EAP. Ing. Química Proyecto de Investigación UNIVERSIDAD NACIONAL “JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN” FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA, METALURGIA Y AMBIENTAL I. GENERALIDADES: 1. Título del proyecto de investigación “Análisis químico de la calidad atmosférica, para la determinación de compuestos gaseosos nocivos a la salud pública en la ciudad de Huacho”. 2. Personal Investigador 2.1- Autor: Estudiante La Chira Martínez Reysond Renato. 2.2- Asesor: Mg. Nunja García José Vicente. 2.3- Colaboradores: - Dr. Torres López Pedro Augusto - Mg. Vásquez de La Cruz César - Lic. Martínez Padilla Gustavo Miguel - Est. Villavicencio Jurado Stefanny Jannet 3. Tipo de Investigación 3.1- De acuerdo al fin que se persigue: Es de carácter aplicativo. 3.2- De acuerdo al diseño de la investigación: Es descriptivo-explicativo. 4. Localidad e institución donde se desarrollara el proyecto Autor: La Chira Martínez Reysond Renato 2
Proyecto teorico base de la calidad del aire en la ciudad de Huacho
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EAP. Ing. Química Proyecto de Investigación
UNIVERSIDAD NACIONAL “JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN”
FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA, METALURGIA Y AMBIENTAL
I. GENERALIDADES:
1. Título del proyecto de investigación
“Análisis químico de la calidad atmosférica, para la determinación de
compuestos gaseosos nocivos a la salud pública en la ciudad de Huacho”.
2. Personal Investigador
2.1- Autor: Estudiante La Chira Martínez Reysond Renato.
2.2- Asesor: Mg. Nunja García José Vicente.
2.3- Colaboradores:
- Dr. Torres López Pedro Augusto - Mg. Vásquez de La Cruz César - Lic. Martínez Padilla Gustavo Miguel - Est. Villavicencio Jurado Stefanny Jannet
3. Tipo de Investigación
3.1- De acuerdo al fin que se persigue: Es de carácter aplicativo.
3.2- De acuerdo al diseño de la investigación: Es descriptivo-explicativo.
4. Localidad e institución donde se desarrollara el proyecto
- Localidad: Distrito de Huacho.- Institución: EAP. Ingeniería Química - UNJFSC
5. Duración de la ejecución del proyecto:
- 12 meses (Enero-Diciembre) del 2008
6. Firma del autor y asesor:
AUTOR ASESOR
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Análisis químico de la calidad atmosférica, para la determinación de compuestos
gaseosos nocivos a la salud pública en la ciudad de Huacho.
I) Planteamiento del problema
1.1) Descripción de la problemática:
En la ciudad de Huacho, el tema de la contaminación no es un tema ajeno. Esta
ciudad es considerada una ciudad pesquera, pues unas de sus principales fuentes de
trabajo se encuentra en el mar, esto trae consigo la presencia de grandes empresas
pesqueras que procesan la harina de pescado, posee también un parque automotor, no
tan amplio pero un número que día a día esta creciendo con la presencia de los
mototaxistas, y así como toda ciudad otras fuentes pequeñas de contaminación pero que
con el tiempo se puede convertir en algo seriamente peligroso, ejemplos, la quema de
basura, quema de llantas, el humo de los cigarrillos que desprenden a la atmósfera
gases nocivos a la salud.
Los efectos en la ciudadanía huachana, no son tan graves como en otras zonas
industriales o con un parque automotor amplia, como la ciudad de Lima, pero nuestro
nivel de vida promedio se está reduciendo en horas, días o años así como también
nuestro ecosistema. Los problemas respiratorios y las alergias, son unos de los
principales efectos nocivos producidos por los contaminantes químicos en la atmósfera,
se presentan a diario en Huacho, afectando principalmente a niños y ancianos.
