Este documento trata sobre la elevación del penacho contaminante emitido por chimeneas industriales. Explica que cuando una chimenea emite contaminantes, estos se elevan inicialmente debido a su velocidad de salida y flotabilidad antes de dirigirse en la dirección del viento. Luego presenta diferentes fórmulas propuestas por Holland, Briggs y otros para calcular la altura de elevación del penacho (ΔH), la cual depende de factores como la velocidad y temperatura de salida, velocidad del viento y estabilidad atmos

1. UNAC
FIARN
CURSO DE CONTAMINACION Y CONTROL DE AIRE
CALSE: ELEVACION DEL PENACHO
DOCENTE: SANTIAGO SAVINO TICONA TOALINO

2. ELEVACION DEL PENACHO
Cuando una chimenea o foco emite un penacho contaminante, lo hace con
una velocidad de salida. Esta velocidad de salida(cantidad de movimiento) y
la flotación fuerza a la emisión n sentido ascendente hacia la atmosfera antes
de adquirir la dirección de viento predomínante.
La altura de esta ascencion se denomina elevación del penacho, ΔH,
Briggs,estudio el fenómeno de la elevación del penacho y empleo michas
formulas y métodos para determinar ΔH. La elevación del penacho puede
tener un efecto en las concentraciones finales a nivel del terreno.
Reduciendolas significativamente. La elevación del penacho aumenta
aumenta la altura efectiva de la chimenea entre u 10 y 200 por 100. los
primeros trabajos sobre la elevación del penacho dieron lugar ala formulas
de Holland u Oak Ridge.

3. FORMULA DE HOLLAND
ΔH = (2VsRs/U)[1,5+2,68x10E-2p(Ts-Ta)/Ts) 2Rs Donde:
Vs= Velocidad de salida de la chimenea, m/s
Rs= radio de la boca de la chimenea, m
U= Velocidad del viento, m/s
P= Presión atmosférica, kP
Ts= Temperatura de salida, K
Ta= temperatura del aire, K
En esta ecuación se incluyen términos tanto para la cantidad de movimiento
como para la flotación, estando este ultimo basado en el análisis de
fotografías de penachos llevadas acabo en Oak Ridge, desde entonces han
aparecido otras otras muchas formulas y las recomendaciones de Briggs, son
las mas completas.
H= h

4. FORMULAS DE BRIGGS
A) Para condiciones NUTRALES o INESTABLES (ESTABILIDAD A,B,C o D):
Para X < Xf:
ΔH = (1,6F⅓ X⅔)/U
Donde:
Xf= distancia aguas abajo a partir de la cota máxima de la elevación del
penacho, m
U= velocidad del viento, m/s
F= Parámetro de flujo de flotación
ENTOnCES:
F= gVs(Rs)2 (Ts-Ta/Ts) m4/m3
Y
Xf = {(2,16F0.4xHs0,6) para Hs < 305 m
674(0,4) Para Hs > 305 m

5. PARA X>XF
ΔH= (1,6F⅓ X⅔)/U[0,4+0,64(X/XF)+2,2(X/Xf)2](1+0,8 X/Xf)-2
Ecuaciones para centrales térmicas de combustibles fósiles de mas de
20 MW.
ΔH={(1,6F⅓ X⅔)/U Para x < 10 Hs
{1,6F⅓ (10Hs)⅔ Para x > 10 Hs
Para condiciones (E,F):
ΔH= 2,6(F/US)⅓
Donde:

6. Donde
S es un parámetro de estabilidad
S= g/Ta(ΔTa/Δz + 0,01 °C/m)

7. PROBLEMAS
1.- Una central térmica de 915 MW con un factor de carga de 72,5 y
un rendimiento del 40 por 100 emplea carbón como combustible. El
carbón tiene un contenido en azufre de 1 por 100 y una capacidad
calorífica de 30 Mj/kg. La altura de la chimenea es 200 m con un
diámetro en la parte superior de 7 m. Si prevalecen condiciones
neutrales, determinar la concentración máxima en el terreno de SO2
a 1, 10 y 100 km de la planta. Datos: U10=4 m/s, Ts= 150°C, Ta= 20°C y
Vs=15 m/s.
Solucion:
915 MW de potencia= 3.294x10E3 MJ/h
Carbon demandado=(3.294x10E3x 0,725)/0,4x30 = 199 t/h

