Examen No. 2 – SL 0101 – Ciencias Aplicadas I

Escuela de Tecnologías en Salud – Facultad de Medicina

Examen No. 2 – SL 0101 – Ciencias Aplicadas I

1. CONTAMINACIÓN DEL AIRE

1. Verdadero / Falso.  (Justifique las que a su criterio sean falsas) – 3 pts c/u.

1. Un contaminante primario debe transformarse para tener un efecto en la salud o el ambiente. Falso: los contaminantes primarios son los que se emiten directamente a la atmósfera yestos no tienen que pasar mediante procesos químicos atmosféticos.
2. El ozono se considera un contaminante secundario.Verdadero
3. Los compuestos orgánicos y los óxidos de nitrógeno interactúan en presencia e luz solar y generan contaminantes secundarios. Verdadero 
4. Los volcanes son la única fuente de dióxido de azufre y sulfatos en la atmósfera urbana. Falso: la combustión de productos petrolíferos y de carbón y el procesamiento de minerales don las principales fuentes de dióxido de azufre. Por otro lado los sulfatos se liberan procedentes de residuos industriales
5. El dióxido de carbono es el causante de la carboxihemoglobinemia. Falso: es el Monóxido de Carbono el que genera carboxihemoglobinemia en poblaciones expuestas.
6. Se utiliza la designación PM 2,5 para partículas muy pequeñas que pueden alojarse en los alveolos. Verdadero
7. Existen dos tipos de estándares, primarios y secundarios, para proteger  la salud y el ambiente, respectivamente. Verdadero
8. Los estándares primarios aplican a los contaminantes primarios. Falso
9. En Costa Rica no existe reglamentación sobre calidad del aire en ambientes externos. Falso: existe una reglamentación sobre inmision de contaminantes atmosféricos y reglamento sobre contaminantes emitidos por fuestes fijas (calderas).
10. El modelo gaussiano para dispersión de contaminantes se utiliza ampliamente para simular el impacto de chimeneas o fugas de gases. Verdadero

1. Investigue: (Dos párrafos para cada ítem) 5 pts. c/u

1. Los efectos a la salud por la exposición crónica y aguda al mercurio elemental vía inhalatoria.  Mencione algunas fuentes de exposición industriales.

El mercurio en vapor es la forma dañina para el ser humano, entre los efectos de la inhalación del mercurio elemental se encuentran: tos, dolor torácico, náusea, vómitos, dolor de estómago, diarrea y fiebre. Estos se consideran síntomas inmediatos; luego pueden aparecer la neumonitis intersticial, la bronquitis y otros.

Entre las fuentes industriales de exposición de encuentran:

• El uso incorrecto de maquinarias como aspiradores y uso incorrecto de artículos de limpieza como termómetros, termostatos, bombillas fluorescentes, otros.
• Estignomanómetros y termómetros con mercurio en su oficina.

1. El principio de funcionamiento de un lavador de gases químico ó “scrubber” (chemical scrubber) para dióxido de azufre. Indique las principales reacciones químicas del dióxido de azufre y los productos de reacción.  Calcule, para un flujo de 1,5 metros cúbicos/segundo a 2500 ppm de dióxido de azufre a TPN (Temperatura y Presión Normal), la cantidad de productos de reacción que se generan diariamente.

Los lavadores de gases se utilizan para limpiar el aire de contaminantes. Su principio se basa en la oxidación forzada de la piedra caliza en depuradores secos ya que es más barata que el NAOH.

Estos separadores, hacen  que las gotas que viajan con el gas sean recolectadas en la superficie, se unan y vuelven a caer en el lavador como gotas lo suficientemente grandes que caen gracias a la gravedad.

La suspensión de agua y las partículas sólidas son bombeadas desde el sumidero en la parte inferior del módulo de aerosoles, donde se forman gotas que caen a través del gas de combustión ascendente y hacen la eliminación del SO2. Para finalizar la piedra caliza se añade al sumidero.

CaCo3 + SO2 + O.5 O2  → CaSO4 + CO2

1. Las reacciones fotoquímicas de formación del ozono troposférico y sus efectos en la salud.  

Entre los perjuicios del ozono se encuentra su poder oxidante, el cual hace que la presencia del ozono en la troposfera, específicamente, puede producir daños en la salud y en la vegetación. Entre los efectos a la salud que el ozono troposférico causa son efectos irritantes en los ojos, en el tracto respiratorio, y las reacciones de asma. Otros efectos son el sistema nervioso central, el dolor de cabeza, entre otros.

La formación del ozono es diferente en la estratosfera y en la troposfera, en la troposfera el ozono proviene de la transferencia  de ozono de la estratosfera, y por potra, proviene de la emisión de origen antropogénicos y una parte biológico de los óxidos de nitrógeno o compuestos orgánicos volátiles. Por lo que las reacciones fotoquímicas del ozono son dadas por la acción de la luz ultravioleta.

