UNIDAD 3Contaminacin del aire La contaminacin acstica y electromagntica

Antecedentes

El punto de partida de la toma de conciencia de la gravedad de la contaminacin atmosfrica se puede situar en Londres en el invierno de 1952, cuando una fuerte contaminacin por humos, que persisti durante cinco das, contribuy a la muerte de varios miles de personas. Este episodio actu como detonador para la opinin pblica mundial y contribuy a la puesta en marcha de una serie de acciones tendentes a reducir este tipo de contaminacin. En 1956 se public en el Reino Unido la Ley de Aire Limpio, que tena como objetivo el disminuir la emisin de humos, fomentando el uso de combustibles limpios.

Antecedentes

La primera ley sobre contaminacin atmosfrica no aparece en Estados Unidos hasta 1963 con la Ley de Aire Limpio.

En Francia se aborda el problema de la contaminacin atmosfrica, de una forma general, en el ao 1961, y en la mayora de los pases la legislacin sobre la contaminacin atmosfrica es ms reciente.

En Colombia se aborda el tema de la contaminacin atmosfrica a partir del ao de 1.986.

Los Contaminantes AtmosfricosSe entiende por contaminacin atmosfrica la presencia en el aire de sustancias y formas de energa que alteran la calidad del mismo, de modo que implique riesgos, dao o molestia grave para las personas, bienes y los recursos naturales.

Con frecuencia, los contaminantes naturales ocurren en cantidades mayores que los productos de las actividades humanas, los llamados contaminantes antropognicos. Sin embargo, los contaminantes antropognicos presentan la amenaza ms significativa a largo plazo para la biosfera.

Los Contaminantes AtmosfricosContaminantes Naturales del Aire

Fuente ContaminantesVolcanesxidos de azufre, partculasFuegos forestalesMonxido de carbono, dixido de carbono, xidos de nitrgeno, partculasVendavalesPolvoMateria Orgnica en descomposicinMetano, sulfuro de hidrgeno

Son aquellas sustancias contaminantes que son vertidas directamente a la atmsfera. Los contaminantes primarios provienen de muy diversas fuentes dando lugar a la llamada contaminacin convencional. Entre los contaminantes atmosfricos ms frecuentes que causan alteraciones en la atmsfera se encuentran: Aerosoles (en los que se incluyen las partculas sedimentables, en suspensin y los humos). xidos de azufre, SOx. Monxido de carbono, CO. xidos de nitrgeno, NOx. Hidrocarburos, Hn Cm. Ozono, O3. Anhdrido carbnico, CO2. Contaminantes primarios

En la atmsfera se encuentran una serie de contaminantes que se presentan ms raramente, pero que pueden producir efectos negativos. Halgenos y sus derivados. Componentes orgnicos. Partculas de metales pesados y ligeros, como el plomo, mercurio, cobre, zinc. Partculas de sustancias minerales, como el amianto y los asbestos. Sustancias radiactivas.Contaminantes primarios

Contaminantes secundarios

Los contaminantes atmosfricos secundarios no se vierten directamente a la atmsfera desde los focos emisores, sino que se producen como consecuencia de las transformaciones y reacciones qumicas y fotoqumicas que sufren los contaminantes primarios en el seno de la misma. Las principales alteraciones atmosfricas producidas por los contaminantes secundarios son: la contaminacin electromagntica; la acidificacin del medio; y la disminucin del espesor de la capa de ozono.

Emisiones

Fuentes FijaIndustrialesProcesos industrialesInstalaciones fijas de combustinDomsticosInstalaciones de calefaccinFuentes MvilesVehculos automvilesAeronavesBuquesreas FuenteAglomeraciones industrialesCanteras, Almacenamiento de materias primas, residuos, etc.Minera a Cielo Abiertoreas urbanas

Contaminacin del aireCambio climtico 2077 IPCC-PNUMA

Cambio climtico 2077 IPCC-PNUMA

Cambio climtico 2077 IPCC-PNUMA

Cambio climtico 2077 IPCC-PNUMA

Cambio climtico 2077 IPCC-PNUMA

Contaminacin acsticaRuido: Reduce la calidad de vida y supone una amenaza para la salud (efectos psicolgicos y fisiolgicos).Ruido se define como un sonido no deseado. Es subjetivo y no permanece en el ambiente. Principales diferencias con otros contaminantes: No deja residuos Su efecto no es acumulativo en el medio pero si en el ser humano Contaminante con un radio de accin limitado Necesita muy poca energa para ser transmitido Complejo de medir y cuantificar

Efectos sobre la salud aparecen a largo plazo Es dificil establecer la relacin causa-efecto

Se valora como una de las molestias ambientales mas incmodas: Considerado como el segundo problema ambiental local mas grave.

