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“Año del Diálogo y Reconciliación Nacional”

FACULTAD DE INGENIERÍA QUIMICA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL

PROPUESTA DE EQUIPO PARA EL CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA ASIGNATURA: CONTROL DE CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA DOCENTE: Mg. DÍAZ DÍAZ NATALIA DEL PILAR INTEGRANTES: AVALOS CASTILLO, TAMARIS CRUZADO BENITEZ, WALTER DÍAZ SANCHEZ, PERCY NUÑEZ MARQUINA, NATALY REYNA RODRIGUEZ, KATHERINE VARAS SALDAÑA, STEPHANY VILLANUEVA SAAVEDRA, ERIKA CICLO: VII

TRUJILLO – PERÚ

2018

INDICE 1.

INTRODUCCIÓN............................................................................................................... 2

2.

ANTECEDENTES .............................................................................................................. 2

3.

OBJETIVOS ........................................................................................................................ 3

4.

JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................... 3

5.

MARCO TEÓRICO ........................................................................................................... 3 5.1.

COMPOSICIÓN DE GASES EMITIDOS ............................................................... 3

5.1.1.

MONÓXIDO DE CARBONO: .......................................................................... 4

5.1.2.

DIÓXIDO DE CARBONO:................................................................................ 5

5.1.3.

DIÓXIDO DE NITRÓGENO: ........................................................................... 5

5.1.4.

DIÓXIDO DE AZUFRE: .................................................................................... 5

5.2.

SITUACIÓN ACTUAL DE CONTAMINACIÓN ................................................... 6

5.3.

EFECTOS DE LAS EMISIONES EN LA SALUD .................................................. 7

5.4.

REVISIÓN DE OPCIONES PARA EL CONTRO DE EMISIONES .................... 9

6.

DISEÑO ............................................................................................................................. 10

7.

APLICACIÓN ................................................................................................................... 13

8.

CONCLUSIONES ............................................................................................................. 13

9.

RECOMENDACIONES ................................................................................................... 14

10.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................ 14

11.

ANEXOS ........................................................................................................................ 15

1

1. INTRODUCCIÓN En el contexto de las actividades de gestión ambiental en el país, se publicó el D.S. Nº 003-2017 –MINAM : Estándares de Calidad ambiental del aire, el cual tiene por objetivo principal proteger la salud de la población, a través de estrategias para alcanzar los estándares progresivamente. Un indicador de la calidad del aire lo constituye el consumo de energéticos empleados en los sectores productivos y el transporte, y también en el sector comercial y de servicios, ya que en su mayoría los contaminantes emitidos a la atmósfera son el resultado de la combustión de diferentes tipos de combustibles fósiles. La emisión a la atmósfera de sustancias contaminantes tales como los gases de combustión en cantidades crecientes como consecuencia de la expansión demográfica mundial y el progreso de la industria , han provocado ya concentraciones de estas sustancias a nivel del suelo que han ido acompañadas de aumentos espectaculares de la mortalidad y morbilidad , existiendo pruebas abundantes de que , en general , las concentraciones elevadas de contaminantes en el aire atentan contra la salud de los seres humanos. Por ello resulta imprescindible enfrentar y tratar de resolver de la mejor manera los problemas que surgen cuando se quiere encontrar los medios para asegurar el porvenir de la humanidad que en este caso es el de cuidar nuestro planeta y salud de la población. Las principales causas de la contaminación del aire en nuestra localidad son: 1. Humos de los tubos de escape de los carros. 2. Humos de las chimeneas de las fábricas. 3. Humos de las chimeneas de las pollerías 4. Quema de basuras. La finalidad de este trabajo es controlar las emisiones de CO, CO2,NO2 ,SO2 y material particulado mediante la elaboración de un prototipo utilizando como filtro, el algodón de vidrio y como adsorbedor de gases, el carbón activado.

