone.

En el siguiente grfico se muestra la relacin entre la variedad de

posibles gradientes de temperatura ambientales y el gradiente de

temperatura adiabtico seco correspondiente a las clases de estabilidad

de Pasquill (F. A. Gifford).


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Marco Terico 20

GRFICO N 2

GRADIENTES DE TEMPERATURA Y ESTABILIDAD DE PASQUILL

Fuente: (F. A. Gifford)Elaborado por: Jenniffer Pin

Generalmente, a medida que asciende una porcin de aire la

temperatura de ste disminuye con la altura.

Sin embargo, hay situaciones en las que la temperatura de dicho gas

aumenta con la altura, lo cual recibe el nombre de inversin trmica.

2.2.7 Gradiente Vertical de Temperatura

Es la variacin de la temperatura del aire con respecto a la altura, en

la tropsfera es de 6-7 C por metros, aunque vara segn el lugar y la

temperatura del da.

El gradiente vertical es negativo cuando la temperatura disminuye

con la altura, mientras que cuando ocurre lo contrario, dicho gradiente es

positivo.

2.2.7.1 Gradiente Adiabtico Seco

Gradiente Adiabtico Seco se indica que en este tipo de gradiente

cualquier variacin con respecto a la temperatura de la porcin de aire se


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Marco Terico 21

deber al aumento o disminucin de la actividad molecular dentro de la

zona generada. Se sabe que una porcin de aire no intercambia calor a

travs de sus fronteras por lo que estos cambios se producen

adiabticamente (CEPIS).

En un grfico temperatura versus altura, las pendientes de las lneas

que indican el gradiente vertical adiabtico seco sern constantes,

independiente de su temperatura inicial. El espesor de la atmsfera en

que se difunden los contaminantes, el cual depender de las condiciones

atmosfricas como lo son: Clase de estabilidad, Radiacin solar,

Velocidad del viento y Topografa.

En el diagrama adiabtico,se puede ver que la interseccin entre el

gradiente adiabtico seco y el perfil de temperatura ambiental es la altura

de mezcla y representa el mximo nivel al cual puede ascender una

porcin de aire, ya que dentro de ella es muy difcil la mezcla vertical

(CEPIS).

GRFICO N 3

DIAGRAMA ADIABTICO



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Marco Terico 22

2.2.8 Elevacin de la Pluma

La inversin trmica evita que los contaminantes se dispersen, ya

que hace imposible el movimiento vertical.

Por ejemplo, si la emisin de una pluma es emitida por arriba o

debajo de una capa de inversin.

La pluma es la emanacin visible de una chimenea, su

comportamiento est influenciado por movimientos verticales y

horizontales de aire.

Estos comportamientos ocasionan que la emanacin se extienda y

disperse sus contaminantes para los diferentes tipos de plumas:

Tipo Espiral: Producida bajo condiciones inestables. Su efecto

es la presencia de niveles altos de contaminacin a nivelsuperficial si los espirales de la pluma su mueven al nivel de

suelo.

Tipo Abanico: Es producida bajo condiciones de estabilidad.

La inversin no hace posible el movimiento vertical; sin

embargo, si hay movimiento horizontal que extiende la pluma a

sotavento.

Tipo Cono: Es producida bajo condiciones ligeramente estableso neutras.

Tipo Flotacin: Es producida por condiciones inestables sobre

una inversin.

La descarga de una pluma se dispersar y no habr concentraciones

elevadas superficialmente. Existen varios tipos de pluma a continuacin

se presentan los diferentes tipos de chimeneas.


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Marco Terico 23

GRFICO N 4

TIPOS DE PLUMA DE CHIMENEA


Cuando la pluma es emitida se pone en contacto con el aireambiental, lo cual recibe el nombre de arrastre.

En la grfica de la altura efectiva de la chimenea esta expresada por

la altura de la chimenea ms la elevacin promedio de la pluma (medida

hasta la lnea central imaginaria).

La elevacin de la pluma depender del momentum y la flotabilidad.El momentum empuja los gases emitidos hacia el exterior de la chimenea

para que entren en contacto con la atmsfera y la flotabilidad es la

elevacin de la pluma que es funcin del gradiente de temperatura entre

la atmsfera y la pluma.

Los vientos horizontales tendrn un papel importante ya que stos

harn que la pluma se incline horizontalmente debido que al ser emitida,


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Marco Terico 24

la velocidad vertical disminuir por el arrastre que sufre al entrar en

contacto con el aire (Horst.).

La pluma perder elevacin por el viento, que ocasiona que sta

tenga un serpenteo y el aire ser arrastrado hacia su interior.

