Syllabus Instrumental y Control - Udabol Virtual

FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA
UNIDAD ACADÉMICA SANTA CRUZ
FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Ingeniería Ambiental
QUINTO SEMESTRE
SYLLABUS DE LA ASIGNATURA
INSTRUMENTAL Y CONTROL
ELABORADO POR: ING. BLANCA ELENA MACHADO CUELLAR
Gestión Académica I/2008
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UDABOL
UNIVERSIDAD DE AQUINO BOLIVIA
Acreditada como PLENA mediante R. M. 288/01
VISIÓN DE LA UNIVERSIDAD
Ser la Universidad líder en calidad educativa.
MISIÓN DE LA UNIVERSIDAD
Desarrollar la Educación Superior Universitaria con calidad y competitividad al servicio
de la sociedad.
Estimado (a) Estimado (a) estudiante:
El syllabus que ponemos en tus manos es el fruto del trabajo intelectual de tus docentes, quienes
han puesto sus mejores empeños en la planificación de los procesos de enseñanza para brindarte
una educación de la más alta calidad. Este documento te servirá de guía para que organices mejor
tus procesos de aprendizaje y los hagas muchos más productivos. Esperamos que sepas apreciarlo y
cuidarlo.
Aprobado por: Ing. Gelen Perlina Tondelli Méndez
Fecha: Enero de 2008
SELLO Y FIRMA
JEFATURA DE CARRERA
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TEMA 3. Principio de funcionamiento de los
equipos
SYLLABUS
Asignatura:
Instrumental y Control
Código:
INA - 125
Requisito:
Horas teóricas:
INA-100
100 horas Teórico
Prácticas
60 horas
Horas prácticas:
Créditos:
40 horas
5
Carga Horaria:
3.1. Introducción
3.2. Conceptos principales
3.3. Instrumentos más utilizados
3.3.1. Fotómetro
3.3.2. Espectrofotómetro
3.3.3. Pipeta automática
3.3.4. Otros.
TEMA 4. Medidas y Control de Variables.
I. OBJETIVOS GENERALES DE LA
ASIGNATURA.

Comprender
los
principios
instrumentación y control industrial.

Introducir al estudiante en los principios
básicos para la implementación y manejo de
un laboratorio ambiental.

Conocer las diferentes
análisis de agua y gases.

Analizar los parámetros de control de
contaminantes, según la reglamentación de la
ley 1333 de Medio ambiente.
de
metodologías
4.1.
4.2.
4.3.
4.4.
4.5.
4.6.
la
UNIDAD II: TECNICAS DE MUESTREO E
INTERPRETACION DE RESULTADOS DE
LOS ANALISIS DE LABORATORIOS
de
TEMA 5. Técnicas de Muestreo
5.1.
5.2.
5.3.
5.4.
5.5.
5.6.
Introducción.
Toma de muestra
Programa de muestreo
Medida de caudal
Análisis de la muestra
Parámetros fundamentales en el análisis de
las aguas
5.7. Métodos fotométricos y colorimétricos
5.8. Preparación de la Muestra
II. PROGRAMA ANALÍTICO DE LA
ASIGNATURA.
UNIDAD I: INTRODUCCION AL
CONTROL AUTOMATICO
TEMA 1. Introducción a la instrumentación y
Control Automático.
1.1. Introducción.
1.2. Porque del Control Automático.
1.3. Control de Bucle Cerrado.
1.4. Control de Bucle Abierto.
1.5. Variable de Proceso.
1.6. Variable Manipulada.
1.7. Tipos de Variable
1.8. Definición de Control y Medición.
1.9. Clases de Instrumentos.
TEMA 6. Interpretación de resultados
6.1. Características físicas
6.2. Características químicas
6.3. Características biológicas
TEMA 7. Medición
gaseosos
Regulación Automática.
Modo de Control y Controladores.
Modos de Control.
2.3.1. Control Abierto – Cerrado.
2.3.2. Control proporcional.
2.3.3. Control Integral.
2.3.4. Control Derivativo.
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de
los
contaminantes
7.1. Introducción
7.2. Contaminantes gaseosos
7.3. Medición de la concentración de
contaminantes
7.4. Tipo de instrumentación
7.5. Duración de la medición
7.6. Localización de la medición
7.7. Métodos de lectura directa
7.8. Sistema de toma de muestras
7.9. Límite de detección y valores límites
TEMA 2. Modos de Control en la regulación
Automática de Procesos.
2.1.
2.2.
2.3.
Medida y Control de Presión.
Medida y Control de Temperatura.
Medida y Control de Caudal.
Medida y Control de Nivel.
Medida y Control de pH.
Medida y Control de Conductividad.
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los
FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA
III.- ACTIVIDADES A REALIZAR POR LAS BRIGADAS UDABOL

Tipo de Asignatura: De acuerdo a las características de la carrera y de la asignatura la materia de
Instrumental y Control es una materia de tipo B.

Diagnostico para la detección del problema: Actualmente los mercados y restaurantes
contaminan las aguas pluviales que fluyen en los canales de drenaje de la ciudad de Santa Cruz y a
su vez estos contaminan las aguas de los ríos cercanos a la ciudad.

Nombre del proyecto: La materia de Instrumental y Control apoyara al proyecto de ”Diagnostico
de las aguas pluviales de los canales de drenaje de la ciudad de Santa Cruz”
TRABAJO A REALIZAR POR
LOS ESTUDIANTES
Investigar
los
diferentes
materiales y equipos que se
utilizan
en
los
análisis
cualitativos,
cuantitativos,
físicos, químicos para las
aguas residuales.
Tomar muestras de las aguas
pluviales en los diferentes
canales de drenaje.
Realizar los diferentes análisis
a las aguas pluviales.
Exponer el trabajo en la feria
científica de la carrera de
Ingeniería Ambiental
LOCALIDAD, AULA O
LABORATORIO
Biblioteca
de
la
UDABOL
INCIDENCIA SOCIAL
Canal Isutu
Canal de los diferentes
mercados
Estudiantes de 5to
semestre de
Ingeniería Ambiental
Estudiantes de 5to
semestre de
Ingeniería Ambiental
Todos los estudiantes
de la universidad
UDABOL
Laboratorio de Química
UDABOL
Estudiantes de 5to
semestre de
Ingeniería Ambiental
FECHA
PREVISTA
Antes del primer
parcial
Después del
primer parcial
Después del
primer y segundo
parcial
3 de Junio
IV. EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA.
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA.

PROCESUAL O FORMATIVA

A lo largo del semestre se realizarán
exposiciones, repasos cortos y otras actividades
de aulas; además de los trabajos de brigadas
realizados con la universidad .Cada uno se
tomará como evaluación procesal calificándola
entre 0 y 50 puntos.
Solsona Felipe: Desinfección del Agua, CEPIS –
OPS/OMS, 2002.

Lange Group: Guía Práctica para el Control y
Análisis de Aguas (Laboratorio-campo).

MINISTERIO DE DESARROLLO SOSTENIBLE
Y MEDIO AMBIENTE. Directorio de Proyectos

DE RESULTADOS DE LOS PROCESOS DE
APRENDIZAJE O SUMATIVA
Se realizan 2 evaluaciones parciales con
contenido teórico y práctico. El examen final
consistirá en un examen escrito que se calificará
con el 50% de la nota del examen final.
ambientales de Bolivia, Bolivia, 1995.
BIBLIOGRAFÍA COMPLEMENTARIA.