2. ANTECEDENTES Según Arias (2011), en su tesis: Diseño del sistema de extracción localizado para el banco de pruebas de combustión del proyecto carbón, de la Pontifica Universidad Católica del Perú, en el cual desarrolla el Diseño de un sistema de extracción localizada para el Laboratorio de Carbón, que sirva o permita la extracción de los gases producidos al momento de realizar los ensayos ya sea con briquetas de carbón, biomasa (residuos forestales) o cascarillas de arroz. Para capturar las partículas se desarrolla un sistema de extracción compuesta por una campana extractora localizada tipo Canopy (fija), el transporte de los gases y partículas se realiza por medio de conductos (rectangulares), codos, un sistema de regulación, absorbidas por un ventilador centrifugo que opera a presión negativa, pasando por los filtros de mangas 2

(polipropileno) para la captura de partículas y finalmente por el depurador de limpieza (lavador tipo Venturi), se realiza el lavado de los gases extraídos. Según Lucas (2012) en su tesis “Diseño y modelado virtual de un colector de partículas tipo “Scrubber o lavador de gases” para la industria de acero, emitida en la Escuela Superior Politécnica del Litoral de Guayaquil – Ecuador, que tuvo como objetivo presentar el diseño de un sistema colector de partículas y limpiador de aire que cumpla con el requerimiento de reducir la concentración de material particulado y contaminantes tales como NOx, SO2 y CO los cuales se producen por la combustión en un horno de calentamiento de acero y que son descargados a la atmósfera por medio de una chimenea. Los lavadores de tipo húmedo son los más utilizados de los cuales por múltiples razones se escogió el colector de partículas y lavador de gases de tipo Venturi por su capacidad para manejar grandes volúmenes a altas temperaturas y permite la reducción de las emisiones de partículas y las concentraciones de los contaminantes antes citados y por las facilidades que ofrece para su cálculo, construcción y mantenimiento. 3. OBJETIVOS  Elaborar un prototipo que controle las emisiones CO, CO2,NO2 ,SO2 y material particulado en las chimeneas de restaurantes utilizando algodón de vidrio y carbón activado. 4. JUSTIFICACIÓN La realización del presente trabajo es el diseño de una alternativa para poder capturar gases de naturaleza nociva como el CO2, CO, NO que alteran la calidad de aire que a tiempos posterior afecta a la salud de la población. La utilización de carbón activado por medio de un captador de gases nos ayudara a poder retener estos gases de una manera fácil y sencilla ni que requiera un alto consumo energético y que no se necesite altos costos de operación y mantenimiento. Además, tenemos como fin que al contribuir con este trabajo las empresas o los diversos tipos de industrias manufactureras encuentren con nuestra propuesta una manera más viable poder capturar estos gases y encontrar maneras de poder reutilizarlos en los procesos y operaciones de producción con el fin de contribuir al desarrollo sostenible y alcanzar un medioambiente saludable para la población en general. 5. MARCO TEÓRICO 5.1. COMPOSICIÓN DE GASES EMITIDOS Entre los contaminantes generados por la combustión del carbón vegetal en las pollerías se tiene: monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2 ), óxidos de nitrógeno (NOX) y Dióxido de azufre(SO2 ).

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5.1.1. MATERIAL PARTICULADO: Es una mezcla de partículas sólidas microscópicas y gotas líquidas suspendidas en el aire (aerosoles), el cual se clasifica de acuerdo a su tamaño, en partículas con diámetro menor a 10 micras, 2,5 micras y 1 micra. Provienen en su mayoría del uso de combustibles fósiles que contienen azufre y de los oxidantes fotoquímicos formados en la atmósfera por reacciones químicas complejas entre los HC, óxidos de nitrógeno (NOx) y CO, todos relacionados con las emisiones vehiculares10. Las fuentes móviles contribuyen con un 50 % o más en las concentraciones de material particulado en las áreas urbanas. Las partículas gruesas contienen usualmente material de la corteza terrestre y polvo de las carreteras y de la industria. La fracción fina contiene mayor acidez y actividad mutagénica. La mayor parte de las partículas se hallan como finos (entre 100 nm y 2,5 μm), pero hay otro porcentaje importante que están como ultrafinos (menores a 100 nm).