Otro efecto, claramente identificado, y que afecta al mundo entero, es el
calentamiento global. En la ciudad de Huacho, este fenómeno afecta directamente el
desarrollo de vida de las personas, que tienen que soportar una temperatura un poco
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más alta con respecto a la temperatura promedio que presentaba Huacho hace algunos
años.
En la actualidad, se están tomando medidas para poder reducir los efectos
nocivos, disminuir el uso de estos compuestos dañinos, utilizando otros compuestos
alternativos, favorables al ambiente.
Este problema ambiental es una responsabilidad de todos los habitantes en este
distrito, pues el mejoramiento de la calidad atmosférica depende de la toma de
conciencia, no solo de los dueños de empresas pesqueras, no sólo de los conductores de
automóviles, sino de toda la ciudad.
1.2) La evolución histórica del problema
Desde el descubrimiento del fuego el hombre ha contaminado la atmósfera con
gases perniciosos y polvo. La atmósfera terrestre ha tenido una evolución desde los
mismos inicios de la consolidación del planeta. Desde su interior han emanado los
gases que la forman y a lo largo de su historia ha tenido importantes cambios. La
aparición de la vida en la Tierra y en especial la presencia de grandes cubiertas
vegetacionales han sido determinantes en los procesos que han generado la atmósfera
actual.
En un inicio, el hombre vivía en grupos nómadas relativamente pequeños.
Frecuentemente, esos grupos vivían en un lugar solo por un tiempo y el daño ambiental
que causaban era mínimo. Eso comenzó a cambiar con la formación de comunidades
agrarias permanentes. En el estudio de la contaminación del aire, se observan dos
consecuencias notables de la sedentarización del hombre: un impacto ambiental mayor
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y más intenso y el agotamiento de combustible para generar fuego en ciertas
localidades.
En Europa, durante los siglos XII y XIII, la obtención de madera para el
combustible se tornó tan difícil que fue necesario un combustible alternativo, y el
carbón fue la solución
Parecía un don del cielo por que existía en abundancia y era de lenta
combustión. El oscuro humo denso que produce se consideró simplemente como una
desventaja menor. Pero, en realidad, esto era secundario comparado con lo que
vendría.
En Europa, a mediados del siglo XVIII, comenzó la Revolución Industrial y el
movimiento se expandió rápidamente por todo el mundo. Las distintas industrias
emergentes requerían energía, y energía en esa época significaba combustión de
carbón. Además de la contaminación producida por esta causa, muchas industrias
incluyeron procesos químicos que generaron sus propios contaminantes tóxicos. La
industria metalúrgica comenzó a prosperar y desplazó rápidamente al carbón como la
fuente principal de dióxido de azufre en la atmósfera.
Cuando el carbón se convirtió en un combustible común para la generación de calor y
energía, la contaminación del aire aumentó en forma explosiva.
Durante el siglo XIX y a principios del XX, el carbón era la fuente principal de
calor, energía y contaminación en el mundo. Sin embargo, empezó a tener competencia
cuando en 1859 se inició, en Pensilvania, la perforación del pozo petrolero, de rápidos
beneficios comerciales. La refinación de petróleo y la industria automovilística
experimentaron un extraordinario crecimiento en el siglo XX, junto con sus diversas
industrias derivadas, como el acero y la fabricación de caucho.
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La Segunda Guerra Mundial y sus consecuencias aumentaron y aceleraron la
arremetida del hombre en la atmósfera, prácticamente inadvertida. La proliferación de
la industria petroquímica y el desarrollo de la industria nuclear abrieron el camino. Sin
embargo, la industria del transporte, con sus quemas de combustibles fósiles,
permanece hasta hoy como la causa principal de contaminación.
Los contaminantes presentes en la atmósfera proceden de dos tipos de fuentes
emisoras bien diferenciadas: las naturales y las antropogénicas. En el primer caso la
presencia de contaminantes se debe a causas naturales, mientras que en el segundo
tiene su origen en las actividades humanas.