8. continuación
Azufre al 1% = (1/100)x199=1,99 t/h
Dioxido de azufre SO2 = S + O2
Masa atómica 32 32
Dioxido de azufre = 1,99 t/h +1,99 t/h = 3,98 t/h
Tasa de emisión de SO2 = 1,1 kg/s
Velocidad del viento en la boca de chimenea= Us=U10(z/10)p
Para u terreno rural = p ~ 0,16
Us= 4(200/10)0,16 = 6,5 m/s

9. ELEVACION DEL PENACHO CON LA FORMULA DE BRIGGS
Flujo por flotación:
F= gVsRs(2)(Ts-Ta/Ts) = 9,81x15x3,5(2)(423-293)/423) =553 m4/s3
Distancia a la elevación total del penacho
Xf= 2,16F0,4Hs0,6=2,16x553E0,4x200E0,6=648 m
Para x = 1 km
ΔH= (1,6F⅓ X⅔)/Us=1,6x553E⅓x648E⅔/6,5= 150,5 m
PARA 10 Km y 100 km
ΔH= 320 m

10. PROBLEMA 2
Para la central térmica de 915 MW del ejemplo anterior, calcular la altura efectiva de chimenea bajo
condiciones neutrales como inestables, empleando (a) la ecuación de Holland y b) la ecuación de
Briggs. En condicion inestable es tal que (ΔH/ΔZ)= 2°C/km, determinar c) la elevación del penacho
empleando la ecuación de Briggs apropiada
Radio de boca de chimenea= 4 m
Altura de chimenea= 250 m
Temperatura ambiente= 20°C
Velocidad de salida del gas= 15 m/s
Temperatura de salida del gas= 140°C
Presión atmosférica= 100 kP
Velocidad del viento en la boca de la chimenea= 5 m/s

11. SOLUCION
a) Usando la ecuación de Holland
ΔH = (2VsRs/U)[1,5+2,6E-2P(Ts-Ta/Ts)2Rs], Entonces
ΔH = 2x15x4/5[1,5+2,6E-2(413-293/413) 8] = 181,0 m
b) Ecuación de Briggs para condiciones neutrales e inestables
ΔH = 1,6F⅓ Xf⅔/U Luego
F= gVsRs(2)(Ts-Ta/Ts)= 9,81x15x4(2)(413-293/413)=684 m4/s2.
Xf= 2.16x684elev0,4 x250 elev0,6= 807 m
ΔH = 1,6x684⅓x807⅔/5= 244 m
Por tanto para condiciones neutrales o inestables, las ecuaciones de
Briggs dan ΔH = 244 metros,

12. SOLUCION
C) Para condiciones estables (E o F) tenemos la siguiente ecuación
ΔH =2,4(F/US)⅓ donde
S= (g/Ta) (ΔT/ΔZ+0,01)= (9,81/293)(0,002+0,01)= 4E-4
ΔH = 2,4(684/5x4xE-4)⅓ = 168 m
Se puede apreciar que la elevación del penacho es aproximadamente
del mismo orden que la alura de la chimenea

13. PROBLEMA 3
Determinar la altura de chimenea para una emisión industrial de 150
kg/dia de 1,2 –diclorometano (C4H4Cl2), si existe un complejo
residencial situado a 1,5 km aguas abajo y en limite de concentración
en el ambiente no debe superar los 700 ug/m3. el 85 % del tiempo
prevalecen las condiciones neutrales (D) y esta debe emplearse como
condición atmosférica de diseño. Las características son: Velocidad de
salida del gas =15m/s; temperatura de salida del gas=150 °C; Diámetro
de la boca de chimenea= 3m; Temperatura ambiente= 20°C; U10=
4 m/s (suponer Us ~ 6 m/s); Q= 150 kg/dia =1,7 g/s.
Solucion
Utilizado los grafico para determinar σy, σz