5.1.2. MONÓXIDO DE CARBONO: El monóxido de carbono es el contaminante del aire más abundante en la capa inferior de la atmósfera, sobre todo en el entorno de las grandes ciudades. Es un gas incoloro, inodoro e insípido, no irrita, no hace toser, pero es muy venenoso, su punto de ebullición es de -192° C. Presenta una densidad del 96.5 por ciento de la del aire, siendo un gas muy ligero que no es apreciablemente soluble en agua. Es inflamable y arde con llama azul, aunque no mantiene la combustión. El CO se produce generalmente cuando usamos combustibles (como la gasolina de tu automóvil) Otras fuentes de CO incluyen: Plantas eléctricas que utilizan carbón, gas o petróleo, e incineradores de basura. Dentro de las casas, el CO puede provenir del horno, aparato de calefacción, de una chimenea donde se queme leña o del humo de un cigarrillo, también como resultado de alguno de los siguientes procesos químicos:     

Combustión incompleta del carbono Reacción a elevada temperatura entre el CO2 y materiales que tienen carbono. Disociación del CO2 a altas temperaturas. Oxidación atmosférica del metano (CH4 procedente de la fermentación anaerobia (sin aire) de la materia orgánica. Proceso de producción y degradación de la clorofila en las plantas.

El monóxido de carbono causa más muertes por envenenamiento en los Estados Unidos cada año que cualquier otra sustancia. Muchos de estos envenenamientos ocurren durante los meses con bajas temperaturas cuando

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los aparatos de calefacción no son usados debidamente o no funcionan correctamente. 5.1.3. DIÓXIDO DE CARBONO: El dióxido de carbono es un gas incoloro e inodoro, no tóxico, más denso que el aire, que se presenta en la atmósfera en concentraciones que oscilan entre 250 y 400 ppm. En realidad no puede considerarse como contaminante en sentido estricto ya que no es tóxico, y se halla en atmósferas puras de modo natural. No obstante, por los posibles riesgos que entraña su acumulación en la atmósfera, como consecuencia de las alteraciones producidas en su ciclo por las actividades humanas que pudieran dar lugar a una modificación del clima de la Tierra, se lo considera como sustancia contaminante. 5.1.4. DIÓXIDO DE NITRÓGENO: El nitrógeno es el elemento más común del aire que respiramos (78 %), y conforma un grupo de óxidos como el óxido nítrico (NO) y dióxido de nitrógeno (NO2); el primero es relativamente inofensivo, pero el segundo puede causar efectos adversos en la salud y bienestar. Las fuentes naturales más comunes son la descomposición bacteriana de nitratos orgánicos, incendios forestales y de pastos, y la actividad volcánica; en tanto que la principal fuente antropogénica es la quema de combustibles fósiles. En presencia de hidrocarburos y luz ultravioleta es la principal fuente de ozono troposférico (precursor de O3) y de aerosoles de nitratos que constituyen una fracción importante de la masa de MP del aire. Los óxidos de nitrógeno NOX como producto de combustión se generan por lo general a temperaturas superiores a los 800ºC. 5.1.5. DIÓXIDO DE AZUFRE: Es un gas incoloro y no inflamable, de olor asfixiante e irritante. De vida media en la atmósfera corta (unos 2 a 4 días), casi la mitad de las emisiones vuelven a depositarse en la superficie, mientras que el resto se transforma en iones sulfato (SO42- ). Con el tiempo y en contacto con el aire y la humedad, se reduce y transforma en trióxido de azufre. Es soluble en agua, formando la lluvia ácida (ácido sulfúrico), y sales como los sulfitos y bisulfitos. Más del 50 % de las emisiones de SO2 provienen de las actividades antropogénicas, particularmente por la combustión del carbón y petróleo. Las fuentes móviles, fundiciones, siderurgia, refinerías son algunas de las principales fuentes; en tanto que los volcanes son fuentes naturales.