MANUAL PARA EL ANALISIS SIMPLE DE LA
CALIDAD DEL AGUA, Esther De Lange IWT
V. BIBLIOGRAFÍA.
Productions Amsterdan 1994.
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VI. PLAN CALENDARIO.
SEMANA
ACTIVIDADES
OBSERVACIONES
1
Repaso de Unidades
2
Tema 1: del 1.1 hasta 1.3
3
Tema 1: del 1.4 hasta 1.6
4
Tema 1: del 1.7 hasta 1.9
5
Tema 2: del 2.1 hasta 2.2
6
Tema 2: del 2.2 hasta 2.3
7
Tema 3: del 3.1 hasta 3.2
EVAL PARC I
8
Tema 3: del 3.2 hasta 3.3
EVAL PARC I
9
Tema 4: del 4.1 hasta 4.3
Presentación de notas
10
Tema 4 : del 4.2 hasta 4.6
Laboratorio # 3
11
Tema 5: del 5.1 hasta 5.3
12
Tema 5: del 5.4 hasta 5.6
13
Tema 5: del 5.6 hasta 5.8
14
Tema 6: del 6.1 hasta 6.2
EVAL PARC II
15
Tema 6: del 6.2 hasta 6.3
EVAL PARC II
16
Tema 7: del 7.1 hasta 7.3
Presentación de notas
17
Tema 7: del 7.4 hasta 7.9
Laboratorio # 4
18
Tema 7: del 7.7 hasta 7.9
19
EVALUACIÓN FINAL
20
EVALUACIÓN FINAL
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SEGUNDA INSTANCIA
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Laboratorio # 1
Laboratorio # 2
Presentación de Actas
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PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD
WORK PAPER # 1
UNIDAD O TEMA: Instrumentación y Control
TITULO: Clases de Instrumentos
FECHA DE ENTREGA:
PERIODO DE EVALUACIÓN:
Clases de instrumentos
indicadores digitales que muestran la variable en
forma numérica con dígitos.
De acuerdo con a la función del instrumento,
obtenemos las formas siguientes:
Instrumentos Ciegos.- Son aquellos que no
tienen indicación visible de la variable. Hay que
hacer notar que son ciegos los instrumentos de
alarma, tales como presostatos y termostatos ver
fig.1.(interruptores de presión y temperatura
respectivamente) que poseen una escala exterior
con un índice de selección de la variable, ya que
solo ajustan el punto de disparo del interruptor o
conmutador al cruzar la variable el valor
seleccionado. Son también instrumentos ciegos,
los transmisores de caudal, presión, nivel y
temperatura sin indicación.
Fig.2: Diferentes escalas de instrumentos
indicadores
Los Instrumentos Registradores.- Registran
con trazo continuo o a puntos la variable y
pueden ser circulares (fig. 3) o de grafico
rectangular o alargado según sea la forma del
grafico. Los registradores de grafico circular
suelen tener el grafico de 1 revolución en 24 hrs,
mientras que en los de grafico rectangular la
velocidad normal del grafico es de unos 20 mm/
hr.
Fig.1: Termostato eléctrico
Los instrumentos Indicadores.- Disponen de un
índice y de una escala graduada en la que puede
leerse el valor de la variable, ver fig.2. Según la
amplitud de la escala se dividen en indicadores
concéntricos y excéntricos. Existen también
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Fig. 3: Higrógrafo
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Los Elementos Primarios.- Están en contacto
con la variable y utilizan o absorben energía del
medio controlado para dar al sistema de medición
una indicación en respuesta a la variación de la
variable controlada. El efecto producido por el
elemento primario puede ser un cambio de
presión, fuerza, posición, medida eléctrica, etc,
por ejemplo: en los electos primarios de
temperatura de bulbo y capilar, el efecto es la
variación de presión del fluido que los llena y en
los de termopar (fig.4) se presenta una variación
de fuerza electromotriz.
convertidor I/P (señal de entrada eléctrica a señal
de salida neumática).
Convienen señalar que a veces se confunde
convertidor con transductor. Este último término
es general y no debe aplicarse a n aparato que
convierta una señal de instrumentos.
Los
Receptores.Reciben
las
señales
procedentes de los transmisores y las indican o
registran. Los receptores controladores envían
otra señal de salida normalizada a los valores ya
indicados 3 – 15 psi en señal neumática o 4 – 20
mA C.C. en señal eléctrica, que actúan sobre el
elemento final de control.
Los Controladores.- Comparan la variable
controlada (Presión, nivel, temperatura) con un
valor deseado y ejercen una acción correctiva de
acuerdo con la desviación. La variable controlada
la
pueden
recibir
directamente,
como
controladores locales o bien indirectamente en
forma de señal neumática o eléctrica procedente
de una transmisor.
Fig.4: Termopar para la industria de alimentos
El elemento Final de Control.- Recibe la señal
del controlador y modifica el caudal del fluido o
agente de control. En el control neumático, el
elemento suele ser una válvula neumática o un
servomotor neumático que efectúan su carrera
completa de 3 a 15 psi (0,2 – 1 Kg/cm2). En el
control eléctrico, la válvula o el servomotor
anteriores son accionados a través de un
convertidor de intensidad. En el control eléctrico y
en particular en regulación de temperatura de
hornos pueden utilizarse rectificadores de silicio
(Tiristores). Estos se comportan esencialmente
como bobinas de impedancia variable y varían la
corriente de alimentación de las resistencias del
horno, en la misma forma en que una válvula de
control cambia el caudal de fluido en una tubería.
Los Transmisores.- Captan la variable de
proceso a través del elemento primario y la
transmiten a distancia en forma de señal
neumática de margen 3 a 15 psi (libras por
pulgada cuadrada) o eléctrica de 4 a 20 mA de
corriente continua. La señal neumática se 3 a 15
psi equivale a 0,21 – 1,05 Kg/cm2, por lo cual a
veces se emplea la señal en unidades métricas
0,2 a 1 Kg/cm2. Asimismo, se emplea señales
electrónicas de 1 a 5 mA C.C. de 10 a 50 mA
C.C. y de 0 a 20 mA C.C.
El elemento primario puede formar o no parte
integral del transmisor, el primer caso lo
constituye un transmisor de temperatura de bulbo
y capilar y el segundo un transmisor de caudal
con la placa orificio como elemento primario.
CUESTIONARIO WORK PAPER 1
Los Transductores.- Reciben una señal de
entrada función de una o mas cantidades físicas y
la convierten o no a una señal de salida. Son
transductores, un rele, un elemento primario, un
convertidor PP/I (Presión de Proceso a
Intensidad), un convertidor PP/P (Presión de
Proceso a señal neumática), etc.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Los convertidores.- Son aparatos que reciben
una señal de entrada neumática (3 – 15 psi) o
eléctrica (4 – 20 mA C.C.) procedente de una
Instrumento y después de modificarla envían la
resultante en forma de señal de salida estándar.
Ejemplo: Un convertidor P/I (Señal de entrada
neumática a señal de salida eléctrica), un
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8.
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¿Cual es la principal característica de un
instrumento ciego?
¿Cual es la principal característica de los
instrumentos indicadores?
¿Cuál es la principal característica de los
instrumentos registradores?
¿A que se llama Elemento final de Control?
¿Un P/I, que tipo de señal entrega?
¿La señal eléctrica de 4 – 20 mA, debe ser de
corriente Alterna o Continua?
¿Cuáles son los elementos primarios de
control?
¿Según su criterio personal cual es la
finalidad de implementar un sistema de
control automático en un determinado
proceso?
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PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD
WORK PAPER # 2
UNIDAD O TEMA: Introducción a la instrumentación y control
TITULO: Principio de funcionamiento de los equipos
FECHA DE ENTREGA:
PERIODO DE EVALUACIÓN:
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LOS
EQUIPOS UTILIZADOS EN LABORATORIO
atraviesa una cubeta que contiene la muestra que
es objeto de nuestro estudio.
2.1 Introducción
T: l/lo
Para que podamos analizar algunos parámetros,
como ser el ph, temperatura, oxígeno disuelto,
nitratos, nitritos, etc, en el análisis de aguas,
requerimos de algunos instrumentos, de los
cuales se detallará a más adelante. Para
comprender el principio de funcionamiento de
algunos equipos es esencial comprender algunos
conceptos.
2.2.3 Absorbancia
Es la cantidad de luz absorbida por la muestra.
Se calcula teniendo en cuenta la intensidad de la
luz emitida, y la detectada, por tanto, la
absorvancia está directamente relacionada con la
transmitancia.
A: 100% - T%
2.2
Conceptos
principales
para
la
comprensión del principio de funcionamiento
de algunos equipos
2.2.4 Extinción.
2.2.1 Principio de la colorimetría
Es una expresión matemática que nos permite
transformar lecturas de absorbancia no lineales
en lecturas lineales.
Dicha ley relaciona la concentración de un analito,
con la absorbancia de la muestra, cuando se le
expone a un haz de luz de intensidad conocida.
2.2.5. Tiempo de reacción
Abs: C*d*
Donde: C= Concentración de la muestra
d= Camino óptico
m= Constante f (absorbancia) específica
del analito
Es el tiempo que transcurre entre la adición de
reactivos a la muestra y el final de la reacción de
los mismos con el analito. En el caso de las
reacciones colorimetricas, suele ser sencillo
seguir el transcurso de la reacción, así como el
punto final de la reacción, porque en estas
reacciones se da la aparición del color.
Nos permite por tanto determinar la concentración
de un analito, siempre y cuando la relación entre
su concentración y la absorbancia (extinción de
luz) que presenta es lineal.
2.2.6. Camino óptico
Es la distancia que atraviesa un haz de luz desde
que sale del foco emisor (lámpara) hasta que
llega al sensor o detector. Mediante la variación
de la longitud del camino óptico, y teniendo en
cuenta la fórmula específica que relaciona la
concentración con la absorbancia, y el camino
óptico, podemos llegar a cuantificar muestras con
2.2.2 Transmitancia
Es la proporción entre la intensidad de la luz
emitida, y la detectada, cuando un haz de luz
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una concentración de analito muy pequeña, lo
que normalmente se denomina análisis de trazas.
Abs = () * c* l
2.2.7 Límite de detección
Es la concentración mínima
detectar en un análisis.
que
podemos
2.2.8 Límite de cuantificación
Fig. 6: Espectrofotómetro convencional por dentro
Es la concentración mínima que podemos
cuantificar con total garantía, y se dice que el L.C.
es 10 veces el L.D.
2.3.3. Pipeta automática
Es un instrumento de precisión para medir y
dispensar cantidades exactas y precisas de
diferentes líquidos, ver fig. 7.
2.2.9 Soluciones Standard (patrón)
Es una solución de concentración conocida.
Trabajar con este tipo de soluciones es
fundamental, dado que nos permiten; * Verificar
que el análisis se está realizando de forma
adecuada. * Calibrar los equipos con los que
estamos trabajando
2.3. Instrumentos más utilizados
2.3.1. Fotómetro
Es un equipo que mide la Abs./ Ext de una
muestra a distintas longitudes de onda dentro de
un espectro visible. Se trata de medidas
puntuales para cada longitud de onda, ver fig. 5.
Fig. 7: Pipetas automáticas de volúmenes
variables.
CUESTIONARIO WORK PAPER 2
1. ¿Cuales son los principales parámetros a
medir en un análisis de agua?
2. ¿Cual es el principio de funcionamiento de un
Phmetro, investigue?
3. ¿Que instrumento utiliza usted para
determinar el oxigeno disuelto en
una
muestra?
4. ¿Cual es el Principio de funcionamiento de un
fotómetro?
5. ¿Cual es el principio de funcionamiento de un
espectrofotómetro?
6. ¿Que equipos utiliza usted para determinar, el
fósforo total en una muestra, explique el
procedimiento?
7. ¿Qué equipos se utilizan para determinar el
DBO5 de una muestra?
8. Investigue cual es el procedimiento para
calibrar una pipeta
Fig. 5: Fotómetro de llama para control de aguas.
2.3.2. Espectrofotómetro
Es un equipo que mide la Abs./Ext de una
muestra a distintas longitudes de onda dentro de
un espectro visible, o visible/ultravioleta, ver fig. 6.
Se caracterizan porque pueden hacer barridos de
absorción dentro de un espectro de longitudes de
onda.
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PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD
WORK PAPER # 3
UNIDAD O TEMA: Introducción a la instrumentación y control
TITULO: Medidas y control de variables
FECHA DE ENTREGA:
PERIODO DE EVALUACIÓN:
MEDIDAS Y CONTROL DE VARIABLES.
3.3 Medida y Control de Caudal
3.1 Medida y Control de Presión
Una vez tomada la muestra, tendremos una
alícuota para analizar, por lo tanto, si queremos
conocer la carga total, por ejemplo en un río, o un
vertido industrial, necesitaremos conocer el
caudal, para extrapolar la concentración de la
alícuota, al vertido en su totalidad. El caudal se
puede medir con aforos normalizados, o no
normalizados.
Las presiones que normalmente controlamos son
la atmosférica y la manométrica, para lo cual se
hace uso de un manómetro (ver fig, 8), se
constituye en un método físico.
3.3.1 Aforos normalizados
Son zonas de dimensiones conocidas, por las que
el agua fluye a velocidad constante, de tal forma
que conociendo la altura del líquido, se puede
determinar el caudal. Hay distintos tipos de
sensores para determinar la altura: De burbuja,
de profundidad, ultrasónico..
Fig. 8: Manómetro analógico
3.1.2 Aforos no normalizados
3.2 Medida y Control de Temperatura
Con este tipo de aforos, para determinar el
caudal, necesitamos conocer la velocidad y la
sección, ver fig. 10. Para ello se utilizan sensores
de velocidad en aforos en los que previamente
debemos conocer la sección.
La temperatura es un parámetro que lo medimos
por medio de un termómetro y se constituye en un
medio físico.
Fig. 9: Termómetro para medir temperatura del
agua
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Fig. 10: División de un río en áreas parciales para
determinar el caudal del mismo.
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3.4 Medida y Control de pH.
CUESTIONARIO WORK PAPERS 3
La acidez o alcalinidad de una sustancia se
puede determinar a través de un pHmetro, el cual
constituye un medio electroquímico.
1. Explique como se mide las diferentes
presiones
2. Explique como se mide la acidez o la
alcalinidad de una sustancia
3. Explique como se mide el caudal en zonas de
dimensiones conocidas
4. Explique porque es necesario conocer el
caudal para conocer una carga total en un río
5. Explique como se mide la conductividad de
una muestra
6. A lo largo del siglo XX, cuanto fue el
incremento de la temperatura? ¿Como
podemos controlar dicha variable?
7. ¿Si continua la contaminación para el año
2010, cuanto esta proyectado el incremento
del nivel del mar?
8. ¿Qué expresa el protocolo de Kyoto?
Fig. 11: Peachímetro. de laboratorio
3.5 Medida y Control de Conductividad
Se lo realiza a través de un conductímetro, y
constituye un método electroquímico.
PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD
WORK PAPER # 4
UNIDAD O TEMA: Técnicas de muestreo e interpretación de resultados de los análisis de
laboratorios
TITULO: Técnicas de muestreo
FECHA DE ENTREGA:
PERIODO DE EVALUACIÓN:
4.1 Introducción
Vamos a centrarnos
fundamentales:
Hoy en día, la preocupación de la sociedad por el
control y minimización de los residuos en fase
sólida, líquida o gas a provocado que la industria
y las administraciones se preocupen más por el
medio ambiente. Se hará un breve recorrido por
los pasos básicos y fundamentales para el
correcto control y análisis de aguas en:
-
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tres
aspectos
Toma de muestra
Análisis de la muestra
Análisis de los resultados
4.2 Toma de muestra.- La toma de muestra para
su posterior análisis es un punto a tener en
cuenta, ya que intervienen en este punto algunas
variables que afectan posteriormente a la
obtención de resultados verdaderamente fiables y
representativos.
 Aguas de vertido industrial
 Aguas residuales de entrada o de salida de
depuradora
 Agua superficial
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Nos permite obtener las muestras de las que
acabamos de hablar. Antes de definir un
programa de muestreo hay que tomar en cuenta
muchos factores.
Se tiene que tener claro cual es el objetivo del
estudio que se va a realizar con las muestras
obtenidas, ya que el programa para ralizar un
estudio puntual de una situación, el control del
rendimiento de la planta, la identificación de un
vertido industrial, precisan de programas
diferentes. Así mismo es importante tener en
cuenta la capacidad real del laboratorio, y los
medios técnicos y humanos de que se dispone.
4.4 Medida de caudal
El caudal se puede medir con aforos
normalizados, o no normalizados.
4.5 Parámetros fundamentales en el análisis
de las aguas
Entre los fundamentales están:
pH, Conductividad, Temperatura, Oxigeno.
Disuelto, V30,Sol. Suspensión, D.Q.O, DBO5,
TOC, Nitratos, Nitritos, Amonio, nitrógeno total,
fósforo total, Ortofosfatos. Muchos de estos
parámetros se pueden analizar mediante métodos
fotométricos o colorimétricos.
4.6 Métodos fotométricos o colorimétricos
Se basan en reacciones colorimétricas, que como
su nombre indica, se basan por la reacción del
compuesto a analizar, con un reactivo
determinado, lo cual puede provocar la aparición
de color o la desaparición del mismo en función
de la reacción química que tenga lugar.
La muestra debe ser:
- Representativa
- Homogénea
- Permanezca inalterada en el tiempo.
Teniendo esto en cuenta, se puede establecer
distintos tipos de muestras:
4.2.1 Muestras puntuales.- Son muestras
tomadas en un punto determinado y en un punto
determinado, y representan únicamente la
composición del agua en ese punto y en ese
momento.
Fig.12: Toma de muestra de agua en un río.
4.2.2 Muestras compuestas.- Se pueden tomar
en función del tiempo o en función del caudal.
4.2.3 Muestras en función del tiempo.- Mezcla
de muestras simples tomadas en el mismo punto
en diferentes tiempos. Se emplea para vertidos
de caudal constante, por ejemplo para calcular el
grado de eficiencia de una planta de tratamiento.
Volumen mínimo aconsejado 200 a 300 ml.
4.2.4 Muestras en función del caudal.- Mezcla
de muestras simples tomadas de tal forma que el
volumen de muestreo recogido sea proporcional
al caudal. Se suele emplear este tipo de muestreo
cuando la concentración del contaminante es el
objetivo del muestreo. Vol. Mínimo aconsejado:
50 ml.
4.2.5 Muestras integradas.- Para determinados
objetivos la mejor información se la obtiene
analizando muestras puntuales en varios puntos
diferentes e forma simultánea. Se puede utilizar
para analizar un río en distintos puntos.
Los puntos anteriormente descritos se simplifican
con un muestreador automático de AMERICAN
SIGMA. Hay distintos tipos de muestreadotes,
portátiles, refrigerados, con detectores para
determinar el caudal u otros parámetros.
4.3 Programa de muestreo
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CUESTIONARIO WORK PAPER 4
1. ¿Que se debe tomar en cuenta en la toma de
muestras?
2. ¿Que características debe tener una
muestra?
3. ¿Explique
que
es
una
muestra
representativa?
4. ¿Que tipo de muestreo se utiliza cuando la
concentración del contaminante es el objetivo
del muestreo?
5. ¿Cuando es conveniente utilizar el muestreo
integrado?
6. ¿Que factores se deben tomar en cuenta
antes de poner en marcha un programa de
muestreo?
7. ¿Explique como se mide el caudal y porqué
debe medirse?
8. ¿En
que
se
basan
los
métodos
colorimétricos?
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UNIDAD O TEMA: CARACTERISTICAS DE LAS AGUAS RESIDUALES
TITULO: Interpretación de Resultados Analíticos
FECHA DE ENTREGA:
PERIODO DE EVALUACIÓN:
CARACTERISTICAS DE LAS AGUAS
RESIDUALES
las partículas, viscosidad, temperatura del agua,
numero de Reynolds del flujo del agua, etc.
Al ser el agua un elemento vital para la existencia
de la humanidad debe guardar sus propiedades
naturales para su consumo.
Partículas del mismo tamaño tienen condiciones
de sedimentación diferentes en aguas de
temperatura diferente.
5.1 Características físicas. Las características
físicas más importantes son:
Total de sólidos disueltos, analíticamente, se
define como la materia que se obtiene como
residuo después de someter al agua a un proceso
de evaporación entre 103 y 105 oC.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
h)
i)
Total de sólidos disueltos.
Total de sólidos suspendidos.
El olor.
La temperatura.
La densidad.
El color.
La turbidez.
pH.
Conductividad.
Olores, normalmente los olores son debidos a
los gases liberados durante el proceso de
descomposición de la materia orgánica.
La temperatura del agua residual es
principalmente debido la incorporación de agua
caliente procedentes de las casas y los diferentes
usos industriales. El incremento de la temperatura
aumenta
la
actividad
de
bacterias
intensificándose el problema.
Total de sólidos suspendidos, Todas las
partículas insolubles en el agua son consideradas
sólidos suspendidos. El tiempo de sedimentación
de esas partículas es alto y a titulo de ilustración
presentamos algunos ejemplos de tiempos de
sedimentación en función del tipo de partícula.
Sólidos Suspendidos
Arena Gruesa
Arena Fina
Barro
Arcilla
Densidad,
es una característica física muy
importante del agua residual dado que de ella
depende la potencial formación de corrientes de
densidad en fangos de sedimentación y otras
instalaciones de tratamiento.
Tiempo de Decantación
Segundos
Minutos
Horas
Años
Color, el color que presenta el agua puede ser de
origen mineral como la presencia de hierro y
magnesio, también puede ser de origen orgánico
o debido a la presencia de deshechos
industriales.
Las partículas suspendidas demoran para
decantar debido al tamaño muy pequeño (inferior
a 10 micrones) y a la carga negativa.
Turbidez. Causada por la presencia de partículas
en suspensión o coloidales.
Las condiciones para que el agua mantenga las
pequeñas partículas en suspensión es la
influencia directa del peso específico y carga de
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pH, es un índice que nos proporciona la
información del nivel de acidez o alcalinidad de
una solución. (In situ).
Conductividad, es una expresión de la
capacidad del agua de conducir una corriente
eléctrica. La conductividad depende e la
concentración de sales disueltas (iones) es
solución. La conductividad es influenciada por la
temperatura del agua.
Conductividad, es una de los parámetros guías, lo
que significa que cambios en la conductividad de
una muestra podría indicar polución. De modo
general una conductividad más elevada quiere
decir más polución. (Análisis In situ)
Fig. 13: Coniformes fecales en aguas
contaminadas
CUESTIONARIO WORK PAPER 5
5.2 Características químicas
1. ¿Indicar la diferencia entre Total de Sólidos
Disueltos (TSD) y Total de Sólidos
Suspendidos TSS?
2. ¿Qué indica un pH<7 y cual es la definición
de pH?
3. ¿A que se llama Dureza?
4. ¿Según el reglamento de la Ley 1333,
cuantos son los parámetros de control y sus
limites permisibles?.
5. ¿Qué es la alcalinidad y su relación en
función al pH?
6. ¿Qué significa Análisis In Situ?. Señale
aquellos parámetros de análisis y justifique su
respuesta?
7. ¿Cuales son la unidades de los parámetros
Físicos, Químicos y Biológicos?
8. ¿Según Ud., que importancia tiene el análisis
Organoléptico?
9. ¿Cómo influye la temperatura en el análisis
de algunos parámetros?
Materia orgánica, sólidos que provienen de los
reinos animal y vegetal, así como de las
actividades humanas relacionadas con la síntesis
de compuestos orgánicos. Entonces tendrá entre
los mas importantes: proteínas, hidratos de
carbono, grasas, grasas animales y aceites,
agentes tensoactivos, pesticidas.
Materia inorgánica, señalemos a los cloruros,
hidróxidos, carbonatos,
sulfatos, calcio,
magnesio, sodio, potasio, fósforo, metales
pesados como: Cadmio, cromo zinc, plomo,
mercurio entre otros.
5.3 Características biológicas
Los microorganismos que normalmente se
encuentran, pueden ser microorganismos que se
clasifican como eucariotas, eubacterias y
arquebacterias, siendo la mayoría pertenecientes
a las eubacterias como las coniformes fecales
que se observan en la fig. 13.
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WORK PAPER # 6
UNIDAD O TEMA: Técnicas de muestreo e interpretación de resultados
TITULO: Contaminación atmosférica y medición de la concentración de sus contaminantes
FECHA DE ENTREGA:
PERIODO DE EVALUACIÓN:
CONTAMINACIÓN
ATMOSFÉRICA
Y
MEDICIÓN DE CONCENTRACIÓN DE SUS
CONTAMINANTES
Estos gases pueden clasificar como derivados
de sus elementos más característicos, carbono,
azufre, nitrógeno etc.
6.1 Introducción
La atmósfera
• Capa
gaseosa que envuelve la superficie
terrestre
• Constituye un sistema dinámico
• Aprovecha la radiación solar como
fuente de
energía para impulsar las corrientes de aire
Fig. 14: Capas de la atmósfera
Conformación de la atmósfera
6.3 Medición de la concentración de
contaminantes
La conforman una serie de capas sus
densidades se hacen menores a medida que nos
alejamos de la tierra
Los contaminantes se miden determinando su
concentración por medio de instrumentos
específicos.
Capas de la atmósfera
La atmósfera tiene cinco capas, cada una de las
cuales tiene su propia característica, ver fig. 14.
Aspectos a considerar:
• Tipo de instrumentación
• Duración de la medición
• Localización de la medición
• Troposfera
• Estratosfera
• Mesosfera
• Ionosfera
• Exosfera
6.4 Tipo de instrumentación
Lectura directa o en el lugar
Se obtiene resultados inmediatos a bajo costo
económico y fiabilidad limitada
6.2 Contaminantes gaseosos
Los contaminantes gaseosos son gases que se
liberan a la atmósfera y que pueden ser
calificados como contaminantes.
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Toma de muestra
Análisis de laboratorio con alto costo y gran
fiabilidad
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6.5 Duración de la medición
(cassette) sobre un cartón poroso que sirve de
soporte.
Puntual
Soluciones absorbentes
Se hace pasar un volumen conocido de aire a
través de una solución absorbente contenida en
un borboteador.
Determina la concentración del contaminante en
un tiempo corto, es un valor instantáneo.
Promediada
Sólidos adsorbentes
Abarca un periodo de tiempo largo
Se hace pasar la muestra en un determinado
volumen de aire a través de un tubo de vidrio
relleno de material sólido (a veces impregnado
con algún reactivo o solución)
6.6 Localización de la medición
La localización responde a una planificación del
muestreo donde el criterio de elegir el punto de
medición es factor importante para obtener el
resultado esperado.
Bolsas inertes
Se capta directamente del ambiente un volumen
de aire contaminado, (freón, hidrocarburos
ligeros)
6.7 Métodos de lectura directa
Monitores
6.8.2 Sistemas pasivos
Se utilizan en instalación de redes de detección,
dando lecturas puntuales al alcanzar una
concentración determinada.
Suelen ser sólidos absorbentes o adsorbentes
sobre un soporte específico. se diferencian con
los activos en que no hay un paso de aire
provocado a su través.
Existen también los portátiles, permiten lectura de
concentración en momentos puntuales. Llevan
alarmas incorporadas para el caso en que
sobrepasen cierta concentración
Se basan en los fenómenos de difusión y
permeación que se producen por la diferencia de
concentración.
Tubos colorimétricos
6.9 Limite de detección y valores límites
Son tubos de vidrio rellenos de un material poroso
impregnado de una sustancia química reactiva,
mediante una bomba de aspiración se hace pasar
el aire a través del tubo.
El límite de detección es el valor mínimo que
ofrece el equipo para detectar una determinada
concentración del contaminante.
Se determina la concentración midiendo la
longitud que alcanza la coloración en una escala
que se encuentra impresa en el propio tubo.
Los valores limites para cada contaminante están
especificados en legislaciones de cada país.
CUESTIONARIO WORK PAPER 6
6.8 Sistema de toma de muestras
1. ¿Cuales son los principales contaminantes
gaseosos?
2. ¿Que contaminantes tienen mayor influencia
en el efecto invernadero?
3. ¿Que tipo de contaminantes tienen mayor
influencia en la destrucción de la capa de
ozono?
4. ¿Como se miden los contaminantes
gaseosos?
5. ¿Cuándo se utilizan los métodos de lectura
directa?
6. ¿Cuando se utiliza los sistemas activos de
toma de muestra?
7. ¿Cuándo se deben utilizar las bolsas inertes
en la toma de muestras?
8. ¿Cuando se utiliza los sistemas pasivos de
toma de muestra?
6.8.1 Sistemas activos
La captación del contaminante tiene lugar por
fijación o concentración en el soporte de retención
seleccionado
Principales tipos
• Filtros
• Soluciones adsorbentes
• Sólidos absorbentes
Filtros
La toma de muestras de contaminantes se realiza
disponiendo el filtro adecuado en un porta filtros
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WORK PAPER # 7
UNIDAD O TEMA: ANÁLISIS
TITULO: El Clima
FECHA DE ENTREGA:
PERIODO DE EVALUACIÓN:
Los modelos climáticos actuales pronostican
un calentamiento global de entre 1.4 y 5.8ºC
entre los años 1990 y 2100.
continuará aumentando mucho después de que la
temperatura se haya estabilizado.
Las predicciones regionales y estacionales
son mucho más inciertas. Aunque se prevé
que la mayor parte de las áreas se calentarán,
algunas se calentarán mucho más que otras.
Estas proyecciones se basan en una amplia
gama de hipótesis sobre las principales fuerzas
que inciden sobre las futuras emisiones (tales
como el crecimiento de la población y el cambio
tecnológico) pero no asume ninguna política de
cambio climático para reducir las emisiones.
Incluso un aumento de 1.4ºC sería mayor que
cualquier tendencia a escala de siglo en los
últimos 10.000 años. Estas proyecciones toman
en cuenta los efectos de los aerosoles y el efecto
retardador de los océanos. La inercia oceánica
determina que la superficie de la tierra y la
atmósfera baja continuarán calentándose por
cientos de años, incluso si las concentraciones de
los gases de efecto invernadero dejaran de
aumentar en el año 2100.
El mayor calentamiento se pronostica para las
regiones frías del norte en invierno. La razón es
que la nieve y el hielo reflejan la luz solar, por
ende, menos nieve significa que más calor del sol
es absorbido, lo que aumenta cualquier efecto de
calentamiento: se trata de un efecto de
retroacción positiva. Para el año 2100, se prevé
que las temperaturas de invierno en el norte de
Canadá, Groenlandia y el norte de Asia aumenten
un 40% más que el promedio mundial.
Las regiones interiores se calentarán más
rápidamente que los océanos y las zonas
costeras.
Se prevé que el nivel medio del mar se elevará
entre 9 y 88 cm para el año 2100.
La razón es simple, el retardo oceánico, que
impide que la superficie del mar se caliente tan
rápido como la tierra. La envergadura de este
retardo dependerá de qué tan profundamente
penetre el calentamiento en los océanos. En la
mayor parte de los océanos, los primeros cientos
de metro bajo la superficie no se mezclan con el
agua que está debajo. Estas capas superiores se
calentarán en unos pocos años, en tanto que el
océano profundo permanecerá frío. El agua
solamente se mezcla con las profundidades
oceánicas en algunas regiones muy frías, como el
Atlántico sur de Groenlandia y el Océano del Sur
cerca de la Antártida. En estas regiones, el
calentamiento se demorará porque se necesita
calentar mucha más agua para lograr el mismo
cambio de la temperatura a nivel de la superficie.
Esto sería causado principalmente por una
expansión térmica de las capas superiores del
océano a medida que se calientan, con alguna
contribución proveniente del descongelamiento de
los glaciares. La incertidumbre en el rango de
este fenómeno es amplia, y la presencia de
corrientes oceánicas cambiantes, movimientos
telúricos y otros factores podría resultar en
aumentos de los niveles del mar a nivel local o
regional mucho mayores o muchos menores que
la media global. El descongelamiento un poco
más rápido de las capas de hielo de la Antártida y
Groenlandia probablemente sea contrarrestado
