Introducción al medio ambiente y a la problemática ambiental

Introducción: Problemas medioambientales a escala planetaria, regional y local

-La atmósfera.-El calentamiento global. Efecto invernadero.-El agujero de la capa de ozono. Smog fotoquímico.-La lluvia ácida.-La radiactividad, radiaciones ionizantes. Radiaciones no

ionizantes.-El transporte. El ruido.

-El agua.-Depuración del agua. Descripción de una ETAP y una EDAR.

-Suelos. Los residuos sólidos urbanos.

H11Nº atómico Z= protones

protones + neutrones Nº másico = A

p+

ESTABILIDAD E INESTABILIDAD NUCLEAR

Nucleo

neutrones + protones = positivo

Corteza electrones

= negativo

n=Nº atómico Z

=protones

Nº másico A =

protones + neutrones

XZ

A

El Nucleo

p+

n

Protones y neutrones

=

nucleones

Protones y neutrones juntos

empaquetados en el núcleo

poco espacio libre

Volumen del núcleo es proporcional a la masa

Radio 10.000 veces menor que el del átomo

Energía de unión nuclear

E= mc2Energía en julios (kg m2 sg-2)

Masa en kg

Velocidad de la luz en m/sg

Al tratar con las fuerzas nucleares y partículas

subatómicas es cuando tenemos que considerar más

seriamente esta relación

En la mayor parte de las reacciones químicas el

cambio de masa es demasiado pequeño para ser

considerado

La equivalencia entre la masa y la energía fue formuladapor Albert Einstein en la célebre ecuación

No se ha encontrado ningún modo de

combinar directamente los protones y los

neutrones para formar un núcleo.

definimos la energía de unión nuclear como la energía que se liberaría en la combinación de los nucleones para formar un núcleo.

Sin embargo

masa de un átomo

masa total de los electrones, los

protones y neutrones

Esta diferencia representa la energía que mantiene unido al núcleo

la energía de unión nuclear la energía de unión nuclear

DeuteriumTritium

se generan 17,59 MeV

Fusión Nuclear

U235

92Kr

91

36

56

142Ba

Los tres tipos de emanaciones de los elementos radioactivos naturales se designaron por las tres primeras letras del

alfabeto griego: α,β y γ

Estas emanaciones están caracterizadas por sus masas relativas, o carencia de

masa, y su comportamiento en un campo eléctrico

Rayos γ• Los rayos gama están

constituidos por radiación

electromagnética, de la misma naturaleza que la luz ordinaria, pero con una longitud de onda

mucho menor.

• son eléctricamente neutros, y no son

desviados por campos eléctricos o magnéticos

• tienen un poder de penetración en la

materia que es mucho mayor que las partículas

beta y alfa

Partícula α• Los rayos alfa son partículas con carga positiva. No están constituidos por

radiación (energía electromagnética)

•se mueven comparativamente con

mucha lentitud, aproximadamente

(20.000 km/s) y con muy leve poder de

penetración

•está formada por dos protones y dos

neutrones; es decir, es idéntica al núcleo del

Helio.

Partícula β• Los rayos beta son un flujo de electrones

• se mueven con una velocidad muy

cercana a la de la luz (300 000 km/s)

• son partículas subatómica de mayor poder de penetración

que las partículas alfa.

Central Emplazamiento Propietarios Potencia eléctrica(MW) Tipo Año entrada

en servicio

Sta. María Garoña

Sta. Mª Garoña Burgos

Nuclenor: Iberdrola Generación, S.A.(50%) y Endesa Generación, S.A. (50%)

466.00 B.W.R. 1971

Almaraz I Almaraz Cáceres

Iberdrola Generación, S.A. (52,7%), Endesa Generación, S.A. (36,0%) Gas Natural, S.A. (11,3%)

977.00 P.W.R. 1981

Ascó I Ascó Tarragona Endesa Generación, S.A. (100%) 1032.50 P.W.R. 1983

Almaraz II Almaraz Cáceres

Iberdrola Generación, S.A. (52,7%), Endesa Generación, S.A. (36%) Gas Natural, S.A. (11,3%)