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5.2. SITUACIÓN ACTUAL DE CONTAMINACIÓN

Trujillo no se cuenta con redes de monitoreo de calidad de aire. La vigilancia de la calidad del aire en el Distrito de Trujillo las realizó la Dirección Regional de Salud de La Libertad hasta el 2011. En el mismo año el Ministerio del Ambiente a través del Organismo de Evaluación y Fiscalización Ambiental –OEFA también realizó un monitoreo. En la Tabla 1 se muestra que para concentración de PM10, el material particulado disminuyó en 18,2 % con respecto a la concentración del 2008, NO2 y CO disminuyeron en 20,9% y 0,9% respectivamente, en cambio el SO2 se incrementó en 99%, a pesar de ello todos estos contaminantes se encuentran muy por debajo de los ECAs.

Tabla 1.Calidad del aire en el distrito de Trujillo años 2009-2012

Aspecto

Variable/

Priorizado

Indicador

ECA

2009

2010

2011

2012

Variación %

PM10

150

61.1*

58.1*

56.0*

DS N°074 –

(2008)

56.0

-18.2

SI

8.45** 8.45

99.3

18.5*

19.3*

19.3

-20.9

SI

555*

555

-0.9

15012

16020

22145

23841

58.8

10316

11301

11509

13205

28.0

SI

SI

83.5

11

2001-PCM SO2 ug/m3 (24 horas)

Calidad del aire

80 DS N°003 – 4.24* 2008-MINAM

(2003)

NO2

200 DS N°074 –

24.4*

ug/m3 (24 horas)

2001-PCM

(2008)

CO ug/m3 (8 horas)

10000 DS N°074 560* – 2001-PCM

(2008)

N° de Vehículos (transporte público) N° de Taxis Ruido dB

LMP

50-60-70 75.2

OM – 008 -2007

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* Gerencia Regional de Salud La Libertad. Dirección Ejecutiva de Salud Ambiental. Vigilancia de la Calidad de Aire ** Ministerio del Ambiente-OEFA. Informe de Evaluación de la Calidad de Aire en la Ciudad de Trujillo.

5.3. EFECTOS DE LAS EMISIONES EN LA SALUD 5.3.1 Efectos del SO2 en la salud: El azufre es un veneno altamente nocivo para la salud de las personas, si bien son las plantas las que menos toleran sus efectos. Por ejemplo, un nivel de 300 µg/m3 (micro gramo por metro cúbico de aire) es un valor que implica potencial riesgo para la salud humana, pero para los árboles, un valor de 200 µg/m3 ya es muy grave. En las plantas el SO2 se introduce en las mismas produciendo una necrosis foliar. Por eso la contaminación por los óxidos de azufre (SOx) están relacionados con el daño a la vegetación, deterioro de los suelos, materiales de construcción, monumentos históricos en piedra -es lo que se conoce como el mal de la piedra- y cursos de agua. Curiosamente, a pesar de ser un contaminante muy perjudicial, es también un aditivo alimenticio muy utilizado al tener características conservantes y antibacterianas. Se conoce como E220 y se emplea en vinos- los famosos sulfitos- cervezas, zumos, caramelos, yemas de huevo y otros productos con huevo. En cuanto a los efectos de su consumo, en dosis bajas provoca irritaciones en el tubo digestivo y hace inactiva la Vitamina B. En grandes dosis puede provocar dolores de cabeza, náuseas, vómitos, alergia, irritación de los bronquios y asma. Otros efectos que produce este compuesto son: 

Dificultad para respirar.



Inflamación de las vías respiratorias.



Irritación ocular por formación de ácido sulfuroso sobre las mucosas húmedas.



Alteraciones psíquicas.



Edema pulmonar.



Paro cardíaco.



Colapso circulatorio.



Queratitis.