Actualmente, la mayoría de ciudades principales ha implementado programas
para predecir y detectar los niveles de contaminación y condiciones meteorológicas que
podrían combinarse para ocasionar consecuencias trágicas. En esas urbes, se advierte
habitualmente a los ciudadanos mediante alertas sobre la calidad del aire y acerca del
peligro de condiciones adversas, y se los alienta a permanecer dentro de sus casas el
mayor tiempo posible durante los periodos críticos. A pesar de esos programas
preventivos, en una fecha tan reciente como 1966, una inversión térmica de cuatro días
en la ciudad de Nueva York provocó 168 muertes e innumerables enfermedades.
Parece que los progresos tecnológicos y la creciente industrialización han
provocado cierto nivel de emisiones tóxicas al aire, regulares y planificadas, que son
aceptadas por casi todos como un costo necesario para gozar de los beneficios de la
vida en el siglo XX. La industrialización ha generado un mayor riesgo de descargas
accidentales de contaminantes tóxicos. Las causas más comunes de los accidentes de
contaminación industrial del aire son las fallas mecánicas y los errores humanos. La
mayoría de accidentes de este tipo involucra pequeñas cantidades de sustancias
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químicas, lo que resulta fácil de controlar, con pocos efectos adversos en los seres
humanos o ninguno. Algunos de ellos, en cambio, tienen consecuencias trágicas.
La cantidad de contaminantes que se liberan a la atmósfera se ha incrementado
en forma alarmante debido al intenso desarrollo industrial y al aumento demográfico,
que a su vez se traduce en mayor actividad, aumento de medios de transporte, etc.
El hombre ha aprendido -aunque lentamente- que no existe contaminante del
aire que sea inocuo. Actualmente gran parte del mundo ha tomado conciencia y ha
emprendido una lucha contra todo tipo de contaminación que afecte al medio ambiente.
1.3) La formulación del problema
¿Cuál es la calidad atmosférica y que tipos de compuestos nocivos están afectando a la
ciudad de Huacho?
1.4) La justificación del problema
Este proyecto de investigación a tratar, es de vital importancia, pues la
contaminación en la atmósfera huachana no está tomando la importancia
correspondiente, es por ella que el presente proyecto se justifica en:
Aspecto político:
La poca preocupación de las autoridades huachanas de realizar un análisis
y/o monitoreo de la calidad del aire.
Aspecto Económico:
Promover la inversión de los empresarios y autoridades a la compra de
equipos de monitoreos atmosférico e implementación de un laboratorio
exclusivo para realizar un análisis del aire cada trimestre.
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Aspecto Social:
La ciudad de Huacho no posee ninguna información acerca del estado del
aire, ni cuales son los principales gases o compuestos nocivos que están
deteriorando su atmósfera.
No se está tomando las medidas ambientales mínimas necesarias para
disminuir la contaminación en la atmósfera.
Que este proyecto sirva como base para que se realicen acciones que
permitan el mejoramiento de la calidad del aire en la ciudad de Huacho.
Aspecto tecnológico:
La implementación de sofisticados equipos de monitoreos, no sólo
permitirán una mayor confiabilidad en la detección de gases o compuestos
nocivos, sino que será un gran avance en lo que a tecnología se refiere.
1.5) Objetivos:
Objetivo general:
Determinar el estado de la calidad del aire en la ciudad de Huacho.
Objetivos específicos:
Determinar que compuestos nocivos están presentes en la atmósfera.
Determinar cual es el más nocivo a la salud pública y el más
abundante en el aire, y;
Que tipos de medidas ambientales se tomaran para contrarrestar este
tipo de contaminación.
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1.6) La delimitación del problema de investigación
Las delimitaciones, en cualquier proyecto de investigación son de vital importancia, a
continuación le presentaremos las delimitaciones de ésta investigación:
Delimitación espacial:
Lugar: Distrito de Huacho
Provincia: Huaura
Región: Lima (provincias)
Delimitación temporal:
12 meses (Enero-Diciembre) del año 2008.