14. De gráficos tenemos:
σy = 100 m
σz = 33 m luego reemplazando en la ecuación correspondiente
C(x=1,5km; y=0; Z=0)= (Q/π σy σz U) exp[-½(H/σz)2]
700E-6= (1,7/3,1416x100x33x6) exp[[-½(H/σz)2]
Calculando H= 84 m
Sabemos que el penacho efectivo es:
H= 84 m= Hs + ΔH; para determinar Hs se itera en la siguiente ecuación
de Briggs.
ΔH= 1,6F⅓ x (10Hs)⅔/U

15. Continuación
F=gVsRs(2)(Ts-Ta/Ts) = 9,8x15x(1,5)2(423-293/423)=102
Si Hs=50 m; ΔH= 1,6x102⅓x500⅔/6=156 m (demasiado alto)
Si Hs=30 m; ΔH= 1,6x102⅓x300⅔/6= 55,83 m (demasiado alto)
Si Hs=10 m; ΔH= 1,6x102⅓x100⅔/6= 53,68 m (demasiado bajo)
Si Hs=15 m; ΔH= 1,6x102⅓x150⅔/6= 70,34
Si Hs = 29,20 ΔH = 54,83
84 = Hs + ΔH

16. Problema 4
Se desea construir una fabrica en la ciudad de Arequipa con dos
chimeneas. Se calcula que la emisión de cada chimenea será de
1,4E7 m3 diarios de gases a una temperatura de 80°C, con un
caudal máximo de sustancias contaminantes de 0,9 kg/s. La
concentración de contaminante a nivel del suelo no debe exceder de
280 ug /Nm3 (media 24 horas). Si en Arequipa la temperatura media
es de 17°C y el índice climatológico de 5,08, calcular la altura mínima
que deben tener las chimeneas.
SOLUCION
Para realizar el calculo de la altura de chimeneas en
instalaciones industriales pequeñas y medianas que
emiten un máximo de 720 kg/h de gases o de 100 kg/h
de partículas solidas se empleara:

17. Desarrollo
Para realizar el calculo de la altura de chimeneas en instalaciones
industriales pequeñas y medianas que emiten un máximo de 720 kg/h
de gases o de 100 kg/h de partículas solidas se empleara:
Nota: los valores de Ic temperatura media de las diferentes Gobiernos
Regionales se recogen en el SENAMHI…………………………..…………

18. COMENTARIO
En primer lugar de transforman todos los datos facilitados por el
enunciado a las unidades adecuadas para sustituirlos en la ecuación
anterior, y se calculan los parámetros A y ΔT. En nuestro caso F=1 ya
que la emisión de la chimenea es gaseosa.
Qg= (1,4E7m3/dia) (1dia/24 horas)= 5,83E5 m3/h
Qm= (0,19 kg/s) (3600 s/h)= 684kg/h
Cm= (280ug/Nm3) (1mg/E3ug) = 0,28 mg/Nm3
ΔT= 80-17= 63°C
A= 70 Ic = 70 x 5,08= 355,6

19. CALCULO
Finalmente se sustituye en la ecuación facilitada.
H = 355,6 x 684 x1/0,28 x 3 2/5,84E5x63
H= 57,4 m

20. PROBLEMA 5
Una población posee un hospital en cuyo tejado se ha construido un
helipuerto, y en mismo emplazamiento del hospital se ha instalado una
incineradora. La chimenea de la incineradora mide 280 m de alto y la altura
de la columna de humo es de 110 m. La chimenea emite 4800 g/s de cierto
contaminante gaseoso, y la velocidad del viento es de 3m/s. La trayectoria de
los helicópteros que llegan al hospital es perpendicular al penacho y se
encuentra a 5,5 km en la dirección del viento desde la incineradora. Se ha
determinado que no es seguro para los helicópteros pasar a través de
cualquier parte del penacho que tenga una concentración promedio de
contaminante superior a 500 ug/m3. Tampoco es seguro volar debajo de el,
de modo que los helicópteros siempre deben volar por encima del penacho.
¿Cuál es la altura mínima a la que deben volar? Resolver el problema para la
clase de estabilidad F, y considerando que el contaminante es absorbido y no
reflejado por el suelo. Nota: suponer que la velocidad del viento no varia con
la altura.