980.00 P.W.R. 1983

Cofrentes Cofrentes Valencia Iberdrola Generación, S.A. 1092.02 B.W.R. 1984

Ascó II AscóTarragona

Endesa Generación, S.A. (85%), Iberdrola Generación, S.A. (15%) 1027.21 P.W.R. 1985

Vandellós II

Vandellós L’Hospitalet del Infant Tarragona

Endesa Generación, S.A. (72%), Iberdrola Generación, S.A. (28%) 1087.14 P.W.R. 1987

Trillo Trillo Guadalajara

Iberdrola Generación, S.A. (48%), Gas Natural S. A. (34,5%) Hidroeléctrica Cantábrico (15,5%), Nuclenor (2%).

1066.00 P.W.R. 1988

España

8

Francia

59

Suiza

5

Alemania

31

Chequia6

Eslovaquia

5

41

HungríaRumania1

2Bulgaria

7Bélgica

Reino Unido

19PaísesBajos

1

Suecia

10

Finlandia 4

Rusia

31

Ucrania

15

Eslovenia

1Lituania

Producción nacional de energía 2009 %

Carbón; 12,5

Petróleo; 0,5

Gas natural; 0

Nuclear; 46,0Hidráulica; 7,5

Energías renovables;

33,5

Producción Eléctrica 2009

Térmicas ; 56%Nucleares; 18%

Renovables; 16%

Hidroeléctricas; 10%

Consumo de Energía 2009

Petróleo; 49,00%

Gas natural; 23,50%

Nuclear; 10,50%

Carbón; 8,00%

Energías renovables; 7,50%

Hidráulica; 1,50%

2000 2010

2020

PetróleoGas natural

NuclearCarbónEólica

BiomasaHidráulica

52% 47% 36%12% 23% 27%13% 12% 10%17% 06% 07%01% 04% 10%03% 05% 08%02% 03% 02%

00 10 20

Consumo de Energía

Los 10 primeros en consumo de energía (2010)

Petróleo Gas Carbón Nuclear Hidrológica Renovable TotalChina 18 4 71 1 7 1 2432EEUU 37 27 23 8 3 2 2286Rusia 21 54 14 6 6 0 691India 30 11 53 1 5 1 524

Japón 40 17 25 13 4 1 501Alemania 36 23 24 10 1 6 319Canadá 32 27 7 6 26 1 317Corea Sur 41 15 30 13 0 0 255

Brasil 46 9 5 1 35 3 254

Francia 33 17 5 38 6 1 252

Resto 41 33 15 3 7 2 4171Mundo 34 24 30 5 6 1 12002

% MMTPE

1 Sv es equivalente a un julio por kilogramo (J kg-1)

Usos Médicos; 30%

Radón ; 34%Torón; 3%

Rayos Cósmicos;

10%

Rayos Gamma; 14%

Alimentos; 9%

Desmantelamiento de la central nuclear de Zorita

• Primero se hace un estudio radiológico para detectar las zonas contaminadasy su grado de actividad radiactiva que puede variar entre muy baja, baja/media y alta.• Los materiales de alta actividad (reactor, tuberías …), son trasladados al almacén temporalde la central en unos contenedores de hormigón al igual que el combustible.• Los de muy baja, baja y media actividad se llevan a El Cabril donde se almacenan enbidones a 3 metros de profundidad.

2ª FASE: 2009 – 2015 DESCONTAMINACIÓN Y DEMOLICIÓN DE EDIFICIOS

EI índice de absorción especifica de enerqía (SAR, «specific energy absorption rate»), se define como potencia absorbida por unidad de masa de tejido corporal, cuyo promedio se calcula en la totalidad del cuerpo o en partes de éste, y se expresa en vatios por kilogramo (W/kg). El SAR de cuerpo entero es una medida ampliamente aceptada para relacionar los efectos térmicos adversos. con la exposición a las emisiones radioeléctricas.