5 .3. 2. Efectos Del CO en la salud: 7

Los siguientes efectos agudos (a corto plazo) sobre la salud pueden producirse inmediatamente o poco tiempo después de la exposición al monóxido de carbono:  

 

Respirar monóxido de carbono puede causar dolor de cabeza, mareo, sensación de desvanecimiento y cansancio. A niveles más altos la exposición al monóxido de carbono puede causar somnolencia, alucinaciones, convulsiones y pérdida de conocimiento. El monóxido de carbono puede causar cambios en la memoria y en la personalidad, confusión mental y pérdida de visión. La exposición extremadamente alta al monóxido de carbono puede causar la formación de carboxihemoglobina, que reduce la capacidad de la sangre para transportar oxígeno y puede causar un color rojo brillante en la piel y las membranas mucosas, dificultad respiratoria, colapso, convulsiones, coma y la muerte. El envenenamiento por monóxido de carbono causa multitud de efectos debido a la inhibición de la oxidación celular, produciendo hipoxia en el tejido y envenenamiento celular. Los síntomas clínicos de un envenenamiento leve no son específicos y pueden imitar a los de una enfermedad viral no específica, con vómitos, dolor de cabeza, malestar, debilidad, fatiga y falta de respiración. Los principales indicios del envenenamiento por monóxido de carbono se desarrollan en los sistemas de órganos más dependientes en el uso de oxigeno: el sistema nervioso central y en el miocardio. TIPOS DE TOXICIDAD:  Toxicidad leve Pequeñas exposiciones podrían producir un intenso dolor de cabeza en el lóbulo temporal o frontal, fatiga, disnea y mareo. Después de la exposición los pacientes que sufren enfermedades cardiovasculares o cerebrovasculares pueden sufrir un empeoramiento, por ejemplo isquemia o infarto de miocardio, o derrame cerebral.  Toxicidad moderada Exposiciones moderadas pueden producir fuertes dolores de cabeza, debilidad, mareos, náuseas , vómitos, síncope, taquicardia y taquipnea seguidos por bradicardia y bradipnea, sofocos, cianosis, sudoración, disminución de la atención, disminución de la destreza manual, reducción en el desempeño de tareas sensitivo motoras, aumento del tiempo de reacción, dificultad al pensar, reducción del juicio, vista borrosa o oscurecida, ataxia, pérdida del control muscular, silbidos o fuertes zumbidos en el oído, somnolencia, alucinaciones y toxicidad cardiovascular.

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 Toxicidad grave Exposiciones graves pueden producir sincope, ataques, confusión, desorientación, convulsiones, evacuación involuntaria, ampollas, toxicidad cardiovascular, disrítmias ventriculares, depresión cardiorrespiratoria, edema pulmonar, fallo respiratorio, estupor, perdida del conocimiento, coma, colapso y muerte. 5.3.3.Efectos del CO2 en la salud: 

La vasodilatación(expansión de las arterias y arteriolas). Como descubrieron los estudios fisiológicos, la hipocapnia (baja concentración de CO2 en la sangre arterial) constriñe los vasos sanguíneos y conlleva a una perfusión disminuida de todos los órganos vitales.  El efecto Borh fue descrito por primera vez en 1904 por el fisiológo Danés; Christian Bohr (padre del físico Niels Bohr). Esta ley se puede encontrar en los libros de medicina modernos sobre fisiologías. El efecto Bohr dicta que la hipocapnia arterial causa una liberación reducida de oxígeno en los tejidos capilares.  Los niveles de oxígeno celular son controlados por el CO2 alveolar y la respiración. La hiperventilación, sin importar los cambios de CO2 arterial, causan hipocapnia alveolar (deficiencia de CO2), lo cual conlleva a hipoxia celular (bajas concentraciones de oxígeno celular).  El transporte de oxígeno, de tal forma, depende de la respiración y estos dos efectos (Vasoconstricción-Vasodilatación y el efecto Bohr) explican la influencia de la hipocapnia (bajo contenido de CO2 en la sangre y células) en la circulación y entrega de O2 reducida.  La Generación de Radicales Libres toma efecto debido a la respiración celular anaeróbica causada por la hipoxia celular. De tal manera, las defensas hacia los antioxidantes del cuerpo humano también son regulados por el CO2 y la respiración, tal como lo han descubierto estos estudios médicos.  La respuesta inflamatoria, así como la inflamación crónica, también son reguladas por la respiración debido a que la hipoxia conlleva a, o intensifica la inflamación. De tal forma, la hiperventilación promueve naturalmente los problemas inflamatorios de salud y el CO2 y la Tierra (tierra eléctrica del cuerpo humano) son agentes anti-inflamatorios claves.  La relajación muscular o relajación de las células musculares es normal en altos niveles de CO2, mientras que la hipocapnia causa tensión muscular, pobre postura, y algunas veces, agresión y violencia.  La bronco dilatación – o dilatación de las vías respiratorias: los bronquios y bronquiolas se dilatan por el dióxido de carbono, y su constricción ocurre debido a la hipocapnia.

