prevencion y control de la contaminacion del aire

FACULTAD DE INGENIERÍA
ÁREA DE CIENCIAS DE LA TIERRA
Nombre de la materia:
PREVENCION Y CONTROL DE LA
CONTAMINACION DEL AIRE
Clave Facultad: ........................ 4087
Clave U.A.S.L.P.: .....................
Nivel del Plan de Estudios: .... VII
Carrera: Ingeniería Ambiental
Clave CACEI:..... IA
No. de créditos: 7
Horas/Clase/Semana: 3
Horas/Práctica (y/o Laboratorio): 1
Horas totales/Semestre: 48 Trabajo extra-clase Horas/Semana: 3
Fecha última de Revisión Curricular: Mayo del 2014
Materia(s) requisito: QUÍMICA AMBIENTAL
OBJETIVO DEL CURSO
Que el alumno conozca las diferentes formas de
prevención y control de la contaminación del aire e
identifique y comprenda los métodos de tratamiento
de limpieza de gases y de partículas de las
emisiones contaminantes.
CONTENIDO TEMÁTICO
Contenido temático y objetivos por unidad.
Unidad 1 Química ambiental de la atmósfera
5h
Objetivo particular:
Presentar parámetros y criterios de calidad del aire
aplicables e introducir al alumno en el tema de la
prevención y el control de la contaminación del aire.
1.1. La atmósfera
1.1.1. Composición atmosférica
1.1.2. Características físicas de la atmósfera
1.1.3. Estratificación de la atmósfera
1.2. Naturaleza, origen y clasificación de los
contaminantes del aire
1h
1.2.1. La contaminación del aire (definición)
1.2.2. Fuentes naturales u fuentes antropogénicas
1.2.3. Tipos de contaminantes
1.2.4. Reacciones químicas y fotoquímicas
1.3. Contaminación atmosférica y cambio
climático
2h
1.3.1. Transferencia de energía en la atmósfera
1.3.2. Balance de radiación de la tierra
1.3.3. Contaminantes del aire y su forzamiento
radiactivo
1.3.4. Reacciones químicas y fotoquímicas
1.4. Escala de problema de la contaminación del
aire
1h
1.4.1. Escala planetaria o global (macroescala).
Ejemplos
1.4.2. Escala regional (mesoescala). Ejemplos
1.4.3. Escala local (microescala). Ejemplos
Lecturas y otros recursos:
Lecturas complementarias especializadas para
ampliar, reforzar e integrar los conceptos y
conocimientos discutidos en clase.
Métodos de enseñanza:
Exposición oral, discusión de temas, estudios de
caso, presentación de temas.
Actividades de aprendizaje:
Investigaciones. Trabajo en equipo.
Unidad 2 Normativa Ambiental en materia de
calidad del aire
7h
Objetivo particular:
Que el alumno observe la normativa ambiental de
competencia federal, estatal y municipal en materia
de calidad del aire y sea capaz de relacionar ésta
con la regulación de las emisiones de las diferentes
fuentes antropogénicas.
2.1. Leyes y Reglamentos de competencia
Federal
3h
2.1.1. Ley General del Equilibrio Ecológico y la
Protección al Ambiente (LGEEPA)
2.1.2. Reglamento de la LGEEPA en materia de
prevención y control de la contaminación de
la atmosfera.
2.1.3. Reglamento de la LGEEPA en materia de
Registro de Emisiones y Transferencia de
Contaminantes.
2.2. Leyes y Reglamentos de competencia estatal
1h
2.2.1. Ley Ambiental del Estado de San Luis
Potosí.
2.2.2. Reglamento de la Ley Ambiental del Estado
de San Luis Potosí en materia de calidad el
aire.
2.3. Reglamentos de competencia municipal. 1h
2.3.1. Reglamento de Ecología del Ayuntamiento
de San Luis Potosí, S.L.P.
2.3.2. Reglamento de Verificación Vehicular.
2.4. Valores guía, normas e índices de la calidad
del aire.
2h
2.4.1. NOM’s en materia de calidad del aire.
2.4.2. NMX’s en materia de calidad del aire.
2.4.3. Valores guía de la Organización Mundial de
la Salud
2.5. Acuerdos y Tratados internacionales.
1h
Lecturas y otros recursos:
Lecturas complementarias especializadas para
ampliar, reforzar e integrar los conceptos y
conocimientos discutidos en clase.
Métodos de enseñanza:
Exposición oral, discusión de temas, presentación
de temas.
Actividades de aprendizaje:
Investigaciones. Trabajo en equipo.
Unidad 3 Gestión de la calidad del aire
6h
Objetivo particular:
Que el alumno conozca los programas y sus
estrategias que se establecen en las ciudades de
México y el extranjero para el abatimiento y control
de las emisiones de contaminantes a la atmósfera.