La densidad de potencia (S) es la magnitud utilizada para frecuencias muy altas, donde la profundidad de penetración en el cuerpo es baja. Es la potencia radiante que incide perpendicular a una superficie, dividida por el área de la superficie, y se expresa en vatios por metro al cuadrado (W/m2).

La Comisión Europea, establece una Tasa de Absorción Específica máxima de 0,08 W/kg (80 mW/kg) que para las frecuencias utilizadas en telefonía móvil (900 y 1.800 MHz), corresponden a unos límites de 0.45 y 0.9 mW/cm2, respectivamente, para la densidad de potencia. Para las frecuencias utilizadas en los sistemas de telefonía fija vía radio este límite es 1 mW/cm2.

En España el Real Decreto 1066/2001, de 28 de septiembre, aprueba el Reglamento que establece condiciones de protección del dominio público radioeléctrico, restricciones a las emisiones radioeléctricas y medidas de protección sanitaria frente a emisiones radioeléctricas (BOE nº 234, de 29 de septiembre ).

La normativa española establece en el Real Decreto 1066/2001, un límite de exposición máximo para el público de 100 microteslas, considera que las exposiciones a niveles de campo electromagnético por debajo de 100 µT no provocan ningún efecto nocivo en la salud humana y así evitar efectos nocivos en el funcionamiento del sistema nervioso.

La Comisión Internacional para la Protección contra la Radiación no lonizante (ICNIRP) organización no gubernamental, reconocida formalmente por la Organización Mundial de la Salud (OMS). En 2010, el lCNIRP publicó recomendaciones en las cuales se elevó el límite de exposición para el público a 200 µT, pero reconoce que

"estudios epidemiológicos han encontrado, de forma constante, que la exposición crónica a los campos magnéticos de baja intensidad (0,3 - 0,4 µT) está asociada con un aumento en el riesgo de la leucemia infantil. Sin embargo, la carencia de una causalidad establecida significa que este efecto no se puede abordar en las restricciones básicas

Dirección General de Calidad y Evaluación Ambiental y Medio Natural (2005)

COVNM: Compuestos orgánicos volátiles no metánicos

0102030405060708090

100

CO NOx PM10 Pb CO2

Emisiones anuales de los contaminantes por transporte por carretera en la Ciudad de Madrid (2006)

Principales contaminantes atmosféricos emitidos por los vehículos

Humos negrosEstán formados principalmente por partículas de combustible; son característicos delos gases que emiten los motores diesel y se hacen muy evidentes al observar elescape de un motor mal reglado.Monóxido de carbonoEl monóxido de carbono se genera por la combustión incompleta del carburanteproducida por la falta de oxígeno. Se trata de un gas tóxico, inodoro e incoloro; lapresencia del cual en los atascos de tránsito puede llegar a niveles elevados. Seestima que el 47% del monóxido de carbono de origen antropogénico proviene delos motores de los vehículos.

Monóxido de carbonoLa fuente principal del CO producido por el hombre sepuede situar en el automóvil.

Cuando el aporte de oxígeno es suficiente, la combustiónque se produce en los motores es completa y conduce aCO2:

C8 H18 (l) + 12,5 O2 (g) ➔ 8 CO2 (g) + 9 H2O (l)

Pero si el aporte de oxígeno es insuficiente o la temperaturaes demasiado baja, la combustión es incompleta. En estascondiciones se formará también CO:

C8 H18 (l) + 11,5 O2 (g) ➔ 6 CO2 (g) + 2 CO (g) + 9 H2O (l)

En principio el CO debería transformarse en CO2 en laatmósfera, dado el valor de la constante de equilibrio de lareacción, pero ésta es muy lenta

CO ( g) + 1/2 O2 (g) ➔ CO2 (g) Kc = 3 x 1045 a 25ºC

Se han medido concentraciones de CO de hasta 100 ppm enáreas urbanas en las horas de circulación intensa.

También se produce CO en determinados procesosindustriales y en la incineración de residuos sólidos.