5.4. REVISIÓN DE OPCIONES PARA EL CONTRO DE EMISIONES 9

Una alternativa medioambiental para el tratamiento de gases de combustión constituye el lavado de gases. Una torre lavadora es un equipo que puede remover partículas ò gases por impacto o intercepción con un líquido lavador. Puede remover partículas entre 0.2 y 10 micras. El principal mecanismo utilizado por una torre lavadora para remover gases es generar una dispersión tipo lluvia de agua para que estas sean removidas fácilmente. El mecanismo secundario consiste en atrapar las partículas de polvo en una película liquida para que sean arrastrados y removidos por la corriente liquida. Casi todas las torres lavadoras comprenden por consiguiente una sección de contacto gas- líquido seguida de una sección donde las partículas húmedas son removidas por fuerzas inerciales. Para lograr esta separación de los componentes no deseables de los gases de combustión, la estrategia que se sigue es observar si los gases son o no son solubles en el agua y actuar obedeciendo a esta propiedad. Los gases solubles SO2 y NO2 se pueden remover fácilmente en un lavador con agua, mientras que el resto, gases insolubles pueden separarse en el filtro de carbón activado.

6. DISEÑO 6.1. METODOLOGÍA La presente investigación se ejecutó en dos fases: en la primera, una revisión bibliográfica para conocer la situación actual de las emisiones de pollerías, y qué gases emite en mayor proporción. Por lo cual se decidió realizar un equipo colector de partículas de 10 y 5 micras de los gases emitidos por las chimeneas de las pollerías, además, un transformador de los gases predominantes de las emisiones en las pollerías. Así, la segunda fase se basa en el diseño del equipo. Es así que el proyecto se basa en la instalación de un filtro de adsorción con un adsorbente capaz de transformar los gases contaminantes en gases amigables con el medio ambiente. 6.1.1. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA La primera etapa para conocer la eficiencia de la aplicación de éste equipo se da mediante la determinación de la concentración de los gases antes y después de la instalación del filtro. Los gases a evaluar los cuales son: CO2, CO, SO2.  Determinación del dióxido de carbono: Método Volumétrico La determinación del dióxido de carbono, se realiza por el principio de la neutralización de un ácido o una base, donde se lleva a cabo una reacción de metátesis por la presencia de dióxido de carbono. Se determinó de la concentración del CO2, mediante la ecuación de valoraciones acidimétricas. 10