3.1. Gestión de la calidad del aire
6h
3.1.1. Introducción a la gestión de la calidad del aire
3.1.2. Políticas de gestión ambiental y manejo de
cuencas atmosféricas
3.1.3. Esquemas de regulación industrial (LAU, COA,
RETC)
3.2. Programas de gestión ambiental
2h
3.2.1. Estructura de los programas de gestión de la
calidad del aire
3.2.2. Programas de verificación de las fuentes
móviles
3.2.3. Programas para disminuir las emisiones de
las industrias
3.3. Estrategias de control y mitigación para
mejorar la calidad del aire
2h
3.3.1. Análisis y discusión de las acciones
establecidas en ciudades mexicanas y en el
extranjero para la mejora de la calidad del aire
Lecturas y otros recursos:
Lecturas complementarias especializadas para
ampliar, reforzar e integrar los conceptos y
conocimientos discutidos en clase.
Métodos de enseñanza:
Exposición oral, discusión de temas, estudios de
caso, presentación de temas.
Actividades de aprendizaje:
Investigaciones. Trabajo en equipo.
Unidad 4 Medición de la calidad del aire
11h
Objetivo particular:
Que el alumno conozca los métodos para medir la
concentración de contaminantes en las fuentes
emisoras y en el medio ambiente.
4.1. Medición de los contaminantes en la fuente
emisora
3h
4.1.1. Muestra representativa
4.1.2. Determinación de la concentración
4.1.3. Métodos analíticos estándar
4.1.4. Determinación de gastos de contaminantes
4.1.5. Muestreo isocinético
4.1.6. Emisiones visibles
4.2. Medición de contaminantes en el aire del
ambiente
3h
4.2.1. Selección de métodos
4.2.2. Métodos para medición de gases
4.2.3. Método para medición de partículas
4.2.4. Telemetría
4.3. Caracterización
de
contaminantes
atmosféricos
1h
4.3.1. Técnicas de análisis para los componentes
químicos de las partículas suspendidas
4.3.2. Técnicas de análisis para gases
4.4. Monitoreo de la calidad del aire
2h
4.4.1. Redes de monitoreo atmosférico
4.4.2. Sistemas de gestión de control de calidad
para el monitoreo Atmosférico
4.5. Inventario de emisiones
2h
4.5.1. Métodos de inventario de emisiones
Lecturas y otros recursos
Lecturas complementarias especializadas para
ampliar, reforzar e integrar los conceptos y
conocimientos discutidos en clase.
Métodos de enseñanza
Exposición oral, discusión de temas, estudios de
caso, presentación de temas.
Actividades de aprendizaje
Investigaciones. Trabajo en equipo.
Unidad 5. Sistemas de control de contaminantes
del aire
13h
Objetivo particular:
Que el alumno comprenda el principio de
funcionamiento de los diferentes métodos para la
prevención de las emisiones contaminantes al aire, y
que sea capaz de definir los mecanismos de
prevención y control de la contaminación de una
actividad emisora.
5.1 Prevención y Control de emisiones en la
fuente
4h
5.1.1 Identificación de las actividades
contaminantes. ¿Qué, dónde, por qué, cuándo,
qué se puede hacer…?
5.1.2 Definición de situaciones respecto a la
normativa aplicable
5.1.3 Mantenimiento, calibración y/o reparación de
equipos; Capacitación de personal; Control de
fugas; Cambios de materias primas, Sustitución
de equipo obsoleto,…
5.1.4 Ideas generales de control de la
contaminación del aire
5.1.4.1. Mejorar la dispersión. Uso de chimeneas
elevadas
5.1.4.2. Dispositivos de control corriente abajo
5.1.4.3. Recuperación de recursos
5.1.4.4. El último destino de los contaminantes
5.1.4.5. Minimización del gasto volumétrico y de la
caída de presión
5.1.4.6. Eficiencia, penetración, factor de
descontaminación, nueves.
5.1.4.7. Contaminantes homogéneos y no
homogéneos
5.1.4.8. Volumen y composición de los productos de
combustión
5.1.4.9. Cambio de los gastos volumétricos
5.1.4.10.
Punto de rocío ácido
5.2 Control y eliminación de emisiones
gaseosas
2h
5.2.1 Procesos de condensación
5.2.2 Procesos de absorción
5.2.3 Procesos de adsorción
5.2.4 Procesos de incineración
5.3 Control y eliminación de partículas
5.3.1 Cámaras de sedimentación
5.3.2 Colectores húmedos
5.3.3 Colectores por inercia
5.3.4 Precipitadores electrostáticos
5.3.5 Filtros
5.4 Control de emisiones Fugitivas
1h
5.4.1 Antecedentes
5.4.2 Fuentes de emisión fugitiva
5.4.3 Medición de emisiones fugitivas (Uso del
método 21, Control de las fuentes de área,
Fuentes de partículas)
5.5 Control de emisiones de vehículos
automotores
1h
5.5.1 Sistemas de control para emisiones
vehiculares (Nuevas tecnologías)
5.5.2 Sustitución de combustible
5.5.3 Monitoreo de emisiones vehiculares
(Verificación vehicular)
5.6 Estudio de caso. Control de emisiones en
diferentes giros industriales
2h
5.7 Control de emisiones de ruido
1h
5.7.1 El sonido. Propiedades
5.7.2 Medición del ruido
5.7.3 Control del ruido
6. Unidad 6 Modelación de la calidad del aire
6h
Objetivo particular: Que el alumno entienda las
bases de la modelación del transporte de
contaminantes en aire a la escala local, y que sea
capaz de modelar la contaminación que pueden
producir las fuentes fijas puntuales.