por el aumento de las nevadas en ambas
regiones. En la medida en que el calentamiento
penetre más profundamente en los océanos y el
hielo continúe derritiéndose, el nivel del mar
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Se prevé un aumento de las precipitaciones
globales pero las tendencias a nivel local son
mucho menos ciertas.
que calienta a Europa) puede tener lugar en
solamente unas pocas décadas, pero no se sabe
si el calentamiento de efecto invernadero podría
llegar a disparar tales cambios. Los modelos
climáticos que muestran un debilitamiento de la
Corriente del Golfo, igualmente pronostican un
calentamiento de Europa.
Para la segunda mitad del siglo XXI, es probable
que las precipitaciones invernales en las latitudes
norte medias y altas y en la Antártida se eleven.
Para los trópicos los modelos sugieren que
algunas
áreas
de
tierra
verán
más
precipitaciones, y otras menos. Australia, Centro
América y África del Sur muestran un consistente
descenso en las precipitaciones invernales.
El clima de la tierra ya se está ajustando a las
emisiones de gases de efecto invernadero del
pasado.
El sistema climático debe ajustarse a los cambios
en las concentraciones de los gases de efecto
invernadero para mantener el balance energético
global. Esto significa que el clima está cambiando
y que continuará cambiando en tanto los niveles
de los gases de efecto invernadero sigan
aumentando.
Hoy
los
científicos
están
convencidos de que un conjunto de evidencias
cada vez mayor ofrecen una imagen colectiva del
mundo en fase de calentamiento y otros cambios
del sistema climático.
Más lluvias y nieve implicarán condiciones del
suelo de mayor humedad en los inviernos de
las latitudes altas, pero mayores temperaturas
pueden significar suelos más secos en
verano.
Los cambios locales en la humedad del suelo
son claramente importantes para la agricultura,
pero todavía resulta difícil para los modelos
simular estas condiciones. Incluso el signo,
positivo o negativo, del cambio global en la
humedad del suelo en el verano, es incierto.
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La frecuencia e intensidad de los eventos
extremos es probable que cambie. Con el
aumento de la temperatura global es probable
que el mundo experimente más días de calor y
olas de calor y menos días de frío.
Los registros de las mediciones indican un
aumento de 0.6 ± 0.2ºC en la temperatura
promedio global desde fines del siglo XIX.
Estas observaciones están en consonancia con
las proyecciones del modelo respecto de la
envergadura del calentamiento a la fecha, en
particular cuando se incluye el efecto de
enfriamiento de los aerosoles. La mayor parte del
calentamiento tuvo lugar entre 1910 y 1940 y a
partir de 1976 hasta el presente. En el Hemisferio
Norte (donde existen suficientes datos para
realizar estos análisis), es probable que la
velocidad y duración del calentamiento del siglo
XX haya sido mayor que en cualquier otro tiempo
durante los últimos 1.000 años. Además, la
década del 90 es probable que haya sido la
década más cálida del milenio y 1998 el año más
cálido.
Los modelos climáticos muestran también
consistentemente
que
los
eventos
de
precipitaciones extremas se volverán más
frecuentes en muchas áreas y que el riesgo de
sequía será mayor en los veranos de las áreas
continentales. También hay evidencias que
muestran que los huracanes podrían ser más
intensos
(con
fuertes
vientos
y
más
precipitaciones) en algunas áreas.
Existe poco acuerdo entre los modelos respecto a
los cambios en las tormentas en las latitudes
medias. También para otros fenómenos como las
tormentas y los tornados, el estado actual de
conocimientos no permite realizar proyecciones
certeras.
El nivel del mar ha aumentado entre 10 y 20
cm. En la medida en que las capas superiores
de los océanos se calientan, el agua se
expande y el nivel del mar aumenta.
No deben descartarse transiciones climáticas
rápidas e inesperadas.
Los modelos sugieren que un calentamiento de
0.6ºC debería resultar en el aumento real del nivel
del mar observado a la fecha. Pero otros
cambios, más difíciles de predecir, también
afectan el nivel real y aparente del mar, en
particular, las nevadas y el derretimiento de los
hielos en Groenlandia y la Antártida y el lento
«rebote» de los continentes del norte liberados
del peso de glaciares de la era del hielo.
El cambio más dramático de este tipo, el colapso
de la capa de hielo del Antártico Oeste que podría
conducir a un catastrófico aumento del nivel del
mar se considera actualmente improbable durante
el siglo XXI. Existe evidencia de que los cambios
en la circulación de los océanos que tendrían un
impacto significativo sobre el clima regional (tales
como el debilitamiento de la Corriente del Golfo
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La cubierta de nieve ha disminuido en un 10%
desde fines de los 60 en las latitudes altas y
medias del Hemisferio Norte.
Los patrones espaciales de calentamiento
observados son consistentes con las predicciones
de los modelos. Por ejemplo, las mediciones de
superficie, globo y satélite muestran que, mientras
la superficie de la tierra se ha calentado, la
estratosfera se ha enfriado. Por otra parte, el
calentamiento es más lento sobre los océanos
que sobre la superficie terrestre, en particular, en
aquellas regiones oceánicas en que el agua
superficial se mezcla con las aguas profundas
distribuyendo
el
calentamiento
en
las
profundidades de los océanos. Otro ejemplo más,
es el del reducido calentamiento en las áreas
afectadas por los aerosoles.
En general, existe nueva evidencia más
fehaciente para aseverar que la mayor parte
del calentamiento observado en los últimos 50
años es atribuible a las actividades humanas.
También es muy probable que la duración anual de
la cubierta de hielo de lagos y ríos se haya acortado
unas dos semanas aproximadamente en el curso
del siglo XX. Casi todos los glaciares de montaña
registrados en regiones no polares se han retraído
durante este tiempo. En las últimas décadas, la
extensión del hielo del mar en el Ártico en
primavera y verano ha disminuido entre un 10 y un
15%, y la capa de hielo en el período de fines de
verano y comienzos de otoño es probablemente
40% más delgada.
Variaciones de la temperatura de la superficie
de la Tierra en los Últimos 140 años.
Anomalías de la temperatura anual combinada de
la superficie de tierra, aire y mar (ºC) 1861 a 2000
referidas al período 1961-1990.
Fuente: IPCC, .Climate Change 2001: The
Scientific Basis. Technical Summary., página 26.
Hay más precipitaciones en muchas regiones
del mundo.
CUESTIONARIO WORK PAPER 8
1. ¿Porque hay más precipitaciones en muchas
regiones del mundo?
2. ¿Por qué se dice que el nivel del mar se
elevará para el año 2100?
3. ¿Por qué se dice que algunas regiones se
calientan más que otras?
4. ¿ A que se debe que las precipitaciones
fluviales se hayan incrementado en el mundo?
5. ¿Cuál es la causa más importante del
calentamiento global en los últimos 50 años?
6. ¿En que proporción a disminuido la cubierta
de nieve ha desde fines de los 60 en las latitudes
altas y medias del Hemisferio Norte?.
7. ¿Los modelos climáticos son herramientas
científicas?
8. Analice este tema con sus compañeros y
saque sus propias conclusiones
Se ha registrado un aumento de 0.5 a 1% por
década en la mayor parte de las latitudes medias
y altas de los continentes del Hemisferio Norte,
acompañado por una expansión del 2% en la
cubierta de nubes. Las precipitaciones sobre las
áreas de tierras tropicales (10ºN - 10ºS) parecen
haber aumentado en 0.2 - 0.3 % por década. Por
otra parte, se han observado descensos en las
áreas de tierras sub-tropicales del Hemisferio
Norte (10-30ºN) durante el siglo XX de
aproximadamente 0.3% por década. En algunas
partes de África y Asia la frecuencia e intensidad
de las sequías parece haber empeorado.
La forma en que ha cambiado el clima en el
siglo XX es consistente con lo que se podría
esperar como resultado de los aumentos en
los gases de efecto invernadero y los
aerosoles.
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PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD
WORK PAPER # 8
UNIDAD O TEMA: ANÁLISIS
TITULO: El papel de los modelos climáticos
FECHA DE ENTREGA:
PERIODO DE EVALUACIÓN:
El sistema
complejo.
climático
es
extremadamente
de efecto invernadero por un factor de dos o
tres.
Consecuentemente, no existe una forma simple
de determinar cuánto cambiará el clima en
respuesta al aumento de los niveles de los gases
de efecto invernadero. Si la temperatura fuera el
único elemento que cambiara, sería relativamente
claro realizar un pronóstico de calentamiento de
aproximadamente 1ºC para una duplicación de
las concentraciones de dióxido de carbono. Pero
esta .respuesta directa. Sería casi insignificante
ya que sería físicamente imposible para el
sistema climático calentarse por sobre 1ºC sin
experimentar cambios en las nubes, el vapor de
agua, la nieve y el hielo, etc.
La nieve y el hielo reflejan la luz solar en forma
muy efectiva. Si un pequeño calentamiento derrite
antes la nieve en el año, más energía será
absorbida por el suelo expuesto debajo de ella,
ocasionando a su vez más calentamiento. Esta es
la principal razón por la cual, probablemente, las
regiones del norte en invierno serán las que más
experimenten el mayor aumento del alentamiento.
La retroacción del vapor de agua es todavía más
importante: el vapor de agua es por sí mismo un
poderoso gas de efecto invernadero, y los
modelos proyectan que el calentamiento global
aumentará los niveles de vapor de agua en la
atmósfera baja.
Las simulaciones computarizadas complejas
son por tanto esenciales para comprender el
cambio climático.
Los cambios en la cubierta de nubes,
corrientes oceánicas y en la química y
biología, pueden amplificar o reducir la
respuesta.
Las computadoras permiten a los científicos
modelar las múltiples interacciones entre los
distintos elementos del sistema climático. Las
proyecciones más detalladas se basan en
modelos de circulación general que combinan
océano y atmósfera (AOGCM por sus siglas en
inglés). Estos son similares a los modelos que se
usan para pronosticar el estado del tiempo, en los
que las leyes físicas que gobiernan el movimiento
de la atmósfera se reducen a sistemas de
ecuaciones
a
ser
resueltos
por
supercomputadoras. Sin embargo, los modelos
climáticos deben incluir también ecuaciones que
representen el comportamiento de los océanos, la
vegetación terrestre, y la criósfera (hielos
marinos, glaciares y capas de hielo).
Los modelos generalmente pronostican que la
nubosidad cambiará en un mundo más cálido,
pero dependiendo del tipo y ubicación de las
nubes, esto podría tener distintos efectos. Las
nubes reflejan la luz solar, implicando que una
mayor cantidad de nubes tendría un efecto de
enfriamiento. Pero la mayoría de las nubes,
particularmente aquellas a altitudes altas, también
tienen un efecto aislante: al estar muy frías,
liberan la energía al espacio en forma
relativamente no eficiente, y por ende ayudan a
mantener el planeta caliente. Por lo tanto la
retroacción neta de las nubes podría tener
cualquier signo. Las nubes constituyen la principal
razón para la gran incertidumbre sobre la
envergadura del calentamiento en cualquier
escenario de emisiones que se tome en cuenta.
Las retroacciones positivas que involucran
vapor de agua, nieve e hielo pueden amplificar
la respuesta directa de las emisiones de gases
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La velocidad y los tiempos del cambio
climático dependen en gran parte de cómo
responden los océanos.
Pero incluso los modelos más sofisticados son
representaciones aproximadas de un sistema
muy complejo, de forma que nunca podrán ser
una guía infalible para el futuro. Los modelos
climáticos deben entenderse entonces como
herramientas sofisticadas que permiten proyectar
nuestro conocimiento sobre el clima actual y
pasado hacia un futuro inexplorado. En la medida
en que el cambio climático solamente sucederá
una vez, constituyen la mejor herramienta que
tenemos.
Las capas superiores de los océanos interactúan
con la atmósfera cada año y por eso se espera
que se calienten con la superficie de la tierra.
Pero lleva 40 veces más energía calentar en igual
medida los 100 metros superiores del océano que
toda la atmósfera. Con las profundidades
oceánicas llegando a varios kilómetros, los
océanos enlentecen decididamente cualquier
calentamiento atmosférico. Cuánto lo enlentecen
depende de qué tan profundamente penetre el
calentamiento en el océano. Aunque se han
realizado avances importantes en la realización
de los modelos de los procesos oceánicos, el
intercambio de calor entre la atmósfera y las
profundidades oceánicas continúa siendo una
importante fuente de incertidumbre.
El clima de la Tierra varía naturalmente. Cada
elemento de este sistema complejo evoluciona
en una escala de tiempo diferente.
La atmósfera cambia en horas, y su
comportamiento detallado resulta imposible de
predecir más allá de unos pocos días. Las capas
superiores de los océanos se ajustan en el curso
de unas pocas estaciones, en tanto los cambios
en las profundidades del océano toman siglos. La
vida animal y vegetal de la biosfera (que tiene
influencia sobre las lluvias y la temperatura)
normalmente varía a lo largo de las décadas. La
criosfera (nieves e hielo) es más lenta todavía: los
cambios en las capas de hielo gruesas toman
siglos. La geosfera (la tierra sólida propiamente)
varía más lentamente que todo lo demás - la
formación de montañas y la deriva continental
(que tiene influencia sobre los vientos y las
corrientes oceánicas) tiene lugar a lo largo de
millones de años.
La confianza en la capacidad de los modelos
de proyectar el clima del futuro está
creciendo.
La representación de muchos procesos, como el
vapor de agua y el transporte horizontal del calor
en los océanos, ha mejorado. Los modelos
climáticos proporcionan simulaciones creíbles del
clima, al me nos a escala sub-continental. Han
permitido reproducir, por ejemplo, las tendencias
de alentamiento del siglo XX, así como otros
aspectos de climas antiguos y el fenómeno de El
Niño y la Oscilación Sur. Como resultado de estos
avances, varios modelos climáticos se utilizan hoy
exitosamente sin necesidad de ajustes no físicos
(ajuste de flujo o correcciones de flujo) para
mantener sus climas estables. Sin embargo, los
modelos no pueden todavía simular todos los
aspectos del clima. Por ejemplo, no pueden dar
cuenta en forma completa de la tendencia
observada en la diferencia de temperatura entre
la atmósfera superficial y la atmósfera baja.
Existen también incertidumbres significativas
respecto de las nubes y su interacción con la
radiación y los aerosoles.
Los cambios climáticos naturales del pasado
nos ofrecen elementos vitales para
Analizar la variación del clima inducida por el
hombre.
Los estudios de los climas del pasado
(paleoclimatología) otorgan un sentido a la escala
de cambios proyectada por los modelos
climáticos.
También proporcionan un patrón de verificación
crucial para las explicaciones científicas de los
procesos climáticos claves y la capacidad de la
ciencia para modelarlos.
Los modelos climáticos son herramientas
científicas, no bolas de cristal.
Se dispone de registros sistemáticos de la
temperatura global sólo a partir de
1860.
Los grandes experimentos de modelaje del clima
consumen enormes recursos informáticos y son
tan caros que cada año solamente se puede
realizar un pequeño número de estos
experimentos a nivel mundial. Por este motivo, el
trabajo que involucra interpretar los resultados de
una simulación computarizada a menudo es
mayor que el trabajo necesario para realizar el
experimento primario. Todo este trabajo y gasto
puede otorgar a los modelos el aura de .verdad..
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Estos incluyen mediciones de la temperatura de
la Tierra con base en el aire y mediciones de la
temperatura de la superficie del mar. Estos datos
deben ser cuidadosamente verificados para
descartar desviaciones que podrían haber sido
introducidas por cambios en los métodos o sitios
de observación. Por ejemplo, muchas estaciones
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Las reconstrucciones de los climas pasados
pueden usarse como un patrón para verificar
las proyecciones de los modelos climáticos.
meteorológicas han sido ubicadas en ciudades o
en sus proximidades. Como las ciudades crecen,
pueden tener un efecto de calentamiento
significativo sobre el clima local. Tales efectos
deben y son tomados en cuenta al estimar los
cambios recientes en la temperatura global.
Al comparar un .pronóstico de un modelo
climático de una era glaciar con la evidencia que
proporciona la paleoclimatología, se puede lograr
una verificación crucial de la representación que
realiza el modelo de los procesos relevantes para
el cambio climático futuro. Sin embargo, la
evidencia paleoclimatológica puede ser ambigua:
algunas fuentes sugieren que, en comparación
con la actualidad, los mares tropicales eran 5ºC
más fríos en el pico de la última era de hielo, en
tanto otras sugieren que la diferencia era
solamente de 1- 2ºC. Consecuentemente, resulta
difícil separar los errores de los modelos de las
incertidumbres de la evidencia.
Los estudios de los climas del pasado se
basan en evidencia indirecta.
Los cambios en los niveles de los lagos, por
ejemplo, pueden reflejar el balance pasado entre
las precipitaciones y la evaporación. Los anillos
de los árboles, los corales, las capas de hielo o
los sedimentos oceánicos pueden todos preservar
información sobre el pasado. Utilizando en forma
combinada mediciones, modelos y trabajo
detectivesco, los científicos convierten las
cantidades que pueden medir (como la
composición química de una muestra de núcleo
de hielo) en las variables físicas que desean
investigar (como la temperatura de la Antártida
hace 100.000 años).
El clima parece haber sido marcadamente
estable desde la finalización de la última era
del hielo hace 10.000 años.
De acuerdo a los conocimientos científicos
actuales, las temperaturas globales han variado
menos de un grado desde el amanecer de la
civilización humana. En comparación con las
fluctuaciones aparentemente extremas y a veces
rápidas que experimentara el clima en los
100.000 años anteriores, parece que vivimos un
período interglaciar relativamente apacible.
El clima de la Tierra ha estado dominado por
las eras glaciares durante los últimos millones
de años.
Las eras de hielo son casi seguramente
consecuencia de lentos .bamboleos del eje de la
Tierra y su órbita alrededor del Sol. Estos
bamboleos afectan la cantidad total de energía
que recibe el planeta del Sol y en particular su
distribución geográfica. Durante una era de hielo,
las temperaturas globales caen 5ºC, y las capas
de hielo avanzan sobre buena parte de Europa y
América del Norte. Las eras glaciares están
separadas por períodos interglaciares más
cálidos.
Los modelos predicen que el clima podría ser
más cálido hacia fines del siglo XXI que lo que
lo fuera durante cualquier período interglaciar
previo.
En un período entre dos eras de hielo hace unos
125.000 años, buena parte de Europa y Asia
parece haber tenido un clima 2ºC más cálido que
hoy día. Sin embargo los modelos pronostican
que las temperaturas podrían subir bastante por
sobre esta cifra a lo largo de amplias fajas de
tierra de esta región durante el siglo XXI, si las
emisiones de gases de efecto invernadero
continúan en la forma proyectada.
Los cambios en las concentraciones de los
gases de efecto invernadero pueden haber
ayudado a amplificar los ciclos de las eras de
hielo.
Las pequeñas fluctuaciones en la energía que
llega del Sol que tienen su origen en los
bamboleos de la órbita de la Tierra no son lo
suficientemente grandes para dar cuenta de la
envergadura de los cambios en la temperatura
global durante los ciclos de las eras de hielo. Las
muestras de los núcleos de hielo muestran que
los niveles de los gases de efecto invernadero
también variaron significativamente y deben
haber jugado un papel muy importante en la
amplificación de las fluctuaciones de la
temperatura.
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Las variaciones abruptas en el clima en el
pasado
distante
parecen
haber
sido
traumáticas para la vida en la Tierra.
La historia biológica de la Tierra está marcada
por los llamados .eventos de extinción en masa
durante los cuales una gran parte de las especies
del mundo fueron eliminadas.
Existen muchas razones posibles para la
extinción en masa, pero los registros sugieren
que algunos de estos eventos coincidieron con
cambios relativamente abruptos en el clima -
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similares en magnitud a los tipos de cambio que
se pronostican ahora para el siglo XXI. Durante
los próximos 100 años podremos experimentar
condiciones desconocidas desde antes de que
comenzaran las eras de hielo hace muchos
millones de años.
Fuentes A) Esquema de la temperatura global
compilada de los registros del IPCC 1990. B)
Esquema de la temperatura global estimada de
registros geológicos adaptados de T.J. Crowley y
G.R. North, Science, Vol 240, pp 996-1002, 1988,
a escala para la temperatura global de acuerdo a
T.J. Crowley en A.
Berger et al (editores), .Climate and the Geo
Sciences., pp 179-207, Kluwer; 1989. C)
Dinosaurios de David Catling.
CUESTIONARIO WORK PAPERS 8
1. ¿El clima de la Tierra varía naturalmente?.
2. ¿Se dispone de registros sistemáticos de la
temperatura global?
3. ¿Como nos pueden ayudar los cambios
climáticos
del
pasado
para
determinar
comportamientos actuales?
4. ¿Los cambios en las concentraciones de los
gases de efecto invernadero pueden haber
ayudado a amplificar los ciclos de las eras de
hielo?.
5. ¿Que parámetros se analizaran y porque?, en
el tema de contaminación hídrica, atmosférica y
suelos.
6. ¿Qué metodología y técnicas de análisis
deberán ser utilizados para identificar las
desviaciones según los parámetros de la
reglamentación de la Ley 1333.
7. ¿Que consecuencias podría tener en la tierra
y para los humanos los cambios abruptos en el
clima?
DATO ADICIONAL: Ver publicación de periódico
El Deber (Domingo, 20 de Febrero del 2006), pag.
A16 a A1
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PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD
WORK PAPER # 9
UNIDAD O TEMA: Contaminación atmosférica
TITULO: El efecto invernadero
FECHA DE ENTREGA:
PERIODO DE EVALUACIÓN:
El clima de la Tierra está dirigido por un flujo
de energía continuo desde el Sol.
para producir un efecto invernadero natural que
mantiene al planeta unos 30ºC más caliente de lo
que estaría si no existieran, siendo entonces
esenciales para la vida tal como la conocemos.
Esta energía llega principalmente en la forma de
luz visible. Aproximadamente un 30 % es
devuelto al espacio en forma inmediata, pero la
mayoría del restante 70% pasa a través de la
atmósfera para calentar la superficie terrestre.
Los niveles de todos los gases de efecto
invernadero clave (con la posible excepción
del vapor de agua) están creciendo como
resultado directo de la actividad humana.
La Tierra debe enviar esta energía de vuelta al
espacio en la forma de radiación infrarroja.
Las emisiones de dióxido de carbono
(principalmente proveniente de la combustión de
carbón, petróleo y gas natural), metano y óxido
nitroso (debido principalmente a la agricultura y a
los cambios en el uso de la tierra), el ozono
(generado por los escapes de gases de los autos
y otras fuentes) y los gases industriales de larga
vida como los CFCs HFCs y PFCs están
cambiando la forma en que la atmósfera absorbe
la energía. Los niveles de vapor de agua también
pueden estar creciendo debido a una .retroacción
positiva. Todo esto está sucediendo a una
velocidad sin precedentes. El resultado se conoce
como un .incremento del efecto invernadero.
Estando mucho más fría que el Sol, la Tierra no
emite energía como luz visible. En cambio, emite
radiación infrarroja o radiación térmica. Esta
radiación es similar al calor que arroja una estufa
eléctrica o un grill antes de que las barras
comiencen a ponerse rojas.
Los gases de efecto invernadero en la
atmósfera bloquean la radiación infrarroja y
no le permiten escapar directamente desde la
superficie al espacio.
La radiación infrarroja no puede pasar
directamente a través del aire como la luz visible.
En su lugar, la mayor parte de la energía que sale
de la tierra es transportada hacia afuera de la
superficie por las corrientes de aire, escapando
finalmente hacia el espacio desde las alturas por
sobre las capas más gruesas del manto de gases
de efecto invernadero.
El sistema climático debe ajustarse a los
niveles en aumento de los gases de efecto
invernadero para mantener el balance
energético global.
Los principales gases de efecto invernadero
son el vapor de agua, el dióxido de carbono, el
ozono, el metano, el óxido nitroso y los halo
carbonos y otros gases industriales.
En el largo plazo, la Tierra debe deshacerse de
energía en la misma proporción en que la recibe
del Sol. Ya que el manto más grueso de gases de
efecto invernadero ayuda a reducir la pérdida de
energía en el espacio, el clima debe cambiar de
alguna forma para restaurar el balance entre la
energía que ingresa y la que sale.
A excepción de los gases industriales, los demás
se producen en forma natural. Juntos, constituyen
menos del 1% de la atmósfera. Esto es suficiente
Este ajuste incluirá un .calentamiento global.
de la superficie de la Tierra y de la atmósfera
baja.
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Pero esto es solamente una parte de la historia.
El calentamiento es el modo más simple para el
clima de deshacerse de la energía extra. Sin
embargo aun un pequeño aumento en la
temperatura será acompañado por muchos otros
cambios: por ejemplo, en los patrones de la
cubierta nubosa y de los vientos. Algunos de
estos cambios pueden actuar para aumentar el
calentamiento (retroacción positiva) y otros para
contrarrestarlo (retroacción negativa).
políticas para minimizar el cambio climático.
También toma en cuenta las retroacciones
climáticas y los efectos de los aerosoles según el
conocimiento que tenemos actualmente de estos
temas.
Las emisiones del pasado ya nos han
comprometido a sufrir un cierto grado de
cambio climático.
El clima no responde en forma inmediata a las
emisiones, por este motivo continuar á cambiando
durante cientos de años, incluso si las emisiones
de gases de efecto invernadero se reducen y los
niveles atmosféricos dejan de aumentar. Llegar a
apreciar completamente algunos impactos
importantes del cambio climático, tales como el
aumento pronosticado en el nivel del mar,
requerirá incluso más tiempo.
Entre tanto, los aerosoles que fabrica el
hombre tienen un efecto general de
enfriamiento.
Las emisiones de azufre de las plantas de
energía alimentadas por carbón o derivados del
petróleo y la quema de material orgánico
producen partículas microscópicas que pueden
reflejar la luz del sol hacia el espacio y también
afectan a las nubes. El enfriamiento resultante
contrarresta en parte el calentamiento por el
efecto invernadero. Estos aerosoles, sin embargo,
permanecen en la atmósfera por un tiempo
relativamente corto en comparación con los gases
de efecto invernadero de larga vida, así que su
efecto de enfriamiento es localizado. Los mismos
también son causantes de lluvias ácidas y mala
calidad del aire, problemas que son necesarios
abordar. Esto significa que no debemos confiar
indefinidamente en el efecto de enfriamiento de
los aerosoles.
Existe nueva evidencia más fehaciente que
lleva a afirmar que el cambio climático ya ha
comenzado.
El clima varía en forma natural, lo que hace difícil
identificar los efectos del aumento de los niveles
de gases de efecto invernadero. Sin embargo, un
conjunto de observaciones cada vez mayor traza
la imagen colectiva de un mundo en fase de
calentamiento. Por ejemplo, el patrón de las
tendencias de la temperatura en las últimas
décadas se parece al patrón de calentamiento por
efecto invernadero pronosticado por los modelos;
es improbable que estas tendencias se deban
completamente a las fuentes conocidas de la
variabilidad natural. Siguen existiendo, sin
embargo, muchas incertidumbres como, por
ejemplo, de qué forma influirán en el clima del
futuro los cambios en la cobertura de nubes.
Los modelos climáticos prevén que la
temperatura media global aumentará entre 1.4
y 5.8 ºC (2.5 a 10.4 ºF) para el año 2100.
Esta proyección se hace utilizando el año 1990
como línea de base y asume que no se adoptarán
Ilustración esquemática del sistema climático
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Fuente: IPCC 1995
CUESTIONARIO WORK PAPERS # 9
1. ¿Cuales son los principales gases del efecto invernadero?
2. ¿A que se debe el calentamiento global?
3. ¿Como puede determinar que los cambios climáticos han comenzado?
PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD
DIF’s # 1
UNIDAD O TEMA: Principio de funcionamiento de los equipos
TITULO: Control de Variables
FECHA DE ENTREGA:
PERIODO DE EVALUACIÓN:
Realizar Un informe sobre la visita al laboratorio SAE, donde se debe especificar y explicar los instrumentos
utilizados para los análisis físicos, químicos, biológicos y las variables involucradas Así como también las
técnicas que se utilizan en algunos análisis.
Será elaborado en función a las visitas coordinadas que se realice al laboratorio medioambiental Aqua
Service
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CONCLUSIONES (deberán sintetizar la opinión del grupo):
COMENTARIOS (deberán sintetizar la opinión del grupo):
GRUPO (máximo cinco integrantes):
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PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD
DIF’s # 2
UNIDAD O TEMA: Control de Laboratorio
TITULO: Identificación de los niveles de contaminación
FECHA DE ENTREGA:
PERIODO DE EVALUACIÓN:
1. Control de Variables en una planta de tratamiento de efluentes compacta y otra por lagunaje.
2. Identificar Los niveles de contaminación.
3. instrumentos y ambientes utilizados para los análisis físicos, Químicos, Biológicos y especiales
Realizar una discusión grupal de la temática en base a visitas a las lagunas de Saguapac
CONCLUSIONES (deberán sintetizar la opinión del grupo):
COMENTARIOS (deberán sintetizar la opinión del grupo):
GRUPO (máximo cinco integrantes):
AP. PATERNO AP. MATERNO
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PROGRAMA DE CONTROL DE CALIDAD
DIF’s # 3
UNIDAD O TEMA: Análisis de aguas.
TITULO: Diferencia del agua embotellada con y sin gas.
FECHA DE ENTREGA:
PERIODO DE EVALUACIÓN:
1.
2.
3.
Usted se encuentra viajando por tierras donde el agua para abastecimiento no es segura, y decide
llevar agua embotellada. Desde el punto de vista de salud pública debata si existe alguna diferencia
entre la calidad del agua supuestamente no segura y la embotellada.
¿Qué información hace falta para justificar las conclusiones?
¿Ud., como futuro Ingeniero ambiental que sugerencia daría para garantizar agua segura y porque?
Realizar una discusión grupal de la temática. Finalizando con una valoración a manera de conclusión por
escrito y entregar al docente.
CONCLUSIONES (deberán sintetizar la opinión del grupo):
COMENTARIOS (deberán sintetizar la opinión del grupo):
GRUPO (máximo cinco integrantes):
AP. PATERNO AP. MATERNO
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PRÁCTICA DE LABORATORIO:
Título:
Lugar de Ejecución:
Nº 1
Determinación Espectrofotométrica del MnO4Laboratorio de Química
Nombre y Apellidos:________________________________________________
1. Objetivos
.
1.
Objetivos
_____________________________________________________________