 Determinación del monóxido de carbono: Método Espectrofotométrico Considerándose una reacción de oxidación – reducción, donde el permanganato en medio ácido oxida al monóxido de carbono. Al culminar el muestreo, se da lectura a la transmitancia de la muestra en el espectrofotómetro.  Determinación de la cantidad de material particulado: Para la determinación de material particulado se procedió de la siguiente manera, primero se armaron filtros para PM10 (partículas pequeñas como hollín dispersas en la atmósfera y cuyo diámetro es menor a 10 µm), luego el filtro es colocado en un equipo captador durante la emisión de los gases de chimenea, al finalizar la medición se obtiene un filtro saturado de material particulado.  Determinación del rendimiento del sistema de depuración: Para calcular el rendimiento del sistema de depuración se recogen los valores de la concentración en la chimenea antes y después de la instalación del sistema de depuración. La concentración antes del sistema de depuración se toma como concentración inicial y la de después de instalación, como concentración final: C0: 40,2 mg/m3 (18% O2) Cf: 5,3 mg/m3 (18% O2) Así pues, el rendimiento del sistema de depuración viene dado por: 𝑅𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =

𝐶𝑜 −𝐶𝑓 𝐶𝑜

∗ 100 = 40,2 − 5,3 40,2 = 86,81 % ≈ 87%

6.1.2. DISEÑO DE EQUIPO Para la instalación de este filtro es necesaria la instalación de un ventilador con polaridad invertida para hacer pasar los gases de combustión a través de este filtro. Se decidió instalar un sistema de depuración de adsorción de lecho fijo con reactivos que serán minerales de óxido de hierro y cobre. Para lo cual, simulamos la chimenea de un horno y le agregamos un codo que debe ser de lata en donde se ubicaron los filtros mencionados y en la salida del codo va el ventilador con el fin de asegurar que los gases no queden retenidos en la chimenea. Se ha dividido el sistema en tres tramos: Aspiración- Filtro (A-F) Filtro (F) Filtro-Chimenea (F-C) 6.2. FUNCIONAMIENTO

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6.2.1. FUNCIONAMIENTO DEL FILTRO

CO2, CO, SO2 Hidrocarburos, PM10, PM5

Atrapa PM 10 y 5

Tela filtro

Filtro de carbón activado

Atrapa Hidrocarburos

Aire Limpio

6.2.2. FUNCIONAMIENTO DEL CARBÓN ACTIVADO La primera etapa es el catalizador de reducción, el cual utiliza elementos químico en el cual se disminuyen las emisiones de NOx. (Oxido de nitrógeno) funcionando de tal forma que cuando una molécula de monóxido o dióxido de nitrógeno entra en contacto con el catalizador, éste atrapa el átomo de nitrógeno liberando el átomo de oxígeno y luego posteriormente el átomo de nitrógeno se une con otro átomo de nitrógeno y se libera, es decir, 12

este catalizador descompone los óxidos de nitrógeno en oxígeno y nitrógeno que son los componentes del aire y por lo tanto no son contaminantes. En la segunda etapa del convertidor catalítico, que es la etapa del catalizador de oxidación, este toma los hidrocarburos (HC) y el monóxido de carbono (CO) que salen por la chimenea y los hace reaccionar con el oxígeno que también viene del motor generando dióxido de carbono (CO2). Condiciones a tener en cuenta: Arrancada de filtro: La arrancada del filtro es un punto crítico a la hora de querer conseguir un buen funcionamiento del sistema. Si el filtro entrara en funcionamiento mientras en el horno hay piezas cociéndose, el vapor de agua emitido por estas piezas condensaría en el interior del filtro debido al choque de este vapor con las paredes frías del filtro. Esto produciría el apelmazamiento del adsorbente, causando así, un aumento de pérdida de carga producida por el filtro. Por esta razón es recomendable que, para poner en funcionamiento el filtro, el horno se encuentre vacío. Esta situación debe permanecer hasta que la temperatura de tiro supere los 110-120ºC y así asegurar la no condensación del vapor de agua. Otra problemática a la hora de realizar la conexión del filtro es mantener constante la depresión del horno.