1.7) Limitaciones
El presente trabajo de investigación, posee sus propias limitaciones, las cuales
detallaremos a continuación:
Viabilidad: Debido a que la base de este proyecto es determinar los gases
contaminantes en la ciudad de Huacho, y siendo una de las primeras a
realizarse, el proyecto presentará dificultades, además las fuentes de
datos para el desarrollo de este tema son escasos, es por esto que el
proyecto aun no se podría considerar viable.
Lugar y espacio: El proyecto sólo abarca el distrito de Huacho, ésta
ciudad no es de gran extensión, por lo que los análisis que se realicen en
cualquier punto de la ciudad puede considerarse como referencial para
toda la ciudad.
Tiempo disponible: De acuerdo a que el proyecto de investigación vaya
en avance, se presentarán inconvenientes, debido a que el investigador es
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un estudiante universitario, y debe preocuparse también por sus estudios,
pero estos inconvenientes no presentan mayor obstáculo para el
desarrollo de la investigación.
Financiamiento: Este proyecto de investigación no posee una empresa
privada o pública que lo pueda financiar, se espera que con el avance del
proyecto surgan empresas o personas que colaboren con esta
investigación, mientras tanto solo será considerado un estudio de
factibilidad.
Recursos utilizados: Actualmente no se cuenta con los recursos técnicos
necesarios, es decir equipos de monitoreos ni laboratorios para el análisis
químico del aire. El recurso humano es limitado.
Tipo, calidad y cantidad de datos: La cantidad de datos es escaso, pues
ninguna autoridad ha hecho algún estudio de la atmósfera huachana. La
calidad y el tipo de información dependerá del informante y/o lugar de
procedencia.
II) Marco de Referencia
2.1) Fundamentos Teóricos:
La exigencia de un aire limpio y puro proviene, en principio, del público en
general ante su creciente preocupación por los problemas de contaminación
atmosférica originados como consecuencia de la evolución de la tecnología moderna y
la previsión de que las cada vez mayores emisiones de contaminantes a la atmósfera
alteren el equilibrio natural existente entre los distintos ecosistemas, afecten la salud de
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los humanos y a los bienes materiales o, incluso, provoquen cambios catastróficos en el
clima terrestre.
La atmósfera terrestre es finita y su capacidad de autodepuración, aunque
todavía no es muy conocida, también parece tener sus límites. La emisión a la
atmósfera de sustancias contaminantes 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.
¿Qué es la contaminación atmosférica?
El aire es una mezcla de gases invisibles que constituye la capa que rodea a
nuestro planeta, a la que llamamos atmósfera. Esta capa de gases está compuesta
principalmente de Oxígeno (29,9%), Nitrógeno (78%) y otros elementos o compuestos
en muy pequeña cantidad, entre los que se encuentran argón, neón, vapor de agua,
metano, dióxido de carbono y el ozono.
La contaminación atmosférica puede ser definida como: "la presencia en el aire
de compuestos gaseosos o partículas, formas de energía, calor o vibraciones, en
cantidades tales, que conducen a efectos nocivos para la salud del hombre, los
animales, los vegetales, los materiales o el clima".
Existen dos tipos de contaminantes que contribuyen al deterioro de la
atmósfera: los naturales y los antropogénicos.
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Los contaminantes naturales se originan en los procesos biológicos y geológicos,
entre ellos podemos mencionar el polen, el polvo desprendido por la acción del viento
sobre la corteza terrestre, las cenizas y gases volcánicos y las partículas de sal que
surgen del oleaje marino.
Los contaminantes antropogénicos, son aquellos derivados de la actividad del
hombre.