Determinación cuantitativa de la concentración de MnO 4 en una muestra problema
2. Fundamentos
2.1.- Introducción
Un método espectrofotométrico está basado en la medida directa de la absorción de radiación
electromagnética por parte de una muestra, cuantificable a través de la Absorbancia, y la correlación de
esta variable con la concentración de la especie de interés en dicha muestra. Todo analito molecular tiene la
capacidad de absorber ciertas longitudes de onda características de la radiación electromagnética. En este
proceso, la radiación es transferida temporalmente a la molécula y, como consecuencia, disminuye la
intensidad de la radiación. Dicha disminución, debida a la absorción experimentada por el analito, puede ser
cuantificada utilizando diversas magnitudes, siendo la Absorbancia, A, la más comúnmente utilizada en la
espectrofotometría de UV-VIS. Dicha absorbancia se define por la expresión:
A = log PO / P
Donde A es la Absorbancia, P0 la potencia del haz de radiación incidente y P la potencia de dicho haz tras
atravesar la muestra.
2.2.- Ley de Beer
De acuerdo con la ley de Beer, la absorbancia está relacionada linealmente con la concentración de la
especie absorbente, c, y con la longitud de la trayectoria de la radiación en el medio absorbente o camino
óptico, b. Esto es:
A = log PO / P = a b c
donde a es una constante de proporcionalidad llamada absortividad. Cuando la concentración c se expresa
en moles por litro, y b en centímetros, la constante de proporcionalidad se denomina absortividad molar, y
de L cm-1 mol-1. En este caso, la ley de Beer adquiere la forma:
A=ebc
2.3.- Espectros de absorción
Un espectro de absorción es una representación gráfica de la absorbancia de un analito (o de otra magnitud
energía de la radiación utilizada). El máximo de absorbancia obtenido en el espectro de absorción de un
analito, nos dará la longitud de onda que proporciona la mayor sensibilidad posible, y por tanto será la que
se utilizará en el análisis espectrofotométrico de dicho analito. Todas las disoluciones que presentan color,
absorben radiación electromagnética perteneciente al espectro visible, el cual puede dividirse en varias
zonas según se muestra en la tabla siguiente:
Longitud de Onda
(nm)
380-435
435-480
480-490
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Color
Color Complementario
Violeta
Azul
Azul-verdoso
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Verde-amarillo
Amarillo
Anaranjado
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490-500
500-560
560-580
580-595
595-650
650-780
Verde-azulado
Verde
Verde-amarillo
Rojo
Anaranjado
Rojo
Rojo
Púrpura
Violeta
Azul
Azul-verdoso
Verde-azulado
En dicha tabla, la columna del "color" indica la porción del espectro que es absorbida, mientras que la
correspondiente al "color complementario" indica la porción de radiación electromagnética que no absorbe la
muestra y que por tanto es transmitida a través de ella y puede ser captada por el ojo humano (color de la
disolución). Así, por ejemplo, una disolución de color amarillo absorbe la radiación de color azul, y por tanto
cabe esperar que presente un máximo de absorbancia en la zona de longitud de onda en la banda de 435480 nm
2.4.- Análisis Cuantitavivo
Para llevar a cabo el análisis cuantitativo de una especie mediante la espectroscopía de absorción
molecular, es preciso realizar una etapa previa de calibración. En dicha etapa se mide la absorbancia de
varias muestras de concentración conocida, las cuales serán utilizadas para, mediante "comparación",
calcular la concentración de una muestra problema tras medir su absorbancia.Para llevar a cabo la etapa de
calibración, se representa la absorbancia de las muestras de concentración conocida (llamadas patrones) a
la longitud de onda de máxima absorbancia, frente a la concentración de dichas muestras. De esta manera
se obtiene la Curva de Calibración. Según la ley de Beer, el resultado obtenido será una línea recta, cuya
expresión matemática puede ser obtenida mediante un tratamiento de ajuste estadístico por mínimos
cuadrados.
3. Materiales y reactivos