21. DESARROLLO
1. En primer lugar se calcula los coeficientes de dispersión turbulenta
a partir de las ecuaciones de Martin, tomando los coeficientes de la
tabla ya conocida para x > 1y una clase de estabilidad F.
σy = 156,08 m
σz = 36,48 m
A continuación reemplazamos los datos en la ecuación de dispersión
apropiada.
. Si el contaminante es absorbido por el suelo se usara
C(x,y=0,z)= (Q/2π σy σz U) exp(-½( y/ σy)2expo-½(Z-390)2/ σz
Z=

22. Problema 6
Se desea construir una planta de energía que consume 1,05 toneladas
por hora de un aceite combustible que contiene 0,6% de azufre, en una
zona donde ya existen otras fuentes que generan SO2. Determinar si la
nueva planta necesitara instalar algún sistema de control de las
emisiones de SO2, para evitar sobrepasar una concentración de 125
ug/m3, en un punto donde la concentración de SO2 debida a las otras
fuentes 95 ug/m3. La clase de estabilidad predominante en la zona es C
y la velocidad del viento 4,2 m/s. Además se sabe que la altura efectiva
de chimenea de la nueva planta es de 58 m y que el punto es estudio
está situado a 600 m en la dirección del viento a nivel del suelo. Nota:
Suponer que la velocidad del viento no varía con la altura.

23. DESARROLLO
En primer lugar se calcula la masa del dióxido de azufre emitido por
segundo, a partir de los datos del combustible.
Qso2= (1,05tcomb/h)x (0,6ts/100ts)x (E6g s/1ts)x(1h/3600s) = 1,75 g/s
A continuación se calcula los coeficientes de dispersión turbulenta para
una estabilidad C y x menor a la unidad, a partir de las ecuaciones de
Martin.
σy = a . X(b) = 104 . 0,6 (0,804) = 65,87 m
σz = c . X(d) +f = 61 . 0,6(0,911)+ 0= 38,30 m
Y sustituyendo en la ecuación del modelo Gaussiano, se tiene.
C(x,y,z)= (Q/(2πxσyσz)exp(-1/2 y(2)/σy(2))[esp(-1/2(Z-He)2/σz(2) +
Exp(-1/2(Z+He)(2)/σz(2)]

24. DESARROLLO
C(600,0,0)= (1,75/2. 3,1416.65,87.38,3) EXP(0) [EXP(-1/2(0-58)(2) +
Exp(-1/2(0+58)(2)]
C(600,0,0)= 1,67E-5 g/m3 = 16,7 ug/m3
Luego la concentración en el punto indicado, será la suma de las
concentraciones debidas a todas las fuentes estos es:
Cso2= 95+16,7 = 111,7 ug/m3

25. PROBLEMA 7
a) Se desea determinar la concentración de dióxido de azufre (e
ug/m3) a nivel del suelo y 500 m en la dirección del viento ocasionada
por u a chimenea que emite 150 g/s de dicho contaminante, en un dia
nublado. La altura efectiva de emisión es de 55 m y la velocidad del
viento a esa altura es de 6,2 m/s; b) En las mismas condiciones
determinar la concentración de SO2 en un punto desplazado 50 m
respecto de la dirección del viento, y una distancia de 500 m de la
chimenea a favor del viento y a nivel del suelo; c) En las mismas
condiciones del apartado a, determinar cual será y donde se producirá
la máxima concentración de SO2 a nivel del suelo y en ladireccion del
viento.

26. PROBLEMA 7X
La materia sedimentable presente en la atmosfera se puede determinar
recogiendo una muestra de la misma a través de un embudo de de 30
cm de diámetro conectado a un deposito. La muestra recogida tras
colocar el muestrador en una azotea durante 30 días registro un
volumen de agua de lluvia de 2,25 litros. En el laboratorio se filtro la
muestra y se estimo que la fracción soluble contenia 200 mg/l de sales
disueltas. El peso del filtro revelo un incremento de peso de 5 mg tras
eliminar completamente la humedad, correspondiente a la fracción
insoluble retenida en el. Calcular el total de la materia sedimentable
(soluble mas insoluble ) expresada como mg/m2x dia depositados.