En general, los contaminantes, sean naturales o antropogénicos, se pueden
agrupar en dos clases: partículas y gases. El material particulado está compuesto por
partículas sólidas, como el polvo generado en las faenas mineras y por partículas
líquidas, como las minúsculas gotas de gases condensados. Los contaminantes gaseosos
son compuestos químicos tales como: Monóxido y Dióxido de Carbono (CO y CO2), el
Anhídrido Sulfuroso (SO2), óxidos de Nitrógeno (NO, NO2 y otros) e Hidrocarburos.
La ciudad de Huacho, ciudad pesquera de la región Lima, es uno de los distritos
mas industrializados en la región, cuenta con la mayor población por esta zona, es por
ésta razón que es considerada capital de región; su parque automotor, al igual de lo
que sucede en casi todo el Perú, no usan compuestos alternativos a los derivados del
petróleo, siendo estos uno de las principales causas de contaminación en todo el país, y
si a esto agregamos los olores emanados por las fabricas pesqueras durante la quema
de la harina de pescado, el no contar con un adecuado almacenamiento de basura y la
quema de ésta, la quema de llantas (muy común por estos tiempos, durante el tiempo de
huelgas de los diferentes sectores sindicalistas y/u otros motivos), el uso de insecticidas
y aerosoles, la fuma de cigarrillos, entre otros. Por todos estos motivos, Huacho no es
sólo una ciudad turística, sino una ciudad a tomar en cuenta, para un estudio y análisis
de su atmósfera.
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Entre las mayores fuentes de contaminación, en este distrito, destacan:
a) Fuentes primarias: Fábricas pesqueras y el parque automotor.
b) Fuentes secundarias: la quema de basura, llantas, cigarrillos, aerosoles,
incendios, entre otras fuentes de menor contaminación.
Entre los principales gases contaminantes destacan: Dióxido de Carbono (CO2),
monóxido de carbono (CO), estas últimas constituyen un 70% de la contaminación a
nivel mundial, la ciudad de Huacho no escapa a ellos, y en menores proporciones el
NOx y SOx, compuestos orgánicos volátiles (COV), el smog, entre otros. A continuación
una breve descripción de los mencionados:
Monóxido de Carbono (CO): Es un gas inodoro e incoloro. Cuando se lo inhala,
sus moléculas ingresan al torrente sanguíneo, donde inhiben la distribución del
oxígeno. En bajas concentraciones produce mareos, jaqueca y fatiga, mientras que
en concentraciones mayores puede ser fatal.
El monóxido de carbono se produce como consecuencia de la combustión
incompleta de combustibles a base de carbono, tales como la gasolina, el petróleo y
la leña, y de la de productos naturales y sintéticos, como por ejemplo el humo de
cigarrillos. Se lo halla en altas concentraciones en lugares cerrados, como por
ejemplo garajes y túneles con mal ventilados, e incluso en caminos de tránsito
congestionado.
Dióxido de Carbono (CO 2): Es el principal gas causante del efecto invernadero. Se
origina a partir de la combustión de carbón, petróleo y gas natural. En estado
líquido o sólido produce quemaduras, congelación de tejidos y ceguera. La
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inhalación es tóxica si se encuentra en altas concentraciones, pudiendo causar
incremento del ritmo respiratorio, desvanecimiento e incluso la muerte.
Oxido de nitrógeno (NO x): Proviene de la combustión de la gasolina, el carbón y
otros combustibles. Es uno de las principales causas del smog y la lluvia ácida. El
primero se produce por la reacción de los óxidos de nitrógeno con compuestos
orgánicos volátiles. En altas concentraciones, el smog puede producir dificultades
respiratorias en las personas asmáticas, accesos de tos en los niños y trastornos en
general del sistema respiratorio. La lluvia ácida afecta la vegetación y altera la
composición química del agua de los lagos y ríos, haciéndola potencialmente
inhabitable para las bacterias, excepto para aquellas que tienen tolerancia a los
ácidos.