El CO es un veneno porque se combina con la hemoglobinade la sangre, que es el componente encargado de aportar O2

desde los pulmones a las células,

El complejo Hemoglobina–CO es más estable que el complejoHemoglobina–O2, como refleja el valor de la constante deequilibrio (Kc = 210) de la reacción:

CO (g) + Hem-O2 (ac) ➔ Hem-CO (ac) + O2 (g)

Las moléculas de hemoglobina complejadas con CO sonincapaces de transportar O2. A concentraciones de COsuperiores a 50-100 ppm aparecen síntomas deenvenenamiento y a 750 ppm puede ser mortal.

El CO es particularmente peligroso porque es incoloro einodoro.

Todos los años se producen víctimas debidas al monóxido decarbono producido por escapes de automóviles, hornos ocalentadores mal diseñados o faltos de ventilación.

Principales contaminantes atmosféricos emitidos por los vehículos

Humos negrosEstán formados principalmente por combustible; son característicos de los gases que emitenlos motores diesel y se hacen muy evidentes al observar el escape de un motor mal reglado.Monóxido de carbonoEl monóxido de carbono se genera por la combustión incompleta del carburante producida porla falta de oxígeno. Se trata de un gas tóxico, inodoro e incoloro; la presencia del cual en losatascos de tránsito puede llegar a niveles elevados. Se estima que el 47% del monóxido decarbono de origen antropogénico proviene de los motores de los vehículos.HidrocarburosProductos orgánicos que se generan por una combustión incompleta de carburantes. Los motores de los vehículos, en nuestro país, son responsables de la emisión del 17% de los hidrocarburos. Estos compuestos, en combinación con los óxidos de nitrógeno y en presencia de la luz solar, forman oxidantes fotoquímicos que son componentes de la niebla fotoquímica.

Su principal fuente son los gases de escape de los automóviles que contienen hidrocarburos no quemados.

También la evaporación de hidrocarburos en algunos procesos industriales en los que se manipulan dichos compuestos.

La mayor parte de los hidrocarburos en la atmósfera son de bajo peso molecular (hasta 10 átomos de C), siendo el metano (CH4) el más abundante en caso de mala combustión.

Por sí mismos en el nivel actual de polución (1 ppm para CH4) no son peligrosos.

PERO debido a las reacciones fotoquímicas con el oxígeno y los óxidos de nitrógeno, los hidrocarburos desempeñan un papel crucial en la formación del “smog fotoquímico“.

Hidrocarburos

Principales contaminantes atmosféricos emitidos por los vehículos

Humos negrosEstán formados principalmente por combustible; son característicos de los gases que emiten los motores diesel y se hacen muy evidentes al observar el escape de un motor mal reglado.Monóxido de carbonoEl monóxido de carbono se genera por la combustión incompleta del carburante producida por la falta de oxígeno. Se trata de un gas tóxico, inodoro e incoloro; la presencia del cual en los atascos de tránsito puede llegar a niveles elevados. Se estima que el 47% del monóxido de carbono de origen antropogénico proviene de los motores de los vehículos.HidrocarburosProductos orgánicos que se generan por una combustión incompleta de carburantes. Los motores de los vehículos, en nuestro país, son responsables de la emisión del 17% de los hidrocarburos. Estos compuestos, en combinación con los óxidos de nitrógeno y en presencia de la luz solar, forman oxidantes fotoquímicos que son componentes de la niebla fotoquímica.Óxidos de azufreGases provinentes de la combustión de ciertos combustibles líquidos que contienenazufre. Se estima que el 4% de los óxidos de azufre emitidos provienen de losvehículos.Óxidos de nitrógenoGases resultantes de la reacción del oxígeno y el nitrógeno del aire en lascombustiones por efecto de la temperatura y de la presión. El 52% de los óxidos denitrógeno emitidos provienen de los motores de los vehículos.