GRFICO N 5

ALTURA EFECTIVA DE LA CHIMENEA


Hay veces en que se produce el flujo descendente de la chimenea,

que sucede cuando la velocidad de salida tanto de la chimenea como del

viento es pequea. Bajo esta situacin, la pluma desciende, con lo cualdisminuye la dispersin de contaminantes y se genera una alta

concentracin de stos.

Cuando se tiene chimeneas cerca de edificios se produce en

fenmeno parecido, conocido como flujo descendente entre edificios, en

el cual se forman turbulencias que impiden que las emisiones circulen

verticalmente.


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Marco Terico 25

Segmentos Bsicos de una Pluma Elevada

Una pluma tiene tres fases definidas: inicial, de transicin y de

difusin.

CUADRO N 3

FASES DE LA PLUMA

Fase Inicial Fase de

Transicin

Fase de difusin

Seccin de chorro: los

efluentes no se desvanrpidamente hastaentrar al flujo cruzado.

Seccin de chorroinclinado: la entrada delflujo cruzado es rpidaya que han crecidovrtices.

Seccin Trmica: laturbulenciaautogenerada causa lamezcla y hace crecer lapluma.

Empiezan acaer los

niveles deturbulenciainterna dela pluma losuficientecomo paraque losremolinosdeterminenelcrecimientode sta.

La turbulenciainterna cae

totalmente, elmecanismo decrecimientoslo se debe alos remolinosformados.

Fuente: Anlisis de procesos de control de la contaminacin del aire, LimaPerElaborado por: Jenniffer Pin

GRFICO N 6

FASES DE UNA PLUMA DE CHIMENEA

Fuente: University of Toledo. (Toledo, 2013)Elaborado por: Jenniffer Pin


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Marco Terico 26

2.2.9 Qu es un Modelo matemtico

Un modelo matemtico es una descripcin, en lenguaje matemtico,

de un objeto que existe en un universo no-matemtico.

Estamos familiarizados con las previsiones del tiempo, las cuales se

basan en un modelo matemtico meteorolgico; as como con los

pronsticos econmicos, basados stos en un modelo matemtico

referente a economa.

La mayora de las aplicaciones de clculo (por ejemplo, problemasde mximos y mnimos) implican modelos matemticos.

En trminos generales, en todo modelo matemtico se puede

determinar 3 fases:

Construccin del modelo. Transformacin del objeto no-

matemtico en lenguaje matemtico. Anlisis del modelo. Estudio del modelo matemtico.

Interpretacin del anlisis matemtico. Aplicacin de los

resultados del estudio matemtico al objeto inicial no-

matemtico.

El xito o fracaso de estos modelos es un reflejo de la precisin con

que dicho modelo matemtico representa al objeto inicial y no de laexactitud con que las matemticas analizan el modelo.

Un modelo matemtico es una construccin matemtica abstracta y

simplificada relacionada con una parte de la realidad y creada para un

propsito particular.

As, por ejemplo, un grfico, una funcin o una ecuacin pueden ser


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Marco Terico 27

modelos matemticos de una situacin especfica.

Las bondades de un modelo dependern de la situacin a ser

modelada y del problema planteado.

Diferentes modelos de una misma situacin producirn diferentes

simplificaciones de la realidad y, en consecuencia, dan lugar a distintos

resultados. Tambin, un mismo modelo puede servir para distintas

situaciones.

Existen diferentes tipos de modelos matemticos: discretos,continuos, dinmicos y estticos.

Esquema que representa el proceso de modelado matemtico.

GRFICO N 7

PROCESO DE MODELO MATEMTICO

Elaborado por: Jenniffer Pin

2.2.10 Modelos de Dispersin

Los modelos de dispersin requieren como datos de entrada

(input), informacin sobre la situacin de las emisiones de los

contaminantes. Varios tipos de modelos tambin los llamados modelos


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Marco Terico 28

de Gauss toman en cuenta adicionalmente datos meteorolgicos, ya

que la meteorologa es un factor importante de la transmisin y por ende

influye de manera decisiva en la distribucin de los contaminantes en las

tres direcciones del espacio.

El resultado de un clculo con un modelo de dispersin es la

inmisin calculada del contaminante para cualquiera o para miles de

puntos en el espacio.

El modelo es entonces el eslabn entre el inicio (=emisin) y el final

calculado (=inmisin) del contaminante, es decir que los modelos dedispersin simulan el proceso de la transmisin.

Un modelo de Dispersin de Contaminante es una expresin

matemtica que relaciona a la emisin de un material a la atmosfera con

la concentracin de dicho material en el ambiente (respecto a un lugar por

el que pasa primero el viento).

Esto significa que su objetivo es estimar la concentracin de

contaminante en un punto particular del receptor, los clculos necesarios

requieren de informacin bsica de la fuente del contaminante y de

condiciones meteorolgicas (Carrillo., 2009).

