Propiedades físicas y químicas
del Aire
Propiedades
físicas
- Es de menor peso que el
agua. - Es de menor densidad que el
agua. - Tiene Volumen
indefinido. - No existe en el vacío.
- Es incoloro, inodoro e insípido.
Propiedades químicas
- Reacciona con la temperatura
condensándose en hielo a bajas temperaturas y produce
corrientes de aire. - Esta compuesto por varios elementos entre ellos el
oxigeno
(O2) y el dioxido de carbono
elementos básicos para la vida.
Composición del Aire
puro
De acuerdo con la altitud, composición, temperatura y
otras características, la atmósfera que rodea a
la Tierra y
comprende las siguientes capas o regiones:
- Troposfera. Alcanza una altura media de 12 km.
(es de 7km. En los polos y de 16km. En los trópicos) y
en ella encontramos, junto con el aire, polvo,
humo y vapor de agua, entre
otros componentes. - Estratosfera. Zona bastante mente
fría que se extiende de los 12 a los 50km de altura; en
su capa superior (entre los 20 y los 50km) contiene gran
cantidad de ozono (O3), el cual es de enorme
importancia para la vida en la tierra
por que absorbe la mayor parte de los rayos ultravioleta del
sol. - Mesosfera. Zona que se sitúa
entre los 50 y los 100km de altitud; su temperatura
media es de 10 °C; en ella los meteoritos adquieren altas
temperaturas y en su gran mayoría se volatilizan y
consumen.. - Ionosfera. Empieza después de
los 100km. Y va desapareciendo gradualmente hasta los 500km de
altura. En esta región, constituida por oxígeno
(02), la temperatura
aumenta hasta los 1000°C; los rayos X y
ultravioleta del Sol ionizan el aire
enrarecido, produciendo átomos y moléculas
cargados eléctricamente (que reciben el nombre de iones)
y electrones libres. - Exosfera. Comienza a 500km. de
altura y extiende más allá de los 1000km;
está formada por una capa de helio y otra de hidrogeno.
Después de esa capa se halla una enorme banda de
radiaciones (conocida como magnetosfera) que se extiende hasta
unos 55000km de altura , aunque no constituye propiamente un
estrato atmosférico.
El aire limpio y
puro forma una capa de aproximadamente 500 000 millones de
toneladas que rodea la Tierra, de
las su composición es la siguiente:
Componente | Concentración | |
| (N) | 78.03% en volumen |
| (O) | 20.99% en volumen |
| (CO2) | 0.03% en volumen |
| (Ar) | 0.94% en volumen |
| (Ne) | 0.00123% en volumen |
| (He) | 0.0004% en volumen |
| (Kr) | 0.00005% en volumen |
| (Xe) | 0.000006% en volumen |
| (H) | 0.01% en volumen |
| (CH4) | 0.0002% en volumen |
| (N2O) | 0.00005% en volumen |
| (H2O) | Variable |
| (O3) | Variable |
| Variable |
Contaminación
atmosférica
La contaminación del aire es uno de los problemas
ambientales más importantes, y es resultado de las
actividades del hombre. Las
causas que originan esta contaminación son diversas, pero
el mayor índice es provocado por las actividades
industriales, comerciales, domesticas y agropecuarias.
Los principales contaminantes del aire se clasifican
en:
PRIMARIOS
Son los que permanecen en la atmósfera tal y como
fueron emitidos por la fuente. Para fines de evaluación de
la calidad del aire
se consideran: óxidos de azufre, monóxido de
carbono, óxido de nitrógeno,
hidrocarburos y partículas.
SECUNDARIOS
Son los que han estado sujetos
a cambios químicos, o bien, son el producto de la
reacción de dos o más contaminantes primarios en la
atmósfera. Entre ellos destacan oxidantes
fotoquímicos y algunos radicales de corta existencia como
el ozono (O3).
A nivel nacional, la contaminación
atmosférica se limita a las zonas de alta densidad
demográfica o industrial. Las emisiones anuales de
contaminantes en el país son superiores a 16 millones de
toneladas, el 65% es de origen vehiculaar.
En la ciudad de México se genera 23.6% de dichas
emisiones, en Guadalajara el 3.5%, y en Monterrey el 3%. Los
otros centros industriales del país generan el 70%
restante.
PARTES POR MILLON (PPM)
Para determinar la concentración de una
substancia química en un volumen se
utilizan las partes por millón de partes iguales. Cada
millonésima parte de este volumen,
correspondiente a la substancia de nuestro interés, se
considera una parte por millón de la
substancia.
Las PPM se utilizan para determinar concentraciones muy
pequeñas de gases en la
atmósfera.
PARTES POR BILLON (PPB)
Para determinar la concentración de substancia
química en un volumen se
utilizan las partes por billón. Se divide el volumen en un
billón de partes iguales. Cada billonésima parte de
este volumen, correspondiente a la substancia de nuestro
interés, se considera una parte por billón de la
substancia.
Las PPM se utilizan para determinar concentraciones muy
pequeñas de gases en la
atmósfera.
PARTICULAS SUSPENDIDAS EN SU FRACCION RESPIRABLE
(PM-10)
- Criterios para evaluar la calidad del
aire
150 ug/m³ (microgramos sobre metro cubico) en un
promedio de 24 horas.