3 matraces aforados de 25 mL.
1 matraz aforado de 100 mL.
2 vasos de precipitado de 100 mL.
2 pipetas graduadas.
2 cubetas para espectrofotómetro
1 frasco de agua destilada
1 pipeteador
Disolución KMnO4 0,1M
Muestra problema
4. Desarrollo.
4.1.- Obtención del espectro de absorbancia.
A. Con una pipeta graduada, tomar 1 mL de la disolución 0,1M de KMnO4 y verterlo en un vaso de
precipitado de 100 mL. Añadir poco a poco, y agitando cuidadosamente, agua destilada hasta que la
disolución resultante presente un color similar al de la muestra problema.
B. Con la disolución preparada se obtendrá el espectro de absorción como sigue:
- Debido al color púrpura de la disolución de MnO4- , podemos predecir la zona del espectro en la que se
obtendrá la máxima absorbancia. Después de poner a punto el espectrofotómetro, con la ayuda del
profesor, seleccionar una longitud de onda 20 nm por debajo del límite inferior del intervalo correspondiente.
- "Hacer el blanco" para dicha longitud de onda. Es decir, toma una de las cubetas y, tras llenarla con agua
destilada (es el blanco para este caso particular), sitúala en el portacubetas del espectrofotómetro y ajusta
la lectura al cero de Absorbancia.
- A continuación llena la otra cubeta con la disolución previamente preparada, sitúala en el
portacubetas y espera unos segundos hasta que la lectura de absorbancia se estabilice. Anota el valor de
absorbancia obtenido para esta longitud de onda.
- Selecciona en el espectrofotómetro una longitud de onda 10 nm superior a la anterior y repite el proceso
anteriormente descrito.
- Repite de nuevo todo el proceso hasta alcanzar una longitud de onda 20 nm por encima del límite superior
del intervalo de longitudes de onda correspondiente al espectro de absorción del MnO4-.
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C. Sobre un papel milimetrado representa el espectr
Selecciona la longitud de onda correspondiente al máximo de absorbancia. Dicha longitud de onda será la
utilizada en el análisis cuantitativo del MnO4-.
4. 2.- Preparación de la recta de calibrado
A. En un matraz aforado de 100 ml, preparar una disolución de KMnO4 0,01 M. Para ello, toma una
cantidad de la disolución de KMnO4 0,1M en un vaso de precipitado y pipetea el volumen ecesario. Viértelo
en el matraz aforado de 100 ml y enrasa hasta la marca con agua destilada.
B. A partir de esta disolución de KMnO4 0,01M, prepara, utilizando los matraces aforados
de 25 ml, y siguiendo el mismo procedimiento experimental, tres disoluciones patrón de KMnO4 de
concentraciones 2 x 10-5 M, 6 x 10-5 M y 1 x 10-4 M.
4. 3.- Medición de los patrones y obtención de la curva de calibrado
A. Siguiendo el procedimiento ya conocido, medir la absorbancia de cada una de las disoluciones patrón a
la longitud de onda seleccionada. Recordar que antes de la medición de cada patrón debe hacerse el
blanco. La medición de la absorbancia de los tres patrones debe realizarse en orden creciente de
concentraciones y utilizando una misma cubeta. Para ello, después de cada medida:
- Desechar la disolución patrón ya medida
- Limpiar la cubeta con agua destilada varias veces
- Limpiar la cubeta con la nueva disolución patrón una vez
- Llenar la cubeta con la nueva disolución patrón y medir
B. Con las absorbancias anotadas para cada una de las disoluciones patrón, representar gráficamente, en
un papel milimetrado, la curva de calibrado en la forma: A vs. c
C. Mediante un ajuste de regresión por mínimos cuadrados, calcular la ecuación de la recta obtenida.
4. 4.- Medición de la muestra problema
A. Siguiendo el procedimiento conocido, medir la absorbancia de la muestra problema.
B. Calcular la concentración de dicha muestra mediante dos métodos:
- Gráficamente, mediante interpolación del valor de absorbancia obtenido
- Matemáticamente, mediante la utilización de la ecuación de la recta de calibrado
4.5.- Resultados experimentales
- Longitud de onda seleccionada: nm
- Ecuación de la recta de calibrado:
- Concentración de MnO4 - en la muestra problema:
a. Gráficamente: M
b. Matemáticamente: M
5. Conclusiones