Asimismo, estos modelos empleados para tener una aproximacin

de la concentracin de una agente contaminante estn basados en unbalance de materia que se resumen en la siguiente ecuacin:

(Tasa de acumulacin) = (todos los flujos que entran) (todos los

flujos que salen) + (tasa de generacin)(tasa de destruccin).

Es importante mencionar sobre estos modelos que se requiere usar

la formulacin matemtica respectiva a cada elemento contaminante.


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Marco Terico 29

2.2.10.1 Aplicaciones de la modelacin de Dispersin de

Contaminantes

Los usos de la modelacin de dispersin de contaminantes son los

siguientes:

Estimacin de la concentracin de un contaminante en ausencia de un

equipo de monitoreo.

Para localizar reas en las cuales puede existir alta concentracin de

contaminantes y por lo tanto hay riesgo de efectos en la salud de la

poblacin.

Los modelos de tiempo real son tiles en casos de accidentes

industriales y derramamiento qumicos ya que es posible calcular la

direccin y dispersin, as como el rea critica de concentracin de las

sustancias toxicas.

Despus de un incidente, un modelo matemtico puede usarse para

hacer un anlisis con finalidad de mejorar el sistema.

Anlisis del impacto en la Calidad del Aire por los contaminantesatmosfricos.

Para calcular los lmites de emisin que se requieren para satisfacer

los estndares de calidad ambiental del aire.

2.2.10.2 Clasificacin de modelos para estimar Concentracin de

Contaminantes

Existen diferentes tipos de modelos para evaluacin de

contaminantes, se diferencian entre s por su aplicacin, los datos que se

deben conocer y por las limitaciones de cada uno; as como su

fundamento matemtico.

Uno de los modelos matemticos es el de Gauss.


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Marco Terico 30

2.2.11 Modelo Gaussiano

Es usado para modelar fuentes contaminantes en un punto

cualquiera (x,y,z) de un rea en particular, emplean ecuaciones dedispersin y son ampliamente usadas para estimar el impacto de

contaminantes ya que tratan de simular el comportamiento en conjunto de

las plumas desde fuentes a una altura de la chimenea determinada.

2.2.12 Modelo Gaussiano de Dispersin

(Monitoring) La modelizacin de contaminantes sirve para ladeterminacin de la variacin de la concentracin de un determinado

contaminante en el espacio y en el tiempo. De esta manera, podremos

estimar ciertos parmetros de emisin desde una fuente fija para

mantener los lmites indicados por la legislacin en las zonas circundantes

al foco emisor cuando se disea una chimenea industrial, en la

planificacin del territorio, etc.

Existen varios tipos de modelos de dispersin destinados a la

estudiar la evolucin de los contaminantes en la atmsfera. De todos los

modelos desarrollados, uno de los ms usados, cuando los

contaminantes no son reactivos, es el modelo de dispersin Gaussiano.

ste modelo parte de varias consideraciones:

La velocidad y direccin del viento entre el foco emisor y el receptor

de contaminantes es constante.

Todo el vertido permanece en la atmsfera, sin reaccin alguna, y

no existe deposicin en forma de lluvia o partculas.

La dispersin se puede describir por una distribucin de Gauss.

Factores de los que depende la dispersin de contaminantes:

o Naturaleza fsica y qumica de la emisin.

o Meteorologa de la zona.


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Marco Terico 31

o Ubicacin y tamao de la chimenea.

o Caractersticas orogrficas del terreno.

GRFICO N 8

SISTEMA DE COORDENADAS DE LA ECUACIN GAUSSIANA


La ecuacin general del modelo de Gauss para la medida de la

contaminacin en cualquier punto (frmula de Sutton):

Donde:

C concentracin de contaminante en el punto (x,y,z) en mg/m3.

x, y, z: coordenadas espaciales en m.

Q caudal de emisin del contaminante en g/m3.

y z Son las desviaciones estndar en las direcc iones "y" y "z"

respectivamente en m.

u velocidad del viento en la boca de la chimenea en m/s.

H altura efectiva de la chimenea en m.


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Marco Terico 32

GRFICO N 9

CLCULO DE yz

Fuente: (Horst.)Elaborado por: Jenniffer Pin

Se puede calcular grficamente como funcin de la clase de

estabilidad y de la distancia al foco con las curvas de Pasquill-Giford.

GRFICO N 10

DESVIACIN NORMAL y EN DIRECCIN DEL VIENTO CRUZADO

COMO FUNCIN DE LA DISTANCIA EN LA DIRECCIN DEL VIENTO

Fuente: (Modelamiento y Clculo de Chimeneas)Elaborado por: Jenniffer Pin


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Marco Terico 33

GRFICO N 11

DESVIACIN NORMAL zEN DIRECCIN DEL VIENTO CRUZADO

COMO FUNCIN DE LA DISTANCIA EN LA DIRECCIN DEL VIENTO


O tambin numricamente mediante las ecuaciones:

Donde b=0,894 y "x" se expresa en kilmetros. El resultado se

obtiene en metros. El resto de constantes dependen de la distancia al

foco y del tipo de estabilidad atmosfrica.