- Características del
contaminante
- Partícula sólidas o líquidas
dispersas en la atmósfera (su diámetro va de 0.3
a 10 um) como polvo, cenizas, hollín, partículas
metálicas, cemento o
polen. La fracción respirable de PST, conocida como
PM-10, está constituida por aquellas partículas
de diámetro es inferior a 10 micras, que tienen la
particularidad de penetrar en el aparato respiratorio hasta los
alvéolos pulmonares.
- Fuentes principales
- Combustión industrial y doméstica del
carbón, combustóleo y diesel; procesos
industriales; incendios;
erosión eólica y erupciones
volcánicas.
- Efectos principales
- Salud: Irritación en la vías
respiratorias; su acumulación en los pulmones
origina enfermedades como silicosis y la
asbestosis. Agravan el asma y las enfermedades cardiovasculares.- Materiales: Deterioro en materiales de construcción y
otras superficies.Vegetación: Interfieren en
la fotosíntesis.Otros: Disminuyen la visibilidad y provocan
la formación de nubes.
- Materiales: Deterioro en materiales de construcción y
- Salud: Irritación en la vías
En general los principales contaminantes como:
Monóxido de carbono, Ozono,
Dióxido de Nitrógeno, Dióxido de
Azufre, Hidrocarburos, plomo, y otros provocan
demasiados problemas
estos se miden en grados imecas lo cual se explicará
después del cuadro de los contaminantes.
Unidades Empleadas para el Monitoreo
de la Calidad del
Aire
PARÁMETRO | CLAVE | UNIDAD | RED |
Monóxido de Carbono | CO | PPM | |
Dióxido de azufre | SO2 | PPM | |
Dióxido de nitrógeno | NO2 | PPM | MONITOREO |
Ozono | O3 | PPM | |
Oxido de nitrógeno | NOX | PPM | |
Acido sulfhídrico | H2S | PPM | |
Partículas menores a 10 micras | PM-10 | ug/m³ | |
Partículas suspendidas totalmente | PST | ug/m³ | |
Plomo | Pb | ug/m³ | |
Cobre | Cu | ug/m³ | MONITOREO |
Fierro | Fe | ug/m³ | |
Cadmio | Cd | ug/m³ | |
Níquel | Ni | ug/m³ | |
Temperatura | TMP | °C | |
Humedad Relativa | RH | % de Hum. Rel | MONITOREO |
Velocidad del viento | WSP | metros por segundo | |
Dirección del viento | WDR | grados |
Indice Metropolitano de la Calidad del
aire
El índice de la calidad del aire,
se define como un valor
representativo de los niveles de contaminación
atmosférica y sus efectos en la salud, dentro de una
región determinada.
El IMECA consta de algoritmos de
cálculo fundamentales; el primero, para la
obtención de subíndices correspondientes a
diferentes indicadores de
la calidad del aire; y el segundo, para la combinación de
éstos en un índice global.
El primero involucrara la utilización de funciones
segmentadas basadas en dos puntos de quiebra
principales. Esos puntos fueron obtenidos a partir de los
criterios mexicanos de la calidad del aire, así como de
niveles para los que ocurren daños significativos a la
salud. Al primero
se le asigno el valor de 100 y
al segundo de 500; entre estos dos puntos se definieron tres
más, cuyo objetivo es
clasificar el intervalo en diferentes términos
descriptivos de la calidad del aire.
La función principal del IMECA es mantener
informada a la población sobre la calidad del aire en la
Ciudad de México, así como observar el comportamiento
de los distintos contaminantes y comparar la calidad del aire
entre zonas que utilicen índices similares.
IMECA | CALIDAD DEL AIRE | EFECTOS |
0-100 | Satisfactoria. | Situación favorable para la realización de todo tipo de actividades. |
101-200 | No Satisfactoria. | Aumento de molestias en personas sensibles. |
201-300 | Mala | Aumento de molestias e intolerancia relativa al ejercicio. |
301-500 | Muy Mala | Aparición de diversos síntomas e intolerancia al ejercicio. |
IMECA | Satisfactorio | No Satisfactorio | No Satisfactorio | Malo |
0-100 | 101-150 | 151-200 | 201-300 |
OXIGENO Y COMBUSTION
Combustión es sinónimo de oxidación
y, como ya se indicó consiste en la unión del
oxigeno con la
substancia combustible.
Los combustibles pueden ser sólidos,
líquidos o gaseosos:
- Sólidos: carbonos, lignitos, coques, maderas y
residuos combustibles de procesos de
fabricación. - Líquidos: alcohol,
petróleo, sus derivados, y algunas veces
breas. - Gases: gas natural (el
que sale de la tierra) y
gases
fabricados con obtenidos principalmente del
carbón.
La presencia del oxígeno (gas) pone de
manifiesto su propiedad de
comburencia. La combinación de este con otros elementos se
llama oxidación.
Cuando las oxidaciones son rápidas y generan en
poco tiempo gran
cantidad de energía calorifica y luminosa, se denominan
combustiones. Para que la combustión se realice
combustible sustancia que puede arder al combinarse
rápidamente con el oxigeno dando
como resultado luz y calor, y un
comburente, el cual es un elemento o sustancia que al combinarse
químicamente con otro, provoca la combustión de
este.
SEPARACION DE GASES EN UNA
MEZCLA
Una de las características de una mezcla es la de
ser una unión aparente y que para comprobar este hecho
podemos aplicar diferentes procedimientos de
separación de mezclas
.
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