Ligado al desarrollo

Contaminacin acstica

Contaminacin acsticaFuentesPrincipales fuentes Trfico: Camiones > Motocicletas > Coches Equipos industriales Construccin Trfico areo Actividades deportivas y multitudinarias Temporalmente Continuos (ininterrumpido - vara menos de 5 dB durante el periodo de observacin) Intermitente (mas de un segundo pero se interrumpe durante mas de un segundo) Impulsivo (menos de un segundo)Espacialmente Foco puntual Foco espacial Foco lineal

Contaminacin acsticaNaturaleza del ruido y medicinRuido: Ondas sonoras producidas por la vibracin de un objeto slido o como resultado de la circulacin de un fluido alrededor o a travs de objeto slidos.Ruido se caracteriza por su frecuencia (nmero de ciclos por segundo) y por su amplitud (presin mxima o mnima en relacin a la presin atmosfrica) Ruido se clasifica: c: velocidad del sonido (340 m/s)

Contaminacin acsticaNaturaleza del ruido y medicinGeneralmente estas ondas sonoras varan en frecuencia y magnitud (presin) con el tiempo. Como valor ponderado durante un tiempo de monitorizacin t se utiliza Raiz cuadrada media de la presion sonora (prms)Tono graveTono agudoP

Contaminacin acsticaNaturaleza del ruido y medicinPotencia (W): velocidad a la que se transmite la energa por ondas sonoras; vatiosIntensidad (I): Potencia media por unidad de rea normal a la direccin de propagacin; vatios/m2prms: raz cuadrada media de la presin (Pa)S: seccin perpendicular a la direccin de la onda (m2): densidad media del medio de propagacin (kg/m3; para aire 1,185 kg/m3 a 20 C)c: velocidad del sonido (340 m/s)S aumenta con la distancia Intensidad disminuye con la distanciaEl intervalo de presiones que el odo humano detecta es muy amplio (210 -5 - 200 Pa). El mecanismo auditivo responde de manera relativa mas que absoluta.Escala elegida para la medicin del ruido logartmica: Lp es el nivel de presin del sonido y prmso la raz cuadrada media de la presin de referencia 2 10-5 Pa (umbral de audicin)SS SS

Contaminacin acsticaNaturaleza del ruido y medicinCuando dos fuentes de sonidos se combinan la potencia e intensidad del sonido resultante es la suma de cada una de las potencias y las intensidades individuales, respectivamente. Esto no ocurre as con los niveles de presin

Contaminacin acsticaNaturaleza del ruido y medicinNiveles de ruido diurnos de 50 dB conllevan molestias poco o nada serias en la comunidad140 Umbral de dolor85 camin45 Biblioteca0 umbral auditivo65 oficina125 Despegue avin

A partir de este valor en decibelios Se empiezan a sentir estos efectos nocivos 30 Dificultad en conciliar el sueo Prdida de calidad del sueo 40 Dificultad en la comunicacin verbal 45 Probable interrupcin del sueo 50 Malestar diurno moderado 55 Malestar diurno fuerte 65 Comunicacin verbal extremadamente difcil 75 Prdida de odo a largo plazo 110 - 140 (3) Prdida de odo a corto plazo

Contaminacin acsticaNaturaleza del ruido y medicinEl nivel de presin (Lp) es una medida objetiva de la intensidad del sonido pero no representa con precisin lo que las personas perciben (sonoridad)Sonoridad: percepcin personal de la magnitud de un sonido. Es una medida subjetiva.Empricamente se vio que la sensibilidad del odo depende de la frecuencia, influyendo en esa dependencia el nivel de presinE j. Un sonido de 1000 Hz a 0 dBes audible, en cambio uno de 100 Hz solo es audible a 37 dBA frecuencias bajas necesitamos mas intensidad (presin) para oir

Contaminacin acsticaEfectos negativos del ruidoDos tipos de efectos: Fisiolgicos o psicolgicosA)-Fisiolgicos A-1. Fisiolgicos auditivos: Prdidas de audicin reversibles (exposicin durante corto tiempo) o irreversible (exposicin prolongada).Prdida auditiva en funcin del tiempo de exposicin:a- < 1 aob- 1-5 aosc- 6-10 aosd- 11-20 aose- 31-30 aosf- > 30 aos

A-2. Fisiolgicos no auditivos (alteraciones del sistema nervioso, aumento de la presin arterial, ulceras, problemas en el riego cerebral. B-Psicolgicos Efectos sobre el sueo: Dificultad para conciliar el sueo; disminuye la profundidad del sueo Rendimiento Alteraciones en la conducta: Agresividad Efectos en la memoria: Menos rendimiento Estrs Efectos sobre el embarazo: Bebes mas sensibles al ruido y de menor tamaoContaminacin acsticaEfectos negativos del ruido