CUADRO N 4

TIPO DE ESTABILIDAD ATMOSFRICA

x1kmEstabilidad A C D F C D F

A 213 440,8 1,941 9,27 459,7 2,094 -9,6B 156 106,6 1,149 3,3 108,2 1,098 2,0C 104 61,0 0,911 0 61,0 0,911 0

D 68 33,2 0,725 -1,7 44,5 0,516 -13,0E 50,5 22,8 0,678 -1,3 55,4 0,305 -34,0

F 34 14,35 0,740 -0,35 62,6 0,180 -48,6



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Marco Terico 34

Clculo de "u" velocidad del viento en la boca de la chimenea:

u10velocidad del viento a 10 metros de altura.

z altura de la chimenea en m.

p coeficiente exponencial.

CUADRO N 5COEFICIENTE EXPONENCIAL URBANO Y RURAL

Estabilidad Coeficienteexponencial (p)

Urbano RuralABCD

EF

0,150,150,200,25

0,400,60

0,070,070,100,15

0,350,55


Y Ccoordenada "y" del punto en que queremos estimar la

concentracin con respecto a la coordenada "y" de la

chimenea (y-y chimenea).

Z Coordenada "z" del punto

2.2.12.1 Clculo de "H". Altura efectiva de la chimenea

Calculada como la suma de la altura geomtrica o fsica de la

chimenea (altura de construccin) y la sobre elevacin que el penacho de

humo sufre en la salida de la chimenea.


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Marco Terico 35

El clculo de la sobreelevacin puede calcularse mediante la frmula

de Briggs, que considera los efectos de momento, sustentacin yestabilidad atmosfrica:

F es el trmino de flotabilidad y viene expresado por la ecuacin:

Dnde:

g constante de aceleracin de la gravedad (9,8 m/s2).

Vs velocidad de salida de los gases en m/s.

d dimetro del conducto de salida en cm.

Ts temperatura de salida de los gases en C.

Ta temperatura ambiente a la altura de la boca de la chimenea en C.

C Depende del gradiente de temperatura potencial, que depende del

gradiente de temperatura vertical en C.

U es la velocidad del viento a la altura de la boca de la chimenea, ya

mencionada anteriormente en m/s.

Gradiente vertical de temperatura potencial en C


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Marco Terico 36

Gradiente vertical de temperatura real en C

Gradiente de temperatura seco adiabtico. Su valor es

0,98C/100m.

Otra forma de clculo de la sobreelevacin es la frmula de Holland

que nos da un valor muy aproximado, aunque tiende a subestimar lasobreelevacin:

Donde:

Vs velocidad de salida de los gases en la boca de la chimenea m/s.

d dimetro interno del conducto de salida en cm.

u velocidad del viento en boca de la chimenea en m/s.

P presin atmosfrica a la altura de la chimenea m/s.

Ts temperatura de salida de los gases en C.

Ta temperatura ambiente C.

2.2.13 Software

En este Trabajo se presenta un estudio de los Software, en el cual

se realizara, la simulacin, desarrollo de la aplicacin para el anlisis de

los principales Contaminantes Gaseosos (Serrano, 2011).


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Marco Terico 37

2.2.13.1 Labview

(National Intrumenst, 2014)Labview (Laboratory Virtual Instrument

Engineering Workbench) es un lenguaje de programacin grfico para el

diseo de sistemas de adquisicin de datos, instrumentacin y control.

Labview nos permite disear interfaces de usuario para la

instrumentacin virtual sin necesidad de elaborar cdigo de programacin,

especificando su sistema funcional, su diagrama de bloques o una

notacin de diseo de ingeniera.Para especificar las funciones slo se

requiere construir diagramas de bloque. Se tiene acceso a una paleta decontroles donde se escogen desplegados numricos, medidores, y

grficas.

Labview es a la vez compatible con herramientas de desarrollo

similares y permite intercambiar datos con otros programas, como por

ejemplo Matlab.

Tiene la ventaja de que permite una fcil integracin con hardware,

especficamente con tarjetas de medicin, adquisicin y procesamiento de

datos.

Los programas desarrollados mediante Labview se denominan

Instrumentos Virtuales(VIs), porque su apariencia y funcionamiento imitan

los de un instrumento real.

Sinembargo son anlogos a las funciones creadas con los lenguajes

de programacinconvencionales.