NO2 → NO + O

O2 + O → O

NO + O3 → NO2 + O2

COV + NOx + luz solar= ozono troposférico

1. La capacidad de adsorción del carbón activado para remover compuestos orgánicos volátiles.  Analice la capacidad de adsorción del carbón activado para el  benceno, tolueno, cloroetano y acetona.  ¿A qué se deben las diferencias de adsorción de cada uno de estas sustancias?  ¿Cuánto tolueno puede adsorberse en 100 gramos de carbón activado?

El carbón activado es un adsorbente de uso general para la eliminación o la reducción de muchos compuestos orgánicos y algunos inorgánicos del agua y de aguas residuales. Presenta una capacidad de adsorción elevada y se utiliza para la purificación de líquidos y gases.

Benceno: alta probabilidad de ser eliminados por el carbón activo.

Tolueno: alta probabilidad de ser eliminados por el carbón activo.

Cloroetano: probabilidad moderada de ser eliminados por el carbón activo Para este compuesto el carbón activo es una tecnología efectiva solo en ciertos casos

Acetona: no es probable que el carbón activo sea efectivo

Entre los factores que influyen en la adsorción de compuestos presentes en el aire:

El tipo de compuesto que desea ser eliminado: En general los compuestos de alto peso molecular, baja presión de vapor/alto punto de ebullición y alto índice de refracción son mejor adsorbidos.

La concentración: Cuanto mayor sea la concentración, mayor será el consumo de carbón.

La temperatura: Cuanto más baja sea la temperatura, mejor será la capacidad de adsorción.

Presión: Cuanto mayor sea la presión, mayor será la capacidad de adsorción.

Humedad: Cuanto más baja sea la humedad, mayor será la capacidad de adsorción.

1. La calidad del aire en San José (2011).  ¿Cuáles contaminantes sobrepasan las normas nacionales?  ¿Cómo se comparan las normas nacionales con las normas de la EPA o la OMS?  ¿Cuál es su criterio sobre la calidad el aire que respiramos los “josefinos”? ¿Qué acciones considera estratégicas para el Gobierno a fin de mejorar o mantener la calidad del aire en la GAM?

Los contaminantes que sobrepasan las normas nacionales son los siguientes:

Partículas PM2,5

Material cristal: el Al y Ca, durante época seca existen mayores concentraciones debido al incremento en los procesos de re suspensión desde el suelo como consecuencia de la ausencia de precipitaciones, la reducción de la cobertura vegetal, la mayor insolación y la presencia de vientos alisios provenientes del Mar Caribe.

Aerosol marino: se observan concentraciones de Na y Cl mayores durante la época seca.

Compuestos inorgánicos secundarios: no se presentan una diferencia significativa.

Componentes asociados al tráfico rodado y a otros procesos de combustión:

NO2: al menos 9 presentan concentraciones superiores al criterio de la Organización Mundial de la Salud.

1. Calcule. 20 pts.

1. Una chimenea  de una fábrica de fertilizantes, con su salida a una altura de 3 metros sobre el suelo, emite gases amoniacales (NH3) a una velocidad de 5 m/s y a una temperatura de 500 Celsius.  El flujo volumétrico es de 150 litros por minuto, a una concentración de 10000 ppm de NH3. Para una noche de viento calmo (1 m/s), con 50% de nubosidad, estime las concentraciones  a 50, 100, 200, 400 y 800 metros de la fábrica. Investigue si dichas concentraciones pueden tener efectos a la salud y comente. Como se comparan dichos valores con las normas vigentes en Costa Rica.  Considere la elevación de la pluma por efecto de la velocidad y temperatura en la salida.

1. REMEDIACION DE SITIOS CONTAMINADOS (25 pts)

1. Para cada uno de los tres tipos de técnicas de remediación de sitios contaminados (físico-químicos, biológicos y térmicos) escoja una técnica y explique sus principios de funcionamiento/operación. Indique si cada una es una técnica in-situ, ex -situ o si puede ser ambas. Explique para qué contaminantes y concentraciones es aplicable cada técnica. (15 pts.)

• Físico-químicos:

Una de las técnicas que se puede utilizar para la remediación en este tipo de sitios contaminados es la solidificación/estabilización.

Esta técnica se basa en  la movilización de contaminantes y reducción de lixiviación en materiales contaminados. El procedimiento consiste en generar una barrera física entre los contaminantes y el entorno por medio de una matriz sólida inerte que se obtiene por diversos agentes solidificantes. La inertización puede hacerse con equipos móviles con disposición; con enterramiento a cierta profundidad de la superficie o en una planta de tratamiento fija con posterior disposición como relleno sanitario. Una de sus ventajas es que se pueden tratar grandes volúmenes de residuos rápidamente, a bajo costo y con alto grado de efectividad. Si bien esta técnica es utilizada para residuos inorgánicos, también resulta apta para tratar residuos orgánicos derivados de la industria petrolera.

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