Clase: Unidades y Magnitudes de Concentración de contaminantes Control de la contaminación Atmosférica.

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1 Clase: Unidades y Magnitudes de Concentración de contaminantes Control de la contaminación Atmosférica

2 Concentración La concentracion de un contaminante se define como la cantidad de ese contaminante en un medio (aire, agua o suelo) expresado en volume, masa, porcentaje o fracción. En el suelo, se suelen expresar las concentraciones en (mg - A/kg totales). En el aire, fluido altamente compresible, la concentracion puede variar en funcion de la presion, temperatura, altura, densidad.

3 Ecuacion de estado de gases ideales PV=nRT P = presion (atm) V = volumen (l) T = temperatura (K) n = mol R = constante universal

4 Ecuacion de estado de gases ideales #

5 Composición y densidad del aire Constante universal de los gases Densidad del aire Constante específica del aire

6 Composición y densidad del aire Constante universal de los gases Densidad del aire ¿¿ … ?? Peso molecular del aire Constante específica del aire

7 Peso molecular del aire >99% en volumen Para efectos prácticos tomamos estos tres contaminante como la composición del aire, ya que ellos le dan la mayoría de sus propiedades físicas

8 ¿Peso molecular del aire? (Por premio comestible)

9 ¿Peso molecular del aire? (Por premio comestible)

10 Constante específica del aire ¿Peso molecular del aire? (Por premio comestible)

11 Ejercicio: 1- ¿Cuál sería la densidad del aire al lado del mar (760 torr) en unos agradables 25°C (en g/l)? Densidad del aire

12 Ejercicio: 1- ¿Cuál sería la densidad del aire al lado del mar (760 torr) en unos agradables 25°C (en g/l)? Densidad del aire Se entienden por “condiciones normales o estándar”: Una presión de 101325 Pa = 1 atm = 760 torr Una temperatura de 25°C = 298 K* Recientemente la EPA, reconoce una temperatura de 25°C como estándar. La densidad del aire en condiciones normales será de 1,2 Kg/ m^3

13 Ejercicio: 2 - Estime la densidad del aire bajo las condiciones típicas de la ciudad de Bogotá en una tarde noche típica de agosto (como la de hoy). (Este ejercicio si tiene premio)

14 Ejercicio: 2 - Estime la densidad del aire bajo las condiciones típicas de la ciudad de Bogotá en una tarde noche típica de agosto (como la de hoy). (Este ejercicio si tiene premio) Yo asumí una presión de 560 mmHg y una temperatura de 16°C

15 Ejercicio: 2 - Estime la densidad del aire bajo las condiciones típicas de la ciudad de Bogotá en una tarde noche típica de agosto (como la de hoy). (Este ejercicio si tiene premio) Yo asumí una presión de 560 mmHg y una temperatura de 16°C Lo importante es entender que a medida que se aumentan los m.s.n.m., la presión atmosférica decrece y también la densidad ¿Les ha pasado que es más difícil respirar en Bogotá? Bogotá Sobre el nivel del mar

16 Efecto de la presión y temperatura en la concentración de un gas ideal CONCENTRACIÓN DE UN GAS IDEAL Concentración = Cantidad de un gas en un medio Medida usada para denotar cantidad de contaminación (medición y regulación)

17 Efecto de la presión y temperatura en la concentración de un gas ideal Por propiedades de los gases ideales: Dado que: Se tiene que: Jorge E. Pachón

18 ¿Cómo se puede expresar una concentración?  Concentración en porcentaje del compuesto A (%)  Concentración molar y molecular de compuesto A – [mol/m 3 ]  Concentración por número de partículas [#/m 3 ]  Fracción molar de compuesto A – [mol/mol – v/v  Fracción másica de compuesto A – [kg/kg]  Concentración másica de compuesto A – [kg/m 3 ]

19  Concentración en porcentaje El porcentaje se define como cien veces la relación entre el volumen, la masa o el número de moléculas de una sustancia y el volumen, la masa o el número de moléculas de una mezcla (la del aire), ambas cantidades expresadas en la misma unidad. En el aire es raro encontrar contaminantes que sean expresados en porcentaje. No se encuentran estándares de calidad del aire en porcentajes. Jorge E. Pachón

20  Concentración molecular  Concentración por número

21 Utilidad de contar con fracciones molares o másicas: n a + n b Tras expansión de un gas, las concentraciones (ug/m^3) o (#/cm^3) cambian debido al cambio en el volumen total. Pero las fracciones molares (mol/mol) o másicas (Kg/Kg) no cambian. … y eso nos da una idea más consistente de qué tanto contaminante existe, sin importar el medio.  Fracciones másicas o molares.

22  Concentración másica Partes por millón (ppm) Vol. Contaminante / 10 6 vol. Aire Partes por billón (ppb) Vol. Contaminante / 10 9 vol. Aire Microgramos por metro cúbico  g / m 3

23 microgramos/metro cúbico : ( µg/m3) miligramos/metro cúbico: ( mg/m3) nanogramo/metro cúbico (ng/m3) picogramo/metro cúbico (pg/m3) Unidades habituales para expresar la concentración ¿Cómo pasar de ppm a ug/ m^3 y viceversa? En el caso específico P=1atm y T=25 °C

24 Unidades habituales para expresar la concentración ¿y viceversa? por el último concurso del día… Convertir 750 ug/m3 de Ozono a ppm En el caso específico P=1atm y T=25 °C

25 Unidades habituales para expresar la concentración ¿y viceversa? por el último concurso del día… Convertir 750 ug/m3 de Ozono a ppm En el caso específico P=1atm y T=25 °C

26 Sondeo 3.0 1.Nombre tres poblaciones sensibles a la calidad del aire 2.¿Cuáles son los periodos críticos de calidad del aire en Bogotá? 3.¿Qué fuentes de emisiones de aire conoce? 4. ¿Cuál es el contaminante de mayor preocupación en las principales ciudades de Colombia? 5.¿por qué se han declarado alertas ambientales en Bogotá? 6.¿cómo saber el estado de calidad del aire de la ciudad?