Labview tiene la caracterstica de descomposicin modular ya que

cualquier VI que se ha diseado puede convertirse fcilmente en un

mdulo que puede ser usado como una sub-unidad dentro de otro VI.


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Marco Terico 38

Esta peculiaridad podra compararse a la caracterstica de

procedimiento en los lenguajes de programacin estructurada.

Es un sistema abierto, en cuanto a que cualquier fabricante de

tarjetas de adquisicin de datos o instrumentos en general puede

proporcionar el driver de su producto en forma de VI dentro del entorno de

Labview.

Tambin es posible programar mdulos estos mdulos son

conocidos como Sub-VIs y no se difieren a los VI creados con Labview

salvo por el interfaz del lenguaje en el que han sido programados.

Adems estos Sub-VIs son muy tiles por ejemplo en el campo de

clculos numricos complejos que no se encuentran incluidos en las

libreras de Labview.

2.2.13.1.1 Entorno de trabajo de Labview

Se podra decir que en cualquier VI de Labview existen dos caras

bien diferenciadas: el Front Panel (Panel Frontal) y el Block diagrama

(Diagrama de Bloque). Las paletas de Labview son las que proporcionan

las herramientas que se requieren para crear y modificar tanto el panel

frontal como el diagrama de bloques.

2.2.13.1.2 El Panel Frontal

Es la cara que el usuario del sistema est viendo cuando se est

monitorizando o controlando el sistema, o sea, el interfaz del usuario.

Puede ser totalmente parecido al instrumento del cual se estn

recogiendo los datos, de esta manera el usuario sabe de manera precisa


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Marco Terico 39

cual es el estado actual de dicho instrumento y los valores de las seales

que se estn midiendo o simulado.

En la siguiente grfica se observa el panel frontal, en donde el

usuario visualiza la interfaz virtual, al momento de trabajar en Labview.

GRFICO N 12

PANEL FRONTAL

Fuente: http://latam.ni.com/Elaborado por: Jenniffer Pin

2.2.13.1.3 Diagrama de bloques

Es el conexionado de todos los controles y variables, que tendra

cierto parecido al diagrama del esquema elctrico del instrumento.

Constituye el cdigo fuente del VI.

En el diagrama de bloques es donde se realiza la implementacin

del programa del VI para controlar o realizar cualquier procesado de las

entradas y salidas que se crearon en el panel frontal.


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Marco Terico 40

El diagrama de bloques permite la construccin de cualquier

componente que se quiera realizar y plasmar en la plataforma de Labview.

Las herramientas que en sus paletas posee, las cuales permiten

agregar cada uno de los componentes de estructura.

IMAGEN N 1

DIAGRAMA DE BLOQUES DE LABVIEW

Fuente: http://latam.ni.com/Elaborado por: Jenniffer Pin

2.2.13.1.4 Las Paletas

Proporcionan las herramientas que se requieren para crear y

modificar tanto el panel frontal como el diagrama de bloques.

La Paleta de herramientas, sirve tanto para el panel frontal como

para el diagrama de bloques, nos permite disear/editar el panel frontal,

mover VIs, la insercin de textos, la edicin de colores, etc.


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Marco Terico 41

IMAGEN N 2

PALETA DE HERRAMIENTAS

Fuente: http://latam.ni.comElaborado por: Jenniffer Pin

La Paleta de funciones, sirve solo para el diagrama de bloques, nos

permite utilizar los terminales generados en el panel de control por los

controles e indicadores, Cada icono de la paleta representa una

subpaleta, la cual contiene Vis y funciones para colocar en el diagrama de

bloques.

IMAGEN N 3

PALETA DE FUNCIONES

Fuente: http://latam.ni.comElaborado por: Jenniffer Pin

2.2.13.2 ISC3

La versin simplificada del modelo ISC3 (Industrial Source Complex

Model) es uno de los modelos ms utilizados de la familia de modelos ISC

(Industrial Source Complex) desarrollados por la EPA estadounidense

(Enviro mental Protection Agency).


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Marco Terico 42

Es este un modelo Gaussiano clsico que aplica la ecuacin con

correcciones asociadas a la altura de mezclado y la cintica de

descomposicin de los contaminantes.

El programa proporciona datos de concentracin de contaminante a

ras de suelo (z = 0) y en la direccin del viento (y = 0).

Da por tanto el perfil de concentracin a lo largo del eje en el que

sopla el viento, el eje X, los datos de entrada y estructura general de la

interfaz grfica del programa.

El programa ISC3 es totalmente descargable y se encuentra en un

formato de tipo fichero comprimido ISCPC.zip.

Una vez instalado y descomprimido en el computador dentro de una

carpeta creada para su acceso se presentara lo siguiente:

Aparecern una serie de ficheros, entre los cuales se encuentra elfichero ejecutable ISCPC.EXE.