Contaminacin acsticaRuido en la industriaSe genera ruido en: Funcionamiento de mquinas: Impactos, friccin en los engranajes, rodamientos Flujo de fluidos Equipos elctricoRuidos inherentes al funcionamiento del equipo (difciles de minimizar), otros se producen debido al mal funcionamiento (fciles de minimizar).Minimizacin de la produccin de ruido en el diseo de planta: Difcil de establecer a priori

Contaminacin acsticaRuido en la industriaEquipos generadores de ruido: Ventiladores: Refrigeracin de equipos o espacios. Dos tipos de ruido: Ruido de banda ancha debido al flujo del fluido Ruido debido al movimiento de aspas cuya f (velocidad de giro, nmero de aspas) Motores elctricos: Fuerzas electromagnticas entre el estator y el rotor y ruido debido a los ventiladores asociados Compresores: Variaciones de presin del fluido genera ruido. Vlvulas de control: Variaciones de presin Emisiones o escapes de vapor: Ruido debido a la cada de presin

Contaminacin acsticaControl del ruidoActuacin sobre los elementos implicados FuenteTransmisinreceptorA)- Fuente: A1- Reducir o eliminar la intensidad del ruido: Sistemas amortiguadores de ruido Disminuir friccin en tuberas: Materiales de menor rugosidad, velocidad del fluido Modificaciones en el proceso: limitadas por produccin Disminuir el tiempo de funcionamiento al mnimoA2- Disminuir la frecuencia para minimizar efectos En ventiladores podemos disminuir el numero de aspas y la frecuencia de giro

A3- Directividad de la fuente. Dirigir la fuente hacia en otra direccinContaminacin acsticaControl del ruidoB)- Transmisin de las ondasB1- Separar el origen del sonido del receptor La intensidad del sonido depende inversamente de la distancia Se produce una atenuacin del sonido en la atmsfera (f (distancia y frecuencia) como consecuencia de la disipacin de energa en el aire. Tambin se produce una atenuacin por parte del terreno: superficies dura reflejan el sonido y las blandas lo atenan

B2- Aislamiento sonoro de la fuenteB3- Barreras de ruidoContaminacin acsticaControl del ruidoEmisorReceptorSonido ReflejadoSonido TransmitidoSonido DifractadoC)-Proteccin del receptor: C1- Sistemas de proteccin individualC2- Disminucin del tiempo de exposicin

Contaminacin por radiacin electromagnticaRadiaciones ionizantes: Radiacin de frecuencias altas y potentes (fotones con energa suficiente para ionizar la materia con la que inciden). Se clasifican en: Rayos ultravioleta, Rayos X y rayos gamma. Causan quemaduras, nauseas, muerte.Radiaciones no ionizantes: Radiacin de frecuencias mas bajas y mas benignas

Radiacin ionizantePerspectiva HistricaHiroshima y Nagasaki 1945

Three Mile Island 1979, Pennsylvania

Chernobyl 1989, Union Sovitica

Tokamaira 1999, Japon

Accidentes Mayores de Radiacin1944 - 1999

Lugar# Accidentes# personas# Exposicin SignificativaMuertesEUA241133978630Fuera EUA162132,278217990Total403133,6172965120

Riesgos Potenciales ActualesPlantas de Energa nuclear

Utilizacin arma nuclear durante la guerra

Utilizacin por grupos terroristasArma muclear Bomba sucia dirty bomb

Central nuclear de Trillo, Guadalajara-Espaa

Explosin en planta nuclear Fukushima-Japn

Tipos de reactores nucleares de fisin comerciales (neutrones trmicos)26

CombustibleModeradorRefrigeranteUranio naturalGrafitoAireCO2H2O (agua ligera)D2O (agua pesada)D2O (agua pesada)Compuestos orgnicosH2O (agua ligera)D2O (agua pesada)GasUranio enriquecidoGrafitoAireCO2H2O (agua ligera)D2O (agua pesada)SodioD2O (agua pesada)Compuestos orgnicosH2O (agua ligera)D2O (agua pesada)GasH2O (agua ligera)H2O (agua ligera)

Qu es radioactividad?

