Problemas - eche ingenieros sr

CALIDAD AMBIENTAL
AGUA:
1) En el juicio a Jesucristo, Poncio Pilatos se lavó las manos utilizando ½ litro de agua.
Suponiendo que esa cantidad de agua utilizada con el trascurrir del tiempo se mezcló
completamente con el contenido global del agua terrestre. Calcule el número de
moléculas de aquella agua que están contenidas en un vaso de 200 ml de agua actual
(Nº Avogadro = 6,025 x 1023 moléculas/mol).
Volumen total de agua en la hidrósfera = 1,4 x 1021 lts
Moles de agua de Pilatos = 500 ml/(18 ml/moles) = 27,78 moles
Concentración del agua de Pilatos en el total de la hidrósfera:
27,78 moles/1,4 x 1 21 lts = 1,98 x 10-20 moles/litro
Número de moléculas:
(6,025 x 1023 moléculas/mol) x (0,2 lts) x (1,98 x 10-20 moles/litro) = 2,386 moléculas
2) Calcule el costo de generar vapor de agua, correspondiente a 1 m3 de agua líquida a
100ºC mediante energía eléctrica, siendo el costo de ésta de 0,27 $USA/Kwh.
1 Kwh = 1000 J/s x (3,600 s) = 3,6 x 106 J
Calor evaporación del agua = 539,5 cal/gr = 4,18 J/cal
539,5 cal/gr x (0,958 gr/ml) x (106 ml/m3) = 5,17 x 108 cal/m3
4.18 J/cal x (5,17 x 108 cal/m3) = 21,6 x 108 J/m3
Número de Kwh:
(21,6 x 108 J/m3)/ 3,6 x 106 J = 600 Kwh
Costo:
600 Kwh x $ 0,27/Kwh = US$ 162
3) Calcular la longitud de mezcla completa de un contaminante que cae a un río cuyo
cauce es de 10 m de ancho por 2,5 m de profundidad promedio y que la velocidad
promedio del agua es de 0,23 m/s. Considerar que el contaminante cae por un costado
y por el centro del cauce.
A.- Descarga lateral:
Lm = 8,5 x (0,23 m/s) x (10 m)2/2,5 m = 78,2 m
B.- Descarga central:
Lm = 4,3 x (0,23 m/s) x (10 m)2/2,5 m = 39,6 m
4) Las aguas residuales no tratadas, generadas en una ciudad y que tienen las siguientes
características: caudal = 200 l/día; carga bacterial = 1 x 108 NMP CF/100 ml; carga
orgánica = 240 mg DBO5/litro son descargadas al cauce de un río que afora 3 m3/seg
en época de estiaje y que no presenta carga bacterial ni carga orgánica. Calcular las
concentraciones en la mezcla. Asumir factor de corrección para DBO última = 1.46.
A) Carga bacterial en la mezcla:
No = (0.2 m3/s x 108) + (3.0 m3/s x 0) = 6.25 x 106 NMP CF/100 ml
(0.2 m3/s + 3.0 m3/s)
B) Carga orgánica última:
DBO ultima = 240 x 1.46 = 350.4 mg/l
Cargo orgánica en la mezcla:
No = (0.2 m3/s x 350.4) + (3.0 m3/s x 0) = 21.9 mg/lt
(0.2 m3/s + 3.0 m3/s)
SUELO:
5) Un vertido metálico contaminante de 20,0 l/seg cae hacia un suelo profundizándose 4,0
m. Sabiendo que la constante de proporcionalidad de los contenidos metálicos es de
0,65, calcular: a) el área de drenaje del suelo, b) el coeficiente de absorción
correspondiente.
20 l/seg x (86400 seg/día) x (1m3/1000 l) = 1728 m3/día
Área de drenaje = (1728 m3/día)/ 4 m = 432 m2/día
Coeficiente de absorción (Cd) = K/Pv = 0.65/4 = 0.1625 m-1
6)
El cálculo del SAR de un suelo resulto igual a 4. Encontrar los valores de los cationes
Ca2+, Mg2+ y Na+ sabiendo que el valor del Ca2+ es igual a la mitad mas 4 del valor del
Mg2+ y el valor del Na+ es el cuádruple del Mg2+. Según el resultado del SAR, ¿Cuál es
el nivel de salinidad de dicho suelo?.
Ca2+ = (Mg2+)/2 + 4
Na+ = 4 (Mg2+)
SAR = Na+ / ½(Ca2+ + Mg2+) = 4
Reemplazando:
4 = (4Mg2+) / ½ ((Mg2+)/2 + 4 + Mg2+) = 4 Mg2+/ ½ (3/2 Mg2+ + 4)
Mg2+ = 8 meq.
Ca2+ = (8)/2 + 4 = 8 meq.
Na+ = 4 (8) = 32 meq.
SAR = 4 MODERADAMENTE SALINO
7)
Un camión que transporta H2SO4 se volcó en un área urbana de Chaclacayo. Para
evaluar el nivel de contaminación, se tomó muestras del suelo impactado y se analizó
el contenido del compuesto químico estableciéndose que en 60 Kg de suelo habían 1.5
litros de H2SO4, ¿Cuál es la concentración del contaminante por kilo de suelo
contaminado?, ¿qué tipo de contaminación se generó?.
1.5 l H2SO4 / 60 Kg suelos = 0.025 litros H2SO4 / Kg de suelos contaminados
Tipo de contaminación = DIFUSA
AIRE:
8) La concentración de Dióxido de Azufre en el aire es de 0,06 ppm. Expresarla en
microgramos por metro cúbico a 25ºC y 1 Atmósfera.
μg/m3 = (0,06 ppm x (32 + 16x2) x 103)/24.5 = 156,7
9)
La concentración de Dióxido de Azufre en el aire es de 100 ppb. Expresarla en
microgramos por metro cúbico a 25ºC y 1 Atmósfera.
μg/m3 = (100x10-3 ppm x (32 + 16x2) x 103)/24.5 = 261,2
10) La concentración del Monóxido de Carbono en el aire es de 1 ppm. Expresarla en
microgramos por metro cúbico a 25ºC y 1 Atmósfera.
μg/m3 = 1 ppm x (28) x 103)/22.4 = 1250
Dr(c) José Jorge Espinoza Eche