El programa se arranca ejecutando el fichero ISCPC.EXE.

Este lanza la interfaz grfica, que aparece como ventana

independiente y que presenta una estructura por bloques.

A la izquierda aparecen los parmetros de entrada.

Los resultados del clculo aparecen en la parte derecha de la

ventana, en la parte de la izquierda se detallan los parmetros a ser

representados; tales como la condicin atmosfrica, temperatura y

estabilidad ya que son importantes para realizar el proceso en el

programa. La estructura de la interfaz grfica es la siguiente:


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Marco Terico 43

IMAGEN N 4

INTERFAZ GRFICA

Fuente: Simulacin ISC3

Elaborado por: Jenniffer Pin

Los datos de entrada se dividen en tres grupos:

1) Parmetros de chimenea (stack parameters): velocidad de salida de

gases (m/s), dimetro interno de la chimenea (m), altura fsica de la

chimenea (h, en metros), temperatura de salida de los gases (K) e

ndice de emisin (Q, en g/s).

2) Parmetros atmosfricos (atmospheric conditions): temperatura

ambiente (K), presin (milibares), clase de estabilidad atmosfrica,

velocidad del viento (m/s), altura a la que se mide la velocidad del

viento (m) y altura de mezclado (m).

3) Otros: tiempo de promediado (minutos) y constante de velocidad de

descomposicin del contaminante. El programa tambin permite elegir

entre dos frmulas alternativas para el clculo del ascenso vertical

(Briggs o Holland) y el mtodo de clculo de los coeficientes de

dispersin (para suelo urbano o suelo rural).


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Marco Terico 44

2.2.13.3 CALPUFF

CALPUFF es un software que asume las condiciones

meteorolgicas de estado estacionario. Por lo tanto, el modelo tiene una

memoria de lo que sucedi durante las horas anteriores (es decir, puffs

emitidos durante horas anteriores siguen contribuyendo a los niveles de

contaminacin hasta que salen del dominio), y los receptores no estn

instantneamente llegar por los contaminantes tan pronto como se

transmitan de las fuentes.

Utiliza los datos meteorolgicos de puesto fijo, por ejemplo, se

utilizan los datos de la estacin meteorolgica individuales el campo es

espacialmente uniforme a lo largo de la horizontal, por lo tanto, el uso de

una sola estacin de meteorologa es significativo cuando:

El dominio de la simulacin es pequea.

La orografa y uso de la tierra son casi uniforme sobre el dominio.

CALPUFF por su parte, corresponde a un modelo Gaussiano de

transporte y dispersin que sigue la trayectoria en estado no estacionario

de puffsde contaminantes emitidos por las fuentes modeladas, simulando

su dispersin y procesos de transformacin a lo largo de su trayectoria.

Las variaciones temporales y espaciales en los campos meteorolgicos

seleccionados se incorporan explcitamente en la distribucin de puffs

resultante durante el periodo simulado. Los principales archivos

generados por CALPUFF entregan las concentraciones horarias

obtenidas en los receptores definidos en la simulacin (Scire).

2.2.14 Sensores

El sensor es el elemento que proporciona una seal de tipo elctrico,

pudiendo considerarse el sensor como parte integrante de l. En el caso

de que la seal que proporcione no sea elctrica, se le suele dar el simple


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Marco Terico 45

nombre de captador.

Clasificamos el tipo de sensores en funcin del tipo de seal emitida

proporcionada en su salida:

Analgicos: Si la seal de salida es funcin proporcional a la

magnitud fsica en todo el campo de actuacin del dispositivo.

Digitales: La seal de salida se presenta en forma de niveles

discretos de tensin a los que se le asigna valores numricos de acuerdo

con un criterio preestablecido. Estas seales se obtienen en forma de

trenes de pulsos.

El transductor tiene por objeto transformar la seal, proporcionada

por el sensor, en otra de tipo elctrico, cuya medida y mtodo resulten

ms fciles.

Palls Arenis, R., 2003, lo explica de la siguiente forma: Sensor

sugiere un significado ms extenso: la ampliacin de los sentidos para

adquirir un conocimiento de cantidades fsicas que, por su naturaleza o

tamao, no pueden ser percibidas directamente por los sentidos.

Transductor sugiere que la seal de entrada y salida no deben ser

homogneas.

Para el caso que lo fueran se propuso el caso de modificador, pero

no ha encontrado aceptacin. Utilizamos, la distincin entre transductor de

entrada (seal fsica/seal elctrica) y transductor de salida (seal

elctrica/presentacin) utilizando el trmino sensor para referirnos a los

transductores de entrada.