Prdida de: partculas de un tomo inestable que est espontneamente decayendo (ej., alfa o beta)

energa de un tomo inestable que est espontneamente decayendo (ej. rayos X o gama)

Mecanismo Dao CelularIonizacin del DNA y otras macromolculas

Ionizacin agua celular radicales libres

Tipos de RadiacinNo ionizanteLargo de onda grande y frequencia bajaMicroondas y ondas de radioRayos:UltravioletaVisiblesInfrarrojos

Tipos de RadiacinIonizanteLargo de onda corto y frequencia altaEmitida por radioisotoposUn fotn carga 1 billn de veces ms energia que la no ionizante

Accidentes > frecuentesExposiciones altas de radiacin usualmente en las manos

Mayora ocurre en la industria por exposicin inadvertida

Tipos de Radiacin Ionizante

FuentePenetracinPeligroAlfaMenor de todasContaminacin InternaBeta8 mm piel, quemadurasContaminacin interna y pielGammaVarios cms en tejidoSndrome radiacin agudaNeutronesVariableSndrome radiacin aguda

Deteccin RadioactividadAlpha contador partculas alpha

Beta y Gama contador Geiger Muller

Gray

REM::El gray (Gy) es la unidad de dosis absorbida, cuando la energa por unidad de masa aplicada a la materia por la radiacin ionizante es de 1 julio por kilogramo Las dosis superiores a 10Gy pueden producir la muerte en menos de 60 das.

Es la unidad bsica de exposicin acumulada para los seres humanos.(medicin de la exposicin a la radiacin)Milirem (mrem): Normalmente nosotros estamos expuestos a muy pequeas cantidades de radiacin y expresamos estas pequeascantidades en trminos de milirems. Comparaciones

Dosis lmite Las personas acumulan 100 mrem/ao viviendo al nivel del mar por radiacin natural. Cuanto mas elevado sea el lugar, se incrementa nuestra exposicin natural a la radiacin.Recibimos en promedio 50 mrem/ao por radiacin artificial.Se recibe de 3 a 5 mrem/hora en un vuelo en jet comercial . Se acumula hasta 10 mrem con cada radiografa de una muela.

En una jornada de ocho horas un trabajador no debe recibir mas de 50 mrems y debe acumular un mximo permisible de 3 rems por cada perodo de 13 semanas consecutivas.

EFECTOS DE LA RADIACION EN EL SER HUMANO POR EXPOSICION UNICAREMS EFECTOS 50 Cambios en la composicin sangunea100 Nauseas y fatigas iniciales200Nauseas, vmitos y fatigas fuertes300 20 % de probabilidad de muerte en un mes400 50% de probabilidad de muerte en un mes600 100% de probabilidad de muerte en un mes100000 inconciencia inmediata y muerte en una hora.

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Sensitividad a Radiacin IonizanteSistema hematopoytico> sensitivo, 75 radsSistema gastrointestinalSegundo > sensitivo, 75 125 radsSistema nervioso central> resistente a radiacin, > 5000 rads

Sntomas de la radiacinDiarrea Nuseas y vmito Quemaduras de la piel (enrojecimiento,) Debilidad, fatiga, agotamiento, desmayos Deshidratacin Inflamacin de ciertas reas Hinchazones. Prdida del cabello

EFECTOS DE LA RADIACION IONIZANTE- ulceracin de la mucosa oral - ulceracin del esfago y del resto del sistema gastrointestinal .- vmito con sangre- sangre en las heces - hemorragias por la nariz, boca, encas. - escoriaciones y lceras en la piel

ENFERMEDAD POR RADIACION

Por la exposicin del organismo a dosis altas de radiacin producida por los rayos gamma.Comienza con una sensacin sbita de anorexia (prdida de apetito) , nuseas, a las que sigue, en un periodo de tiempo corto, vmitos y diarrea. Luego aparecen sntomas por lesiones ms graves debido a la afectacin de otros tejidos, como la mdula sea, lo que conduce a un aumento de infecciones en el organismo.

Enfermedades por radiacinA corto plazo, puede ocasionar la cada del cabello, quemaduras cutneas o hemorragias.A largo plazo, en un aumento del riesgo de desarrollar cncer.Dosis elevadas de radiacin pueden producir tambin esterilidad permanente como consecuencia de la lesin de los rganos reproductores.Lesiones graves en otros rganos.Puede producir la muerte.

MEDIDAS PREVENTIVASFormacin del Personal Profesionalmente Expuesto(PPE), mediante Cursos de actualizacin.Disear Normas de trabajo y planes de emergencia. Material de proteccin: debe existir en cantidad suficiente, en perfecto estado de conservacin. . Vigilancia mdica del PPE, con un reconocimiento de salud previo al inicio de actividades con material radiactivo.Reconocimientos peridicos (por lo menos anuales) de los niveles de absorcin por el personal.

MEDIDAS PREVENTIVASEstructura con blindaje en las instalaciones que se trabaja con materiales radiactivos.Vigilancia de los niveles ambientales: - dosimetra en el personal, - dosimetra en el rea. - vigilancia y control de la contaminacin.Establecer Procedimientos para la adquisicin y almacenamiento de material radiactivo.

BibliografaIngeniera ambiental: Fundamentos, entornos, tecnologas y sistemas de gestin. Gerard Kiely. 1999.McGraw-Hill.www.defra.gov.ukhttp://www.eie.fceia.unr.edu.ar/

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