6.3 Modelos a escala local
1h
6.3.1 Ecuaciones de la difusión de los
contaminantes en la atmósfera
6.4 Modelos numéricos simples (El modelo
Gaussiano)
1.5h
6.4.1 Cambio de la velocidad del viento con la
altura
6.4.2 Definición de la estabilidad atmosférica
6.4.3 Los coeficientes de difusión empíricos y y
z
6.4.4 Sobreelevación del penacho (Modelos de
Briggs y de Holland)
6.4.5 Ventajas e inconvenientes del modelo
gaussiano
6.5 Ejercicios prácticos
2h
Lecturas y otros recursos:
Lecturas complementarias especializadas para
ampliar, reforzar e integrar los conceptos y
conocimientos discutidos en clase.
Métodos de enseñanza:
Exposición oral, discusión de temas, estudios de
caso, presentación de temas.
Actividades de aprendizaje:
Investigaciones. Trabajo en equipo.
6.1 Generalidades
0.5h
6.1.1 Meteorología de las capas bajas de la
atmósfera
6.2 Modelos del trasporte y difusión de los
contaminantes en el aire
1h
6.2.1 Modelos numéricos
6.2.2 Modelos físicos
METODOLOGÍA
Exposición del maestro con apoyo de recursos
visuales.
Tareas e investigaciones relacionadas con los
temas.
Exposición de estudiantes de manera individual y/o
en equipo.
Análisis de textos.
Escritura de ensayos y análisis de casos.
Métodos
Clases presenciales, discusión de artículos y
análisis de normas oficiales mexicanas. Tareas y
trabajos de investigación. Ejercicios
Prácticas
Se realizarán visitas a empresas para conocer la
operación de los dispositivos de control de misiones
a la atmósfera.
EVALUACIÓN
Elaboración y/o presentación de:
Primer examen parcial (70% de la
calif/periodo)
Segundo examen parcial (70% de la
calif/periodo)
Tercer examen parcial (70% de la
calif/periodo)
Actividades varias (30% de la calif/periodo)
Examen a título
Incluirá el contenido de las 6 unidades
Examen de regularización
Incluirá el contenido de las 6 unidades
Periodicidad
(semanas)
1
Abarca
Unidad 1, 2 y 3
Ponderaci
ón
23.1%
1
Unidad 4 y 5
23.1%
1
Unidad 5 y 6
23.1%
Asistencia, tareas,
participación
9.9%
continua
Otras actividades académicas requeridas
Tareas y trabajos de investigación. Ejercicios.
Lecturas complementarias.
BIBLIOGRAFÍA
Bibliografía y recursos informáticos
Textos básicos
Nevers N. (1997). Ingeniería de Control de
la Contaminación del Aire. Mc Graw Hill
E. Roberts Alley & Asociates, Inc. (2001)
Manual de Control de la calidad del aire.
Kiely Gerard. (1999) Ingeniería Ambiental.
Fundamentos, entornos, tecnologías y
sistemas de gestión. Mc Graw Hill.
SEMARNAT, SEGAM. Normativa Mexicana
en materia de calidad del aire.
Stanley E. M. 2007. Introducción a la
química ambiental. Reverte.
Allen D.T. & Rosselot K.S. 1997.
Pollution Prevention for Chemical
Processes. Wiley Interscience.
Textos complementarios
Beychock M.R. 1994. Fundamentals of
Stacks Gas Dispersion. Milton R. Beychock
Boubel RW, Fox D., Turner B., Stren C.A.
1994. Fundamentals of Air Pollution.
Academic Press
Freeman H.M. 1998. Manual de Prevención
de la Contaminación Industrial
W. Strauss W y S.J. Mainwaring S.J. 2000.
Contaminación del Aire, Ed. Trillas
Inche, Jorge L. 2004. Gestión de la calidad
del aire: causas, efectos y soluciones.
Instituto de Investigación de Ingeniería
Industrial-UNMSM.
Instituto Nacional de Ecología. 2000.
Gestión de la calidad del aire en México.
ISBN 968-817-467-X
Sitios de Internet
www.semarnat.gob.mx
www.profepa.gob.mx
www.ine.gob.mx
www.segam.gob.mx
http://www.epa.gov/
http://ready.arl.noaa.gov/HYSPLIT.php
http://www.sanluis.gob.mx/index.php