(PALLS) Explica de esta otra: El transductor es el elemento que

proporciona una seal de tipo elctrico, pudiendo considerarse el sensor

como parte integrante de l. En el caso de que la seal que proporcione


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Marco Terico 46

no sea elctrica, se le suele dar el nombre de captador El transductor

tiene por objeto transformar la seal, proporcionada por el sensor, en otra

de tipo elctrico, cuya medida y tratamiento resulten ms fciles. El

transductor incluye al sensor como parte de l.

Dada la disparidad de opiniones, en adelante, adoptaremos la

denominacin de sensor, para el elemento del transductor que en

contacto directo con la seal fsica a medir, obtiene informacin de esta,

convirtiendo la magnitud a medir en otra (elctrica o no).

El transductor, por tanto lo definimos como el elemento que tiene porobjeto transformar la seal, proporcionada por el sensor, en otra de tipo

elctrico, cuya medida y tratamiento resulten ms fciles.

GRFICO N 13

TRANSDUCTOR-SENSOR

Fuente: (PALLS)Elaborado Por: Jenniffer Pin

2.2.14.1 Sensor de dixido de azufre

Tiene bajo consumo, alta precisin y sensibilidad, amplio rango de

linealidad, mejor capacidad anti-jamming, buena reproducibilidad y buena

estabilidad.


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Marco Terico 47

Este sensor electroqumico ampliamente se adapta para la industria

y el campo de la proteccin del medio ambiente.

Caractersticas

Rango Detectado: 0-20ppm

Filtro: Filtro de H2S a cab0

Sensibilidad (mu A / ppm): 0,50 0.10uA / ppm

2.2.14.2 Sensor de monxido de carbono (MQ-7)

Sensor de Monxido de carbono para uso en industrias o

aplicaciones mineras. Este sensor ofrece un excelente performance y una

larga vida til con caractersticas estables de medicin.

Caractersticas

High Sensitivity

Detection Range: 10 - 1,000 ppm CO

Response Time

Heater Voltage: 5.0V

Dimensions: 16mm Diameter, 10mm High excluding pins

2.2.14.3 Sensor de dixido de carbono (MG-811)

Sensor de CO2 de excelente rendimiento, para uso en un gran rango

de aplicaciones, incluyendo monitoreo de la calidad del aire, alarmas de

humo, sistemas de alarmas en tneles y minas, etc. El sensor es fcil de

utilizar y por su tamao puede incorporarse fcilmente en un dispositivo

portatil.

Caractersticas

High Sensitivity


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Marco Terico 48

Detection Range: 0 - 10,000 ppm CO2

Response Time:


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Marco Terico 49

GRFICO N 14

MONITOREO DE CONTAMINANTES MEDIDOS EN COLOMBIA

Fuente: IDEAM por los SVCA de las Autoridades AmbientalesElaborado por: Jenniffer Pin

La contaminacin del aire tiene un efecto perjudicial sobre casi todas

las fases de nuestras vidas. Adems de los efectos sobre la salud

tratados anteriormente, hay muchos otros efectos secundarios sobre la

vegetacin, suelo, agua, materiales hechos por el hombre, clima y

visibilidad. Desde 1970 se ha estudiado los efectos de la contaminacin

del aire sobre los cultivos, rboles y otro tipo de vegetacin. Las

investigaciones de campo y experimentos de invernadero han revelado

que el ozono es txico para las plantas y puede destruir variados cultivos

comerciales.

De igual modo, la lluvia cida afecta cultivos como la avena, alfalfa,

guisantes y zanahorias, y tambin reas forestales. Existen pruebas de

que el incremento de radiacin ultravioleta debido a la prdida de ozono

en la atmsfera superior est afectando el ciclo de crecimiento normal de

las plantas.

La lluvia cida ha recibido mucha atencin en el nivel internacional.

Se forma cuando los contaminantes del aire, tales como el dixido de

azufre (SO2) y xidos de nitrgeno (Nox) se transforman en cidos en la


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Marco Terico 50

atmsfera. Posteriormente, la precipitacin resultante (lluvia, nieve o

niebla) deposita los cidos en lagos y suelos. El control de la lluvia cida

se ha convertido en una preocupacin internacional, ya que a menudo la

fuente de estos contaminantes se encuentra alejada del lugar donde se

registran los efectos.

Las investigaciones han indicado que la lluvia cida puede destruir o

daar la fauna silvestre de lagos y arroyos, y tambin las construcciones

hechas por el hombre, tales como los edificios y monumentos al aire libre.

Las estatuas antiguas de Grecia e Italia han sido daadasconsiderablemente por la lluvia cida. Existen pruebas de que la

contaminacin del aire contribuye al calentamiento de la atmsfera o al

efecto invernadero. La quema de combustibles fsiles emite demasiado

dixido de carbono a la atmsfera. Normalmente, el dixido de carbono

no es peligroso ya que es un alimento necesario para las plantas, pero la

cantidad que se produce es mucho mayor que la requerida por la

vegetacin.