7. APLICACIÓN La elaboración de este prototipo para contralar las emisiones contaminantes a la atmosfera, tiene una aplicación directa para minimizar las emisiones de material particulado (PM), CO, CO2 y SO2, producidas por industrias, aparatos móviles o puntuales que generen en cantidades contaminantes estos gases. Principalmente el funcionamiento de este prototipo se basa en el fenómeno de adsorción mediante carbón activado, por su alta superficie interna que posee, si bien porosidad y distribución de tamaño de poros juegan un papel importante, donde estas moléculas gaseosas se retienen por atracciones intermoleculares en la superficie de un adsorbente y de este modo se concentran. Se puede usar en las empresas locales que emiten dichos contaminantes en su funcionamiento como las pollerías, ladrilleras, fábricas de briquetas, etc.

8. CONCLUSIONES 8.1. La elaboración de este prototipo es una alternativa de solución ante los problemas generados por fábricas locales ante la generación de gases contaminantes. 13

8.2. Materializar los conocimientos de ingeniería en propuestas de prototipos para el control y minimización de las emisiones de gases contaminantes nuestras actividades diarias.

9. RECOMENDACIONES -El carbón activado utilizado en este prototipo debe ser de buena calidad para tener gran cantidad de centros activos para atrapar en su mayoría a los gases contaminantes que puedan salir de la chimenea. -El ventilador debe tener polaridad invertida para que pueda absorber todo el aire para poder captar a los gases en su estructura. -En el prototipo deben estar colocadas de manera seguida la tela filtro que captara PM10 y PM5 con el filtro de carbón activado. -Se debe asegurar la no condensación del agua para evitar que el apelmazamiento de adsorbente. 10. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS  ÁRIAS RIVERO J. (2011). Diseño del sistema de extracción localizado para el banco de pruebas de combustión del proyecto carbón, de la Pontifica Universidad Católica del Perú. Consultado el 28 de Abril del 2016. Disponible en: http://tesis.pucp.edu.pe/repositorio/handle/123456789/925?show=full  LUCAS AGUILAR RICARDO. (2012) Diseño y modelado virtual de un colector de partículas tipo “Scrubber o lavador de gases. Disponible en: https://www.dspace.espol.edu.ec/handle/123456789/21252  Informe Nacional de la Calidad del Aire(2013-2014)- Ministerio del Ambiente (MINAM).

 IPARRAGUIRRE LOZANO A.(2016) Formulacion De Propuesta De Lavado De Gases De Combustión En Las Emisiones De Las Chimeneas De Pollerías. Universidad Nacional de Trujillo, Perú.  The National Institute for Occupational Safety and Health (NIOSH). Documentation for Immediately Dangerous to Life or Health Concentrations (IDLH) [en línea]. [Atlanta, USA]: enero 1995 [citado enero de 2010]. NTIS Publication No. PB-94-195047.  Joint Research Centre (JRC). European chemical Substances Information System (ESIS) [en línea]. [Ispra, Italy]: [citado enero de 2010]. Carbon monoxide.  U.S. National Library of Medicine (NLM). Hazardous Substances Data Bank (HSDB) [en línea]. [Maryland, USA]: abril 2006; [citado enero de 2010]. Carbon monoxide. 14

 Consejería de Sanidad y Consumo - Comunidad Autónoma de la Región de Murcia.Directorio de Sustancias Químicas Peligrosas. Monóxido de carbono. [en línea]. abril 2007 [Murcia, España]: [citado enero de 2010].  U.S. Environmental Protection Agency (EPA). Office of Environmental Health Hazard Assessment (OEHHA). Non-cancer Health Effects (RELs). [en línea]. [California, DC, USA]: 1999; [citado enero de 2010]. Table of OEHHA Acute, 8-hour and Chronic Reference Exposure Level (REL)s.  World Health Organization (WHO). Air Quality Guidelines for Europe. Second Edition [en línea]: 2000 [citado enero de 2010].

11. ANEXOS

Ilustración 1:Proceso para la formación de la chimenea

15

Ilustración 2:Pegado de aireador

Ilustración 3:Diseño de chimenea casi terminado

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Ilustración 4:Dibujo del diseño del equipo

Ilustración 5:Equipo pintado

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