Dibuja el espectrofotómetro utilizado para la experiencia y detalla las partes que lo
componen, así
también anota el modelo y la marca del mismo.
¿Qué nos indica la longitud de onda donde se obtiene la mayor lectura de absorbancia en la solución de
permanganato de potasio?
¿Para qué nos sirvió encontrar nuestra curva de calibración?
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PRÁCTICA DE LABORATORIO:
Título:
Lugar de Ejecución:
Nº 2
Instrumentos medidores de pH.
Laboratorio de Química
Nombre y Apellidos:__________________________
________________________
2. Objetivos
1. Objetivos
. _____________________________________________________________


Reconocer cada una de las partes de un peachímetro portátil
Comparar las mediciones de ph hechas con un instrumento y con papel tornasol.
2. Fundamentos
2.1.-Definición
El ph es una unidad de medida aceptada y común como un " metro " es una medida de la longitud, y un
"litro" es una medida de volumen fluido El pH es una medida de la acidez o de la alcalinidad de una
sustancia . Es necesario porque, dado que en ciertos casos no es suficiente decir que el agua está
caliente, o no es suficiente decir en ciertos casos que el jugo del limón es ácido, al saber que su pH es 2,3
nos dice el grado exacto de acidez. Necesitamos ser específicos. Al decir que el agua está en 91° C o
196°F expresamos exactamente lo caliente que está. Por lo tanto la medición de la acidez y la alcalinidad es
importante, pero cómo está el pH relacionado con estas medidas?
2.2.-Escala de pH
Los números a partir del 0 al 7 en la escala indican las soluciones ácidas, y 7 a 14 indican soluciones
alcalinas. Cuanto más ácida es una sustancia, más cercano su pH estará a 0; cuanto más alcalina es una
sustancia, más cercano su pH estará a 14.
2.3.-Como se mide el pH
Una manera simple de determinarse si un material es un ácido o una base es utilizar papel de tornasol . El
papel de tornasol es una tira de papel tratada que se vuelve color color de rosa cuando está sumergida en
una solución ácida, y azul cuando está sumergida en una solución alcalina. Aunque otros papeles de pH
pueden ahora proporcionar una estimación más exacta del pH, no son bastante exactos para medir
soluciones fotográficas, y no son muy útiles para medir el pH de líquidos coloreados o turbios. Los papeles
tornasol se venden con una gran variedad de escalas de pH. Para medir el pH, seleccione un papel que dé
la indicación en la escala aproximada del pH que vaya a medir. Si no conoce la escala aproximada, tendrá
que determinarla por ensayo y error, usando papeles que cubran varias escalas de sensibilidad al pH. El
método más exacto y comúnmente más usado para medir el pH es usando un medidor de pH ( o pHmetro )
y un par de electrodos. Un medidor de pH es básicamente un voltímetro muy sensible, los electrodos
conectados al mismo generarán una corriente eléctrica cuando se sumergen en soluciones. Un medidor de
pH tiene electrodos que producen una corriente eléctrica; ésta varía de acuerdo con la concentración de
iones hidrógeno en la solución. La principal herramienta para hacer las mediciones de pH es el electrodo de
bombilla de vidrio. Tal vidrio tiene una composición especial, sensible a los iones hidrógeno. Un tipo de
voltímetro conectado a los electrodos relaciona con el pH la corriente eléctrica producida en la membrana
de vidrio. Para cerrar el circuito y brindar una referencia estable y reproducible, se requiere un segundo
electrodo. El medidor debe estar calibrado con una solución de pH conocido, llamada "amortiguador"
(también solución tampón o buffer) Los amortiguadores resisten las variaciones de pH y tienen valores de
pH específicos a temperaturas determinadas.
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FACULTAD DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA
Dos tipos de electrodos se utilizan para medir el pH, y cada electrodo tiene un propósito específico. El
electrodo " de cristal " tiene un bulbo hecho de composición de cristal especial que es muy selectivo y
sensible a los iones de hidrógeno. Cuando este bulbo de cristal se sumerge en una solución, el voltaje
generado en la superficie de los bulbos se relaciona con el pH de la solución. La determinación del pH con
el medidor es mucho más precisa que con los papeles tornasol. Sin embargo, debe usted dar
mantenimiento y usar correctamente el medidor, así como hacer las mediciones conforme al procedimiento
prescrito.
El otro electrodo se llama " electrodo de referencia " y proporciona un voltaje estable y reproducible cuando
se sumerge en una solución. Cuando los dos electrodos están conectados con un medidor de pH, la
diferencia de voltaje se amplifica y se visualiza en un indicador analógico o digital. Un electrodo que
combine el bulbo de cristal sensible al pH y una celda de la referencia en un cuerpo de electrodo se llama "
electrodo de combinación " y se utiliza de la misma manera que un par del electrodos.
3. Materiales y reactivos