Alternativas técnicas para reducir las emisiones

Gasolina sin plomoEn un motor de explosión con gasolina, la mezcla de aire y combustible es introducida poraspiración, presionada y encendida por una carga eléctrica de alto voltaje.Para evitar que esta mezcla explote en la etapa de compresión del cilindro, es necesarioañadir una sustancia antidetonante.La más utilizada tradicionalmente ha sido el tetraetilplomo.El problema es que en la combustión se producen plomo y óxidos de plomo que sonemitidos a la atmósfera por el tubo de escape y tienen un efecto contaminante, con posiblesrepercusiones sobre la salud.El uso de la gasolina sin plomo evita la emisión de plomo y permite el uso de catalizadorescon lo que se reducen los niveles de contaminantes emitidos.

Los biocarburantesLos biocarburantes se obtienen a partir de productos agrícolas y tienen un podercalorífico parecido al de los combustibles fósiles, cosa que permite su utilización alos motores sin tener que realizar modificaciones importantes.Además, no contienen azufre ni incrementan la cantidad de CO2 emitida en laatmósfera.El principal problema con el que se enfrontan actualmente los biocarburantes essu coste de producción y su competitividad delante de los combustibles fósiles.

1,20

1,25

1,30

1,35

1,40

1,45

1,50

1,55

1,60

1,65

1,70

1,75

1,80

Paise B

ajos

Italia

Dinam

arca

Belgica

Reini U

nido

Finlandia

Portugal

Alem

ania

Grecia

Irlanda

Suecia

Media E

uropa

Eslovaquia

Francia

Eslovenia

Malta

Chipre

España

Croacia

Rum

ania

Austria

Hungría

Luxemburgo

República C

heca

Lituania

Bulgaria

Letonia

Polonia

Estonia

Precio de la Gasolina 95 en la Unión Europea (19/09/2014)

Hidrocarburos, CO y Óxidos de nitrógeno

En presencia de estos catalizadores el CO, los NOx y los hidrocarburos se transforman en CO2 , N2 y H2O.

Todos estos contaminantes proceden mayoritariamente delos gases de escape de los automóviles.

Desde 1.975 se han empezado a adaptar “convertidorescatalíticos” o “catalizadores de tres vías” a los tubos deescape de los coches.

El convertidor catalítico contiene metales pesados comoplatino (Pt), paladio (Pd) o rodio (Rh) embebidos en óxidode aluminio.

El plomo provoca lo que se denomina “envenenamiento” delcatalizador, es decir pérdida irreversible de su capacidadcatalítica. Por eso los automóviles equipados concatalizadores deben usar gasolina sin plomo, hecho que estambién beneficioso porque se elimina otro contaminantepeligroso que es el Pb.

Los coches que llevan convertidores catalíticos no pueden usar gasolina normal, que contiene un aditivo llamado plomotetraetilo Pb(C2H5)4, que se añade para evitar las

detonaciones en el motor.

Para reducir la emisión de óxido de nitrógeno hay dos métodos:

- Recircular del 10 al 20% de los gases de escape con lo que se disminuye la temperatura de combustión, evitando la formación de NO

(el problema es que la recirculación debe regularse muy bien para no afectar al funcionamiento del motor).

- Utilizar otro convertidor catalítico también a base de Pt-Rh que aumente la velocidad de la reacción:

CO (g) + NO (g) ➔ CO2 (g) + ½ N2 (g)

El motor diesel

DIARIO DE FERROL, JUEVES 6 DE MARZO 2003 SOCIEDAD

El empresario deberá pagar una indemnización de 20.000 euros

Condenan a prisión al propietariode una discoteca por exceso de ruido

Agencias - Madrid

El Tribunal Supremo confirmó la condena de dos años de prisión para eladministrador de una sala de fiesta de Palencia por producir un exceso de ruido que afectóa la salud y calidad de vida de los vecinos. Ésta es la primera sentencia del alto tribunalsobre contaminación acústica como modalidad de delito contra el medio ambiente. Además ,la multa se completa con pago de 20.000 euros. Fueron varios los niños que cambiaron decarácter como consecuencia del exceso de ruido y a un hombre se le agravó su enfermedadpor este motivo.