Termodinamica
Enviado por 2036225 • 11 de Febrero de 2014 • 1.790 Palabras (8 Páginas) • 380 Visitas
Energía y ambiente
Figura 1-20: Impacto ambiental
La mayor fuente de contaminación del aire son los motores de los vehículos:
1. Hidrocarburos (HC)
2. Óxidos de nitrógeno (NOx)
3. Monóxido de carbono (CO)
El incremento de la contaminación ambiental a velocidades alarmantes y el aumento de la
percepción del peligro que provocan hacen necesario su control por medio de leyes y tratados
internacionales. En Estados Unidos, el acta de aire limpio de 1970 estableció los límites de
contaminantes emitidos por plantas grandes y por vehículos. Se ordenó la instalación de
convertidores catalíticos en el sistema de escape de los autos nuevos para reducir las emisiones
de contaminantes (HC, NOx y CO). Como beneficio adicional, la eliminación de plomo de la
gasolina para permitir el uso de los convertidores catalíticos condujo a una reducción importante
de emisiones de plomo tóxico.
El acta de aire limpio de 1990 hizo que las exigencias de emisiones fueran aun más estrictas,
primordialmente por el ozono, CO, dióxido de nitrógeno y materia en forma de partículas (MP).
Como resultado, las emisiones de HC de los automóviles disminuyeron alrededor de 8 gramos
por milla (gpm) en 1970, a 0.4 gpm en 1980 y alrededor de 0.1 gpm en 1999.
La conversión de la energía de una forma a otra a
menudo afecta al medio ambiente. El estudio de la
energía no será completo si no se toma en cuenta el
impacto ambiental.
Los combustibles fósiles (carbón, petróleo y gas
natural) han suministrado potencia al desarrollo
industrial desde 1700, aunque esto ha arrastrado
efectos colaterales indeseables. El ambiente ha
pagado un precio muy alto.
La emisión de contaminantes productos de la
combustión es responsable del smog, la lluvia
acida, el calentamiento global y el cambio de clima.
· La contaminación ambiental ha alcanzado
niveles tan altos que se ha vuelto una seria
amenaza para la vegetación, para la vida animal
y para la salud humana.
· La contaminación de aire ha sido la causa de
problemas de salud incluyendo asma y cáncer.
Energía y ambiente
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Ozono y smog
El ozono destructivo a nivel de suelo no debe ser confundido con el ozono útil que se encuentra
en capas elevadas de la estratosfera que protege la tierra de los dañinos rayos UV del sol.
Figura 1-21: Componentes del smog
El ozono:
· irrita los ojos,
· daña los alvéolos de pulmonares (donde se realiza el intercambio de CO2 por O2),
· causa la falta de aliento,
· provoca el jadeo, la fatiga, dolores de cabeza y náusea,
· agrava problemas respiratorios como el asma.
El ozono también daña la vegetación por lesiones causadas a los tejidos de las hojas. Para mejorar
la calidad del aire en las zonas con graves problemas de ozono, se introdujo la gasolina
reformulada (GRP) que contiene al menos 2 % de oxígeno.
El CO:
· es un gas incoloro, inodoro y venenoso,
· priva a los órganos del cuerpo de su capacidad de obtener suficiente oxígeno al unirse con
los glóbulos rojos que ordinariamente conducen oxígeno,
· disminuye la cantidad de oxígeno suministrado al cerebro y músculos,
· disminuye los reflejos y reacciones del cuerpo,
· debilita el razonamiento,
· representa un seria amenaza para personas con enfermedades del corazón,
· retarda la formación del feto debido a las necesidades de oxígeno.
Los HC y los NOx reaccionan en presencia de
la luz del sol de los días cálidos para formar
ozono a nivel del suelo, que es componente
principal del smog.
Aunque el ozono a nivel del suelo y el smog se
forman en zonas urbanas industrializadas o de
tráfico pesado, los vientos pueden
transportarlos a otras ciudades.
Esto demuestra que la contaminación no conoce
fronteras, haciéndola un problema global
Ozono al nivel del suelo, O3
Monóxido de carbono, CO
Partículas de materiales (polvo y hollín)
Compuestos orgánicos volátiles, COV (benceno, butano y otros HC)
El smog está hecho
principalmente de:
Energía y ambiente
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El smog también contiene materia en forma de partículas suspendidas tales como polvo y hollín
que son emitidas por los vehículos y la industria. Dichas partículas irritan los ojos y los pulmones
ya que pueden contener compuestos como ácidos y metales.
Compuestos orgánicos volátiles (COV):
· Las emisiones de HC son el componente mayor de las emisiones de COV.
· Una parte significativa de estas emisiones se originan por la evaporación de combustibles
durante la recarga o por desperdicio al descargarlo o bien por evaporación de los tanques de
gasolina provisto de tapones defectuosos que no cierran herméticamente.
· Los solventes, los propelentes y los productos de limpieza domésticos que contienen benceno
y otros productos son fuentes significativas de emisiones HC.
Lluvia acida
Figura 1-22: Lluvia ácida
Las fuentes principales de SO2 son:
· las plantas de energía eléctrica que queman carbón con alto contenido de azufre,
· los automotores, ya que la gasolina o el diesel contienen pequeñas cantidades de azufre,
· las erupciones volcánicas, y
· las aguas termales.
El suelo es capaz de neutralizar una cierta cantidad de ácido pero las cantidades producidas por
las plantas de energía que usan carbón con alto contenido de azufre, que es barato, han rebasado
esta capacidad y como resultado se tiene rios y lagos que se han vuelto demasiado ácidas para
permitir el crecimiento de los peces.
Los bosques en estas áreas también presentan una muerte lenta debido a la absorción de los
ácidos a través de sus hojas, tallos y raíces.
Los combustibles fósiles son mezclas de varios
químicos que incluyen pequeñas cantidades de azufre.
El azufre contenido en el combustible reacciona con
el oxígeno para formar el SO2.
¿Como se forma la lluvia ácida?
1. Los óxidos de azufre y óxidos nítricos también
reaccionan con vapor de agua y otros químicos en
la parte alta de la atmósfera en presencia de los
rayos solares y forman ácido nítrico y sulfúrico.
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