Vasos de precipitados de 50 ml
Varillas de vidrio
Termómetros
Peachímetro portátil marca HANNA
Papel tornasol
Muestras de vinagre, vinos, aguas de lluvia, etc
Soluciones buffer
4. Desarrollo.
4.1.- Reconocimiento del peachímetro .
- Características: Medidor de pH y temperatura, impermeable, microprocesador con un resistente electrodo
y procedimiento visualizado. HI 991000 es un nuevo pHmetro con carcasa impermeable IP67, de forma
ergonométrica , dotado de una serie modernas características para simplificar y acelerar su trabajo. El
electrodo suministrado HI 1291 está dotado de sensor interno de temperatura. El instrumento da las lecturas
de pH de 0.00 a 14.00 en el primer nivel de la pantalla y de temperatura en el segundo. Aparecen, además
en la pantalla una serie de símbolos y mensajes que señalan el estado del instrumento y guían al operador
en el procedimiento a seguir. Entre las características de HI 991000, la indicación de estabilidad da lectura
del electrodo garantiza la precisión de las medidas. En la pantalla aparece también el nivel de carga
porcentual de las pilas, y el instrumento se apaga automáticamente por el sistema BEPS, cuando el nivel de
carga es demasiado bajo y no puede garantizar la precisión de las lecturas. HI 991000 permite además fijar
las lecturas en la pantalla, y seleccionar la escala de medida en grados Celsius o Fahrenheit. El instrumento
tiene dos sets de valores de calibración pH memorizados para la calibración automática (pH 4.01, 7.01,
10.01 o bien pH 4.01, 6.86, 9.18), para elegir el más idóneo para las muestras. Los valores de calibración
enfocados a la producción pueden volver a ser llamados en cualquier momento. Los planteamientos
memorizados por el usuario y los datos de calibración no se borran cuando se reponen las pilas.
-especificaciones: Aquí se puede conocer datos del instrumento que son muy necesarios a la hora de hacer
uso de el.
HI 991000
RANGO
0.00 a 14.00 pH ; 0.0 a 60.0º C
RESOLUCIÓN
0.01 pH ; 0.1° C
PRECISIÓN (@20°C)
±0.01 pH ; ±0.5
CALIBRACIÓN DE pH
Automática 2 puntos con set de 3 tampones standardmemorizados (7.01/
4.01/ 10.01 ó 4.01/ 6.86/ 9.18)
COMPENSACIÓN DE
TEMP.
Automática de 0 a 60°C
ELECTRODO
HI 1291D electrodo pH con sensor interno de temperatura y amplificador
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con 1 m de cable y conector DIN (incluido)
DURACIÓN Y TIPO DE
PILA
4 pilas 1.5V AA / 1000 horas aprox. de uso continuo
CONDICIÓN DE TRABAJO 0 a 50°C ; RH 100%
DIMENSIONES
150 x 80 x 28 mm
PESO
210 g .
-accesorios incluidos:









Electrodo pH/ºC.
Bolsa de transporte.
Solución de calibración pH 4.01 de 460 mL.
Solución de calibración pH 7.01 de 460 mL.
Solución de calibración pH 10.01 de 460 mL.
Solución de almacenamiento de 460 mL.
Soporte de electrodo.
Goma protectora azul.
Goma protectora naranja.
4.2- Mediciones de pH.
-Con el papel tornasol:Para medir el pH, sumerja varios segundos en las muestras el papel tornasol, que
cambiará de color según el tipo de pH. Los papeles tornasol no son adecuados para usarse con todas las
muestras. Las soluciones muy coloreadas o turbias pueden enmascarar el indicador de color.
-Con el peachímetro portátil: Encienda el peachímetro presionando el botón del lado izquierdo (on/offmode). Seguidamente se calibra el instrumento con soluciones buffer o estándares, de ph 4,7 y 10. A
continuación coloque el electrodo en la muestra que vaya a medir su ph y realice la lectura cuando en la
pantalla desaparezca la imagen de un pequeño reloj, presione el botón de la derecha (set-hold) para
congelar la lectura. El peachímetro arroja la temperatura de la medición, usted la puede comprobar con un
termómetro. Si quiere cambiar la temperatura de grados centígrados a farhenheid debe presionar (mode por
unos 6 segundos).
5. Conclusiones



Dibuje el instrumento con todas sus partes, explicando para que sirven cada una de ellas.
¿Cuál es la evaluación que ha hecho con respecto a las comparaciones de lecturas de ph que se han
realizado tanto con el papel tornasol como con el peachímetro portátil?
Averigue que contienen las soluciones utilizadas para la calibración del peachímetro.
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PRÁCTICA DE LABORATORIO:
Título:
Lugar de Ejecución:
Nº 3
Calibración de un termómetro de Mercurio.
Laboratorio de Química
Nombre y Apellido:_______________________________________________________________
3. Objetivos
1. Objetivos
. _____________________________________________________________

Determinación del punto cero, el factor de escala y la depresión de cero en un termómetro de
mercurio.
2. Fundamentos
Un termómetro de mercurio consta básicamente de un depósito de vidrio que se
prolonga en una varilla provista de un tubo capilar vacío, (ver figura), por el que
asciende el mercurio al dilatarse, como consecuencia de la absorción de calor. Sobre
la varilla se graba una escala graduada. La lectura X en la escala está relacionada
con la temperatura T a la que se encuentra el termómetro. Calibrar un termómetro no
es más que encontrar la relación matemática entre X y T. Para ello, se utilizan dos
temperaturas conocidas que en nuestro caso serán la de fusión del hielo Tf y la de
ebullición del agua, Te. La fusión y la ebullición son transiciones de fase que, a
presión constante, ocurren a una temperatura determinada, que se conoce con
mucha precisión y se mantiene constante a lo largo del proceso de transición. Si la
lectura del termómetro es, respectivamente, Xf y Xe y si suponemos que la relación
entre X y T es lineal, tendremos:
T= Tf+(Te – Tf )(X- Xf)= Tf + q(X- Xf)
(Xe - Xf)
Esta es la ecuación de la recta que pasa por los puntos (Tf,Xf) y (Te,Xe). La
pendiente de la recta q
factor de escala termométrica.La temperatura de
fusión del agua apenas se ve afectada por los cambios de presión, de modo que
podemos tomar Tf =0ºC. En este caso, la lectura Xf se denomina punto cero del
termómetro. Por el contrario, la temperatura de ebullición Te es muy sensible a la presión. Por ello, para
calibrar el termómetro necesitaremos conocer con bastante precisión la presión atmosférica en el laboratorio
y, a partir de ella, la temperatura de ebullición Te.
3. Materiales y reactivos



Calorímetro de Regnault y mechero.
Termómetro a estudiar.
Vaso de vidrio, hielo.
4. Desarrollo.
4.1. Determinación del punto cero
En un vaso con hielo finamente picado se introduce el termómetro. Para estar seguros de que el sistema
está en el punto de fusión, es preciso añadir una cierta cantidad de agua destilada mezclándola bien con el
hielo y esperar (unos 5 minutos) hasta que el nivel del mercurio en el termómetro se estabilice; cuando esto
ocurre, el nivel del mercurio marca el punto cero del termómetro, Xf. La lectura ha de realizarse con cuidado
para evitar el error de paralaje.
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4.2. Determinación de la presión en el laboratorio y del factor de escala
Se vierte agua en el calorímetro hasta aproximadamente los 2/3 de su volumen. A continuación se introduce
el termómetro de manera que su bulbo quede fuera del agua. Se enciende el mechero y se espera a que
hierva el agua durante unos minutos, al cabo de los cuales hacemos la lectura Xf. .Para determinar la
temperatura de ebullición del agua, es necesario conocer la presión atmosférica H (en mm de Hg). Para ello
disponemos de un barómetro de mercurio situado en la pared cercana a la puerta del laboratorio. El
barómetro cuenta con un nonius que hay que colocar manualmente a la misma altura que el menisco de la
columna de mercurio (evitando siempre errores de paralaje). Una vez que se ha colocado el nonius a la
altura correcta, se toma la lectura ht que nos indica la altura de la columna. En el Apéndice 2, se explica
cómo realizar la lectura del nonius. La presión atmosférica es igual a la altura multiplicada por la densidad
del mercurio y por la aceleración de la gravedad. Sin embargo, la densidad del mercurio depende
ligeramente de la temperatura y la aceleración de la gravedad depende ligeramente del lugar en donde nos
encontremos. Como el barómetro está calibrado para 0º C y para g = 9.8 m/s2, tendremos que corregir la
lectura ht para eliminar estos dos efectos.
a) Corrección de temperatura
Como hemos dicho, el barómetro está calibrado para medir a 0ºC y, a la temperatura del laboratorio, tanto la
escala metálica como el mercurio sufren una dilatación que altera la medida.La lectura de la presión debe
corregirse en la forma:
ho=ht-Ct
en donde la Ct es una cantidad con dimensiones de mm de Hg, cuyo valor depende de la temperatura. El
fabricante del barómetro proporciona el valor de Ct para un rango amplio de temperaturas en la tabla que se
encuentra junto al barómetro.
b) Corrección de gravedad
La aceleración de la gravedad g es función de la altura sobre el nivel del mar, z, y de la latitud geográfica f
del lugar en donde nos encontremos. La corrección debida a estos efectos puede calcularse mediante la
expresión:
H= ho (1-0.00265 cos 2f-0.00000031 z)
con z expresado en metros. En Madrid f = 40º24' y z = 655 m.
H es, en mm de Hg, un valor preciso de la presión atmosférica en el laboratorio. Finalmente, a partir de H, y
consultando la tabla que está junto al barómetro, puede encontrarse con precisión el valor de Te.
4.3.- Depresión del cero
Si inmediatamente después de observar el punto de ebullición, introducimos el termómetro de nuevo en el
hielo para volver a determinar el punto cero, observaremos que el nivel del mercurio está por debajo de la
lectura anterior Xf. Ello se debe a la histéresis del vidrio, el cual no recupera instantáneamente el volumen
primitivo después de haberse dilatado. Si la nueva lectura es X'f , a la diferencia Xf — X'f , se la denomina
depresión de cero. Este valor no aparece en la ecuación Sin embargo, nos da información valiosa sobre la
fiabilidad del termómetro, especialmente cuando se miden temperaturas que varían rápidamente.
4.4. Resultados
Los resultados que se deben obtener de esta práctica son:


Determinación del punto cero con su correspondiente incertidumbre.
ebullición del agua con su incertidumbre.


laboratorio.