El dixido de carbono forma un manto sobre la superficie de la tierra

y atrapa el calor reflejado del suelo.

El efecto es similar al de un automvil cerrado o un invernadero, de

all el trmino de efecto invernadero. Los cientficos han pronosticado que

en los prximos cincuenta aos el calentamiento del planeta podra elevarla temperatura tres a nueve grados ms que los promedios actuales.

Esto producira cambios drsticos en el clima de todo el mundo.

Como se ha visto, la contaminacin del aire afecta nuestras vidas en

muchos aspectos. Las fuentes primarias de contaminacin del aire son las

fbricas y las comodidades modernas de las que dependemos para el

crecimiento econmico y estilo de vida. Equilibrar el desarrollo econmico


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Marco Terico 51

con la necesidad de proteger a la poblacin de los riesgos de la

contaminacin del aire sobre la salud y el bienestar es un reto que

enfrentan los pases.

2.4 Fundamento ambiental

La Constitucin reconoce los siguientes principios ambientales.

Reconoce a las personas, el derecho a vivir en un ambiente sano,

ecolgicamente equilibrado y libre de contaminacin; declara de inters

pblico.

La preservacin del medio ambiente, la conservacin de los

ecosistemas (Plan Nacional del Buen Vivir, 2013).

La biodiversidad y la integridad del patrimonio gentico del pas;

establece un sistema nacional de reas naturales protegidas y de esta

manera garantiza un desarrollo sustentable.

Para esto se deber implementar el Plan de manejo ambiental que,

de manera detallada, establece las acciones que se requieren para

prevenir, mitigar, controlar, compensar y corregir los posibles efectos o

impactos ambientales negativos causados en desarrollo de un proyecto.

La obra o actividad; incluye tambin los planes de seguimiento,

evaluacin y monitoreo y los de contingencia.

2.4.1 Efectos de la contaminacin atmosfrica

Estos efectos causan severos daos tanto al medio ambiente y todo

ser viviente incluyendo a los animales ya que estos son consumidos por

las personas y cultivos de igual manera. A continuacin se indica los

efectos ms comunes de la contaminacin atmosfrica:


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Marco Terico 52

Daos de la contaminacin del aire

Daos a la vegetacin: alteraciones foliares, reduccin del crecimiento

de las plantas, disminucin de la floracin, etc.

Efectos psicolgicos sobre el hombre.

Efectos fisiolgicos sobre el hombre: agudos y crnicos.

Prdidas por efectos directos o indirectos en el ganado y en las

plantas.

Prdidas por la corrosin de materiales y de sus revestimientos de

proteccin.

Gastos directos por la aplicacin de medidas para reducir el humo y

las emanaciones de las fbricas. Gastos administrativos de la lucha contra la contaminacin.

CUADRO N 6

EFECTOS DE LOS CONTAMINANTES ATMOSFRICOS SOBRE EL

SISTEMA RESPIRATORIO

Contaminantes Efecto a corto plazo Efecto a largoPlazo

Dixido deazufre (SO2)

Obstruccin bronquialHipersecrecin bronquial

Bronquitis crnica

Dixido decarbono(CO2)

Hiperactividad bronquialAumento de sntomasrespiratorios yexacerbaciones de asmaAumenta la respuesta a laprovocacin conalrgenosDisminucin de la actividad

mucociliar

Posibledecremento deldesarrollo

pulmonar

Oxido denitrgeno(NO)

Disminucin de frecuenciarespiratorio de CVF y VEFAlveolitis neutrofilica, aumentode permeabilidad ehiperactividad bronquial.

Dao de clulasepiteliales,bronquiolizacin.

Monxido decarbono(CO)

Disminucin en la capacidad de

ejercicio

Fuente: CIDATT lima-PerElaborado por: Jenniffer Pin


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Marco Terico 53

2.4.2 Parmetro de Calidad de Aire

El ndice de Calidad de Aire es una escala de rangos intermedios

graficado en color; mientras ms alto es el valor del ICA, mayor es el nivel

de contaminacin atmosfrica, y riesgos para la salud. Es por eso que es

muy importante tener muy en cuenta los parmetros de la calidad del aire

permisibles.

CUADRO N 7

PARMETRO DE CALIDAD DE AIRE

SO280ug/m3

Nox100ug/m3

NDICEDECALIDAD

Calificacin EscaladeColor

ACCIONES DECONTROLDE LACONTAMINACIN

0 39

050 050 Buena Verde la cali

Trabajo de Titulación Simulación de Sensores atmosfericos mediante la plataforma de Labview sobre...

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