Dióxido de azufre (SO 2): Es un gas inodoro cuando se halla en bajas
concentraciones, pero en alta concentración despide un olor muy fuerte. Se produce
por la combustión de carbón, especialmente en usinas térmicas. También proviene
de ciertos procesos industriales, tales como la fabricación de papel y la fundición de
metales. Al igual que los óxidos de nitrógeno, el dióxido de azufre es uno de los
principales causantes del smog y la lluvia ácida. Está estrechamente relacionado
con el ácido sulfúrico, que es un ácido fuerte. Puede causar daños en la vegetación
y en los metales y ocasionar trastornos pulmonares permanentes y problemas
respiratorios.
Compuestos orgánicos volátiles (VOC): Son substancias químicas orgánicas. Todos
los compuestos orgánicos contienen carbono y constituyen los componentes básicos
de la materia viviente y de todo derivado de la misma. Muchos de los compuestos
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orgánicos que utilizamos no se hallan en la naturaleza, sino que se obtienen
sintéticamente. Los compuestos químicos volátiles emiten vapores con gran
facilidad. La emanación de vapores de compuestos líquidos se produce rápidamente
a temperatura ambiente.
Los VOC incluyen la gasolina, compuestos industriales como el benceno,
solventes como el tolueno, xileno y percloroetileno (el solvente que más se utiliza
para la limpieza en seco). Los VOC emanan de la combustión de gasolina, leña,
carbón y gas natural, y de solventes, pinturas, colas y otros productos que se
utilizan en el hogar o en la industria. Las emanaciones de los vehículos constituyen
una importante fuente de VOC. Muchos compuestos orgánicos volátiles son
peligrosos contaminantes del aire. Por ejemplo, el benceno tiene efectos
cancerígenos.
El Smog: Los casos más grandes de contaminación se relaciona con el smog
(humo). Esto se caracteriza por tener varios niveles de dióxido de azufre y
partículas de hierro. Los efectos que causan en la salud son graves, ya que genera
alteraciones del tracto respiratorio tanto en niños como en adultos. Otro tipo de
smog es el fotoquímico. Este proviene de reacciones en la atmósfera entre los óxidos
de hidrógeno y ciertos hidrocarburos, ambos derivados de la combustión incompleta
de las industrias y de los vehículos de motor). Esto se refiere a una mezcla compleja
de productos químicos, las cuales, también nos afecta de manera indirecta.
Estos gases nocivos afectan seriamente a la salud de los habitantes, y están
en alarmante aumento, ocasionando enfermedades a las vías respiratorias y/o a la
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piel y alergias; y todo esto trae consigo el deterioro de la atmósfera que nos rodea y
consigo una disminución de la calidad de vida.
Efectos nocivos al planeta:
El efecto invernadero evita que una parte del calor recibido desde el sol deje la
atmósfera y vuelva al espacio. Esto calienta la superficie de la tierra en lo que se
conoce como efecto invernadero. Existe una cierta cantidad de gases de efecto de
invernadero en la atmósfera que son absolutamente necesarios para calentar la
Tierra, pero en la debida proporción. Actividades como la quema de combustibles
derivados del carbono aumentan esa proporción y el efecto invernadero aumenta.
Muchos científicos consideran que como consecuencia se está produciendo el
calentamiento global. Otros gases que contribuyen al problema incluyen los
clorofluorocarbonos (CFCs), el metano, los óxidos nitrosos y el ozono.
La lluvia ácida se forma cuando la humedad en el aire se combina con el óxido de
nitrógeno o el dióxido de azufre emitido por fábricas, centrales eléctricas y
automotores que queman carbón o aceite. Esta combinación química de gases con
el vapor de agua forma el ácido sulfúrico y los ácidos nítricos, sustancias que caen
en el suelo en forma de precipitación o lluvia ácida. Los contaminantes que pueden
formar la lluvia ácida pueden recorrer grandes distancias, y los vientos los
trasladan miles de kilómetros antes de precipitarse con el rocío, la llovizna, o lluvia,
el granizo, la nieve o la niebla normales del lugar, que se vuelven ácidos al