[1], medir la temperatura ambiente en el
5. Conclusiones


¿Qué se entiende por calibración de un instrumento?
¿A qué se denomina error de paralaje y como se evita al hacer la lectura en un termómetro?
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



¿Cuál sería el procedimiento para calibrar un termómetro en grados Fahrenheit?1 ¿Cuáles serían
las fórmulas que habría que cambiar y como deberían escribirse?
¿Podría obtenerse el punto cero del termómetro introduciendo éste en un bloque de hielo
directamente?
¿Por qué el hielo ha de estar finamente picado y mezclado con agua líquida?
¿Qué porcentaje de incertidumbre se cometería en la medida de la presión atmosférica, si
no se tuviera en cuenta:
a) la corrección por temperatura?;
b) la corrección por gravedad?;
c) Ninguna de las dos correcciones?
PRÁCTICA DE LABORATORIO:
Nº4
Título:
Determinación de presión atmosférica y humedad relativa.
Lugar de Ejecución:
Laboratorio de Química
Nombre y Apellido:_______________________________________________________________
4. Objetivos
1. Objetivos
. _____________________________________________________________


Medir la presión atmosférica.
Determinar la humedad relativa y la presión de vapor de agua atmosférico.
2. Fundamentos
Barómetro de mercurio
La masa de aire que envuelve a la Tierra, la atmósfera,
determina, a causa de su peso, una presión sobre
todos los objetos situados sobre su superficie. En un
lugar determinado el valor de la presión atmosférica
experimenta variaciones que están relacionadas, en
parte, con los cambios que sufre el estado del tiempo.
Sobre la superficie terrestre y a nivel del mar, la presión
atmosférica varía alrededor de un valor de 1013300
dyn/cm2 (o barias) = 1013 mb. Este valor de presión
puede tomarse como unidad de medida y recibe el
nombre de atmósfera.La presión atmosférica puede
medirse utilizando el barómetro de mercurio (ver figura 1), con la célebre experiencia de Torricelli: un tubo
de vidrio cerrado por un extremo, de unos 100 cm. de longitud, se llena completamente de mercurio y
evitando que éste se vierta, se invierte e introduce el extremo abierto en el mercurio contenido en una
cubeta, situando el tubo en posición vertical. Torricelli llevó a cabo esta experiencia, en el año 1643, y
observó que el nivel del mercurio descendía dentro del tubo, hasta quedar una columna (columna
barométrica) de unos 76 cm sobre el nivel del mercurio en la cubeta. La diferencia de niveles, h, del
mercurio en el tubo y en la cubeta nos permite calcular la presión atmosférica. El espacio que se forma
sobre la columna barométrica (cámara barométrica) sólo contiene vapor de mercurio, cuya presión podemos
pasar por alto por ser muy baja a las temperaturas ordinarias. Si es ñ la densidad del mercurio y g la
aceleración gravitatoria, la presión atmosférica será P = ñgh.
2.1. Lectura del barómetro. La lectura de la altura h de la columna barométrica se efectúa, en el caso de
los instrumentos de precisión normales en los laboratorios de Física, sobre una escala graduada en
milímetros, grabada sobre un cilindro de latón que rodea y protege el tubo de vidrio.
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En este cilindro hay dos ventanas, en posición anterior y posterior que permiten observar el extremo de la
columna de mercurio cuya posición se puede precisar mediante un nonius corredizo accionado mediante un
tornillo. La lectura se realiza como se indica en la figura 3. La envuelta de latón lleva adosado un
termómetro, en el que se leerá la temperatura a que se encuentra el instrumento en el momento de efectuar
la lectura.
2.2. Correcciones barométricas. Para determinar el valor de la presión atmosférica a partir de la lectura
del barómetro deben aplicarse varias correcciones:
2.3. Corrección de temperatura. Es la corrección más importante y en muchos casos es la única que es
necesario hacer. El objeto de esta corrección es tener en cuenta la dilatación que experimenta, por aumento
de temperatura, tanto la columna barométrica como la escala graduada. Se debe reducir la lectura a 0°C y
así, si es h la lectura barométrica y t la temperatura del instrumento, la corrección de temperatura será:
Donde á = 181.5 10-6 °C-1 es el coeficiente de dilatación cúbica del mercurio, ß = 18.4 10-6
°C-1 es el coeficiente de dilatación lineal del latón que está fabricada la escala.
Con los valores obtenidos tabulando la expresión (13-1) se ha construido la Tabla I del apéndice, que nos
proporciona directamente el valor de la corrección a aplicar para distintas temperaturas y lecturas
barométricas.
2.4. Corrección de gravedad. El valor de la aceleración gravitatoria, g, depende de la latitud geográfica del
lugar donde se opere y de la elevación, h, sobre el nivel mar. El valor de g viene dado por la ecuación de
Helmert,
Expresándose h en cm y la aceleración gravitatoria en cm/s2. En esta expresión g45 =
980.616 cm/s2 es la aceleración gravitatoria a 45° de latitud y al nivel del mar. ë es la latitud en grados (°).
Si a la lectura barométrica corregida de temperatura, la llamamos h0, y llamamos h0' a la altura barométrica
en condiciones de gravedad normal gn = 980,665 cm/s2, será
y teniendo en cuenta (13-2) entonces
,con:
También se han construido tablas que facilitan la aplicación de esta corrección y que se encuentran en el
Apéndice de este manual.
2.5. Corrección de capilaridad. Esta corrección depende del diámetro del tubo, y es prácticamente
constante para un barómetro dado. Es consecuencia de la depresión que experimenta la columna de
mercurio en el tubo, debido a las fuerzas de tensión superficial.
El menisco es convexo, ya que el mercurio no moja el vidrio y en consecuencia la altura de la columna
barométrica es algo inferior a la que tendría si no existiese el fenómeno de capilaridad. El valor de la
corrección, que suele ser pequeño, debe sumarse siempre a la lectura barométrica, y se obtendrá del
diámetro interno del tubo y de la altura del menisco.
Diámetro del tubo = +-0.05 mm. En el caso de no tener el valor en la tabla procédase de la siguiente forma:
puede verse que para un valor del menisco fijo, la relación entre el diámetro del tubo (x) y la altura del
menisco (y) es aproximadamente exponencial. Por tanto, en general será de la forma y = B eAx. Calculando
el logaritmo neperiano en ambos lados se tiene que ln y = Ax + ln B. Entonces si se define t = ln y, A' = A, B'
= ln B, tendremos t = A' x + B. Entonces existe una relación lineal entre t y x. Procédase ajustar por
mínimos cuadrados los datos de x y t. Y con los valores de A' y B' , determinar la corrección que debe
sumarse al valor medio.
2.6. Psicrómetro:
En el aire existe vapor de agua en cantidades variables. Se denomina humedad absoluta a la masa de
vapor de agua contenida en un m3 de aire. A las temperaturas del ambiente, da la casualidad de que la
humedad absoluta, en g/m3 viene expresada, con aproximación suficiente, por el mismo número que mide,
en tor, la presión Pv del vapor de agua existente en el aire. (Por ejemplo, si Pv = 11 tor, en un m3 de aire
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habrá 11 g de agua en estado de vapor). En general, el aire no está saturado de vapor: es decir, la presión
Pv del vapor que contiene suele ser inferior a la presión de vapor saturante Ps a la misma temperatura. El
cociente Pv/Ps, expresado en tanto por ciento, se denomina humedad relativa o estado higrométrico del aire
U. Tenemos pues:
El valor de U representa, para nosotros, un dato mucho más importante que la humedad absoluta. En
efecto, si Pv = Ps, es decir si la humedad relativa vale 100% el aire está saturado de vapor, lo cual indica
que el agua, y el sudor de nuestro cuerpo, no podrán evaporarse y que bastará que un cuerpo esté
ligeramente más frío que el aire para que en su superficie se condense el vapor en forma de gotas (rocío).
Lo contrario ocurrirá si Pv/Ps es muy inferior a la unidad; diremos entonces que el "aire es seco" porque la
evaporación será rápida y los cuerpos higroscópicos no se humedecerán fácilmente. Si la temperatura del
aire es alta, esto podrá ocurrir incluso con valores elevados de la humedad absoluta porque ya sabemos
que Ps aumenta mucho con la temperatura. Puesto que el vapor de agua no saturante se comporta como
un gas, la presión que ejerce es proporcional a la cantidad de agua existente en un volumen dado de aire,
de modo que la relación Pv/Ps equivale al cociente entre la cantidad de vapor de agua que el aire contiene y
la que contendría si estuviese saturado, a la misma temperatura. Es decir Pv/Ps = mv/ms.
El Psicrómetro es un instrumento constituido por un termómetro ordinario (termómetro seco) que nos da la
temperatura t del aire, y por otro termómetro idéntico al anterior (termómetro húmedo), cuyo depósito se
recubre de una muselina empapada en agua (ver Fig. 4). Si el aire estuviese saturado, la evaporación sería
nula y la humedad relativa 100 %. En general, el aire no está saturado y el agua de la muselina al
evaporarse, enfriará el termómetro húmedo, que señalará una temperatura t' < t. Evidentemente, la
diferencia t - t' aumenta si la humedad relativa disminuye. La presión de vapor Pv existente en el aire viene
dada por:
Donde Ps', es la presión de vapor saturante del agua a la temperatura t' del termómetro húmedo; P es la
presión atmosférica; t y t' son, como se ha dicho, las temperaturas seca y húmeda; y K es una constante del
orden de 630 °. Mediante tablas que den la presión de vapor saturante del agua a cada temperatura
deducimos Ps' (a partir de t') y Ps (a partir de t). Si calculamos ahora Pv con estos datos podemos
podremos calcular U. En la práctica, se utilizan tablas que dan directamente Pv y U. A partir de t y t'
confeccionadas mediante las fórmulas (13-5) y (13-6), y sustituyendo P por un valor medio de la presión
atmosférica.
3. Materiales y reactivos



Calorímetro de Regnault y mechero.
Termómetro a estudiar.
Vaso de vidrio, hielo.
4. Desarrollo.
4.1. Barómetro
En primer lugar, averigüe de qué tipo es el barómetro del laboratorio. Si se necesita ajustar el fondo de la
cubeta, esta operación la hará el profesor antes de comenzar la sesión de prácticas.
Si el barómetro es del tipo "de sifón y cubeta", hay que efectuar dos lecturas. Se comienza en el visor
inferior y después se pasa al superior. Si es del tipo "escala compensada", sólo hay que hacer una lectura
(en el único visor). En ambos casos se procede del siguiente modo:
• Se desplaza el nonio corredizo, por medio del tornillo correspondiente, hasta que su borde inferior sea
tangente del menisco.
• Se efectúa la lectura: milímetros sobre la escala graduada y la fracción mediante el nonio.
Anote el resultado.
• Lea y anote la temperatura en el termómetro del laboratorio.
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• Efectúe las correcciones necesarias, utilizando las tablas que figuran en el Apéndice de este
Manual.
• Exprese el resultado en mm Hg y en mb (milibares)
4.2. Psicrómetro
• Asegúrese de que la muselina que envuelve el bulbo del "termómetro húmedo" está bien humedecida.
• Lea la temperatura t que marca el termómetro seco" y la t' que marca el "termómetro húmedo".
• Utilizando las tablas unidas al psicrómetro, determine la humedad relativa U.
• Consultando unas tablas de presión de vapor saturante a distintas temperaturas, determine las presiones
de vapor saturante Ps y Ps' a las temperaturas t y t' de los termómetros seco y húmedo, respectivamente.
• Efectúe la lectura, en el barómetro del laboratorio, de la presión atmosférica realizando las correcciones
necesarias.
• Utilizando la expresión (13-5), calcule el valor de la presión del vapor de agua atmosférico y la masa del
vapor de agua por m3 de aire.
• Utilizando la expresión (13-6), determine el valor U de la humedad relativa.
5. Conclusiones





En las condiciones experimentales de la práctica, qué cantidad de vapor de agua, por m3 de aire, sería
necesario para la saturación (U = 100 %).
Cuando se hace funcionar largo tiempo la calefacción en un recinto cerrado, se dice que el
aire se "reseca". ¿Significa esto que haya disminuido la cantidad de vapor de agua del aire del recinto?
Si la temperatura del aire es de 20° C y la temperatura del punto de rocío es de 8 °C, ¿cuánto
vale la humedad relativa del aire? ¿Cuántos gramos de vapor de agua hay por cada m3 de aire? ¿Cuál
es la presión parcial de dicho vapor de agua?
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