IMPLEMENTACION DE PLANES DE MANEJO AMBIENTAL

OBJETIVO GENERAL: Utilizar los conocimientos sobre balance másico y energético adquiridos durante el curso, en la realización de prácticas llevadas a cabo en un laboratorio.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Realizar la separación de una mezcla sin reacción química.

• Analizar los cambios ocurridos durante una reacción química.

• Estudiar los cambios ocurridos en un procesa con consumo de energía.

MARCO TEÓRICO

BALANCES DE MATERIA SIN REACCION QUIMICA:

Los balances de materia sin reacción químicas e aplican en general a las llamadas operaciones unitarias, las cuales son de naturaleza física y tienen como propósito principal el procesar materiales (reactivos y productos) hasta lograr especificaciones deseadas de temperatura, presión, composición y fase. En general pueden dividirse en cinco grandes grupos.

1) Flujo de fluidos

2) Transferencia de calor

3) Manejo de solidos

4) Operaciones de combinación (Molienda, tamizado, fluidización)

5) Operaciones de separación (Evaporación, cristalización, filtración, centrifugación, secado)

No existe una división clara entre algunas de estas operaciones, los cálculos de evaporadores, de igual forma la cristalización ocurre en algunos casos dentro del evaporador.

Existen dos tipos de balances:

1. Diferenciales: Son balances que indican lo que sucede en un instante determinado y se aplica a procesos continuos. Cada término del balance es una velocidad, es decir unidades de cantidades balanceadas sobre unidades de tiempo.

2. Integrales: Son balances que describen lo que ocurre en dos instantes determinados, por lo tanto se utilizan en procesos intermitentes o por lotes. Los dos instantes son: el momento posterior a la alimentación y el momento anterior al retiro del producto. Las unidades son porciones por lo cual no se tiene en cuenta el tiempo sino la cantidad.

Reglas:

1. Si el balance es realizado para especies que no son reactivos se debe establecer que la generación y consumo son iguales a 0

2. Si el sistema se encuentra en estado estacionario, se debe establecer que acumulación = 0

Tipos de Procesos:

Proceso continuo en estado estacionario: De acuerdo a la regla, al ser un estado estacionario la ecuación del balance es:

Entrada + Generación= Salidas + Consumo

Si el balance es para una sustancia que no es reactiva la generación y consumo son iguales a cero. Los valores de entrada y salida son flujos ya sean másicos o volumétricos.

Si con el tiempo las variables de un proceso se modifican en el tiempo y cambia su valor, se dice que el proceso es en régimen transitorio o inestable.

Procesos intermitentes: Son aquellos en los cuales una cantidad de materiales se colocan en un recipiente y por medios físicos o químicos se logra un cambio o reacción; al final se retira el contenido para iniciar una nueva cochada.

BALANCES DE MATERIA CON REACCION QUIMICA:

La generación de residuos es el resultado del uso intensivo de sustancias químicas en las distintas etapas del ciclo de vida de un producto. Se pueden generar residuos en la extracción y en el enriquecimiento de recursos naturales para transformarlos en materias primas, en la transformación de materias primas en productos, en el proceso de consumo de los productos; así como, en el tratamiento de los residuos de postconsumo, como parte de los procesos utilizados para el reaprovechamiento de los residuos o en el acondicionamiento para la disposición final de este tipo de residuos. La emisión de contaminantes al aire, de efluentes al agua (lagos, ríos y mares), de residuos sólidos a los suelos y la exposición de trabajadores a los residuos químicos peligrosos, son manifestaciones de estas actividades. Es importante, considerar el caso de los residuos de postconsumo, ya que muchos de ellos son caracterizados como residuos peligrosos, por los materiales de los cuales han sido elaborados y cuya gestión inadecuada puede dar origen a compuestos peligrosos; como ejemplo, se puede citar el caso de los neumáticos fuera de uso (o neumáticos desechados). Los residuos de reacciones químicas pueden ser o no peligrosos, sin embargo es necesario conocer su naturaleza y la de las reacciones por las cuales se producen para poder establecer opciones de minimización o nuevas rutas para la fabricación de los productos deseados. En este capítulos, se estudian las reacciones químicas desde el punto de vista del balance ya sea elemental o por componentes en sistemas con reacción única o reacciones múltiples

BALANCE DE ENERGÍA:

La energía total de un sistema corresponde a la sumatoria de tres tipos de energía:

1.- Energía Cinética: energía debida al movimiento traslacional del sistema considerado como un todo, respecto a una referencia (normalmente la superficie terrestre) ó a la rotación del sistema alrededor de un eje.

2.- Energía Potencial: energía debida a la posición del sistema en un campo potencial (campo gravitatorio o campo electromagnético)

3.- Energía Interna: toda energía que posee un sistema que no sea cinética ni potencial, tal como la energía debida al movimiento relativo de las moléculas respecto al centro de masa del sistema o energía debida a la vibración de las moléculas o la energía producto de las interacciones electromagnéticas de las moléculas e interacciones entre los átomos y/o partículas subatómicas que constituyen las moléculas.

Recordemos que al estudiar

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