Quimica_Ambiental_Ultimo_Repaso
Profundización en las Rocas Fosfóricas
Las rocas fosfóricas son una fuente finita de fósforo.
Su uso debe ser sostenible para garantizar la disponibilidad futura.
Proceso Frasch
Método utilizado para extraer azufre elemental sólido de zonas de actividad volcánica.
Comportamiento del Aire en la Atmósfera
Ascenso del Aire
En zonas de baja presión (ciclones), el aire tiende a ascender.
Al ascender, se expande adiabáticamente, se enfría y puede perder humedad en forma de precipitación.
Descenso del Aire
En zonas de alta presión (anticiclones), el aire tiende a descender.
Al descender, se comprime adiabáticamente, se calienta y se seca.
Movimiento del Aire
El aire se mueve horizontalmente de zonas de alta presión a zonas de baja presión.
Transporte de Contaminantes
Para cuantificar las emisiones totales:Emisión Total = Factor de Emisión x Tasa de Producción.
Ejemplos de categorías: "no-hop", "multi-hop", "single-hop" o "no-hop required" (CFCs, Dioxinas, DecaBDE, DDT).
Smog Fotoquímico
Transformación del CO
El CO se transforma en CO2 mediante radicales hidroxilo (OH·).
Reacciones Nocturnas de NOx
Por la noche, el NO2 reacciona con el ozono para formar NO3.
NO3 reacciona con NO2 para formar N2O5, que al reaccionar con agua produce HNO3.
Fuentes del CO
Más del 90% del CO proviene de fuentes naturales, como la descomposición de materia orgánica.
Fuentes antropogénicas son menores, asociadas a combustiones incompletas.
Lluvia Ácida y Efectos
Formación de Ácido Nítrico (HNO3)
En la oscuridad, el NO2 reacciona con ozono para formar NO3.
HNO3 es el segundo componente más importante de la lluvia ácida (30%).
Efectos en la Salud Humana
Puede irritar el sistema respiratorio y los ojos.
Efectos Transfronterizos
La lluvia ácida se transporta a largas distancias, afectando áreas alejadas de las fuentes de emisión.
Efecto Invernadero
Aumento de 1.01ºC (2023) en comparación con 1950-1980.
Valores de CO2: aumento de 418.51 ppm en septiembre 2023 a 422.03 ppm en septiembre 2024.
El aumento en los últimos 60 años es 100 veces más rápido que en aumentos naturales anteriores.
Química Ambiental: Cosas a Repasar
Ciclo del fósforo.
Ciclo del azufre.
Estudios sobre CO2
Realizados por Charles Keeling.
Acuerdos Internacionales
UNFCCC 1992: Reconoce el calentamiento global y gases de efecto invernadero.
Protocolo de Kioto 1997 y 2005: Reducción de emisiones de gases de efecto invernadero.
Acuerdo de París 2015: Límite de 1.5ºC de aumento.
Cumbre climática de la ONU 2019: Planes de reducción del 45% en la próxima década y emisión neta cero para 2050.
Contaminantes
Fuentes Secundarias
Generadas en la atmósfera por reacciones de precursores (ej. MxNO3, MxSO4).
Agotamiento de la Capa de Ozono
Actúa como filtro de radiación ultravioleta (UV).
Absorbe el 100% de la radiación UVC y aproximadamente el 90% de la UVB.
Exposición excesiva puede causar cáncer de piel, cataratas, y dañar el sistema inmunológico.
Sustancias que Disminuyen la Capa de Ozono
Óxidos de nitrógeno (NOx) y CFCs (clorofluorocarbonos).
Reducción de la capa más pronunciada en la zona antártica entre julio y diciembre.
Nitrato de cloro (ClONO2) y cloruro de hidrógeno (HCl) como acumuladores de cloro.
Hidrosfera: Introducción
Distribución del Agua
75% de la superficie es agua: 96.5% agua marina, 2.5% agua dulce.
Del agua dulce: 70% en casquetes polares, 30% en aguas subterráneas, 1.3% es fácilmente accesible.
Zonas Estuarinas
Reducción del caudal permite la precipitación de partículas, causando estratificación.
Capas más profundas tendiendo a tener especies más reactivas, y capas superficiales específicas más oxidantes.
Contaminantes en el Agua
Contaminantes Físicos
Calor, color, turbidez, y conductividad relacionada con sales disueltas.
Contaminantes Químicos
Salinidad, dureza, pH constante en el mar.
Oxígeno disuelto: fundamental para la vida acuática, problemático si está por debajo del 50%.
Contaminantes Microbiológicos
Algas, microorganismos, bacterias, virus, etc.
DBO (Demanda Biológica de Oxígeno)
Mide el oxígeno consumido por microorganismos al degradar materia orgánica biodegradable durante 5 días.
DQO (Demanda Química de Oxígeno)
Mide el oxígeno necesario para oxidar toda la materia orgánica, más rápida que DBO.
TOC (Carbono Orgánico Total)
Mide cantidad total de carbono orgánico presente.
Tratamiento de Agua y Lodo de Depuradora
Plantas Urbanas
Tratan agua de áreas urbanas, removiendo materia orgánica.
Tratamiento de Agua de Acuíferos
Menos tratamiento necesario porque llegan más limpias.
Pasos de Tratamiento
Aireación: Oxidar agua para remover componentes disueltos.
Adición de Cal: Basificar el agua.
Tanque Primario: Precipitación física, separación del lodo.
Adición de CO2 y Coagulantes: Mejoran separación de materia orgánica.
Tanque Secundario: Remueve materia orgánica.
Adición de Cloro: Asegura calidad biológica.
Filtrado.
Tratamiento de Agua para Potabilización
Ejemplo: ETAP, agua sucia del río Llobregat.
Pasos de Potabilización
Pretratamiento: Eliminación de materiales grandes.
Clarificación: Primera decantación y filtro de arena.
Ultrafiltración: Filtración para eliminar bacterias.
Osmosis Inversa y Desinfección Final: Remoción de contaminantes y remineralización.
Tratamiento de Aguas Residuales
Pretratamiento: Eliminación de partículas y arena.
Tratamiento Primario: Eliminación de aceites y primer decantación física.
Tratamiento Secundario: Adición de microorganismos para degradar materia orgánica.
Tratamiento Terciario: Filtración y cloración para uso en riego.
Lodo de Depuradora
Composición: agua, materia orgánica degradada y microorganismos.
Inicialmente 90-95% de agua, luego 80%.
Compostaje
Mezcla de lodos con madera para agregar oxígeno.
Reposa de 1-3 meses.
Secado Térmico
Temperaturas menores de 100 grados para reducir agua a 15-20%.
Presentaciones de Combustibles Fósiles
Representan el 80% del consumo energético global.
En 2023 se emitieron 40.9 billones de toneladas de CO2.
Necesidad urgente de transitar a fuentes de energía más limpias y sostenibles.
Biodiesel como Alternativa
Biocombustible producido mediante transesterificación.
Ventajas: Reduce emisiones de contaminantes, producido a partir de fuentes renovables.
Desventajas: Aumenta NOx, requiere recursos hídricos, puede causar deforestación.
Plásticos Biodegradables
Se descomponen con microorganismos, produciendo CO2, agua y biomasa.
Tipos incluyen PLA, PHA, PBS, y mezclas de almidón.
Problemas: Falta de definición clara, condiciones de compostaje específicas, y producción costosa.
Energía Nuclear
Basada en fisión nuclear, liberando energía por división de átomos.
Ventajas: Reduce gases de efecto invernadero, alta densidad energética.
Riesgos: Residuos radiactivos, posibles accidentes nucleares.
Energías Renovables
Fuentes naturales que se reponen rápidamente; incluyen solar, eólica y hidroeléctrica.
Ventajas: Reducen emisiones, fuentes limpias e inagotables.
Desventajas: Intermitencia, altos costos iniciales, uso de materiales críticos.
Hidrógeno Verde
Producido mediante electrólisis del agua, con alta densidad energética.
Desafíos: Altos costos, infraestructura necesaria para almacenamiento y transporte.
Química Verde
Busca minimizar el impacto ambiental en productos y procesos químicos.
Impacto Ambiental de las Guerras
Causan daños severos, como contaminación y destrucción de ecosistemas.
Necesidad de medidas preventivas para mitigar el impacto ambiental.
Desarrollo Sostenible y ODS
ODS de la ONU abordan desafíos como pobreza, hambre y cambio climático.
Ejemplos: ODS 6 (agua potable), ODS 7 (energía asequible), ODS 13 (acción climática).
Mejora en acceso al agua, pero persisten desafíos en emisiones y gestión de residuos.
Residuos de Energías Limpias
Tecnologías renovables generan residuos al final de su vida útil.
Importancia de establecer sistemas de reciclaje para paneles solares y baterías de vehículos eléctricos.