27. PROBLEMA 8
Un central térmica consume 120 toneladas diarias de u combustible
que contiene C, H, O y N en la siguiente proporción en peso: 84,6 %,
13,2 %, 1,7 % y 0,5 % respectivamente. En la combustión, que se lleva a
cabo en exceso de oxígeno, todo el nitrógeno forma NO, el 88 %p/p del
cual se oxida posteriormente a NO2. Determinar la concentración
(mg/m3) de NO, NO2, NOx emitida por la central sabiendo que esta
genera 74E3 m3 de gases cada hora. Nota. Suponer despreciables los
óxidos de nitrógeno formados a partir del N2 del aire.

28. Desarrollo
En primer lugar se determina el área del filtro
Acirc = πR(2) = π(d/2)(2)=3,1416(30/2)(2) =706,9 cm 2= 0,0707 m2
Por otra parte se puede calcular la masa de la fracción soluble,
multiplicando la concentracion de partículas solubles por el volumen
de la disolución.
200 mg/l disolx2,25 l = 450 mg
Puesto que la masa de la fracción soluble es un dato (5ug),se calcula la
materia sedimentable total (MST) como suma de la fracción soluble
(MSS) y la insoluble (MSI).
MST= MSS + MSI = 450 + 5 = 455 mg

29. Continuacion
Toda esta materia se ha recogido a lo largo de un periodo de 30 días
sobre una superficie de 0,0707 m2.
Luego:
MST = 455 mg/0,0707m2x30 días = 214,5 mg/m2 dia

30. PROBLEMA
Se desea tomar una muestra de aire en un lugar de trabajo para
determinar el plomo contenido en el mismo. El método se basa en
hacer pasar un volumen de aire a través de un filtro en el que queda
retenido el plomo. Seguidamente el filtro se trata con acido nítrico para
extraer el plomo y tras evaporar a sequedad se disuelve en un volumen
de 10 ml. Estimando que la concentración de plomo en el aire no es
inferior a 20 ug/m3,calcular el tiempo mínimo de muestreo requerido
teniendo en cuenta que el caudal seleccionado es de 2 l/min y que el
limite inferior del intervalo de tiempo del espectofotometro de
absorción atómica con el que se va a realizar la determinación analítica
es de 1ug/ml para la línea de 283,3 nm.

31. SOLUCION
A partir de la concentración mínima de plomo en la disolución y su
volumen, se calcula la mas del plomo que ha de quedar retenida en la
misma.
C=m/v = m(Pb) = C .V= 1. 10 = 10 ug

32. PROBLEMA 9
En una central térmica se queman 3000 ton/día de un carbón con un
contenido en azufre de un 1,2 %. Calcular. A) Las toneladas de dióxido
de azufre generadas al año. B) ¿Cuál sería la concentración de dióxido
de azufre sin depurar, expresada en ppm y en mg/m3, si el volumen
total de gases producidos es de 3E7 Nm3/día?. C) ¿Qué cantidad diaria
de carbonato de calcio será necesario añadir a los gases de combustión
para reducir en un 80 % las emisiones de dióxido de azufre,
precipitándolo en forma de sulfato de calcio?.

33. PROBLEMA 10
Un garaje particular de una casa unifamiliar tiene las siguientes dimensiones:
4 m de largo, 4 m de ancho y 3 m de altura. El dueño de la casa introduce el
coche y tras cerrar la puerta del garaje se queda en interior del coche
escuchando música con el motor en marcha. Sabiendo que el valor de la
concentración Inmediatamente Peligrosa para la Vida o la Salud (IPVS) para
el monóxido de carbono es de 1500 ppm CO, calcular cuánto tiempo se
tardara en alcanzar dicho valor en el garaje, teniendo en cuenta que la
emisión aproximada de gases por el tubo de escape de coche, al ralentí, es
de 2,4 Nm3/h y que la concentración de monóxido de carbono en los gases
de escape es de 8,7 g CO/Nm3. Dato considérense condiciones normales
para el tratamiento de los gases. Nota: el parámetro IPVS (concentración
inmediatamente peligrosa para la Vida o la salud) indica la concentración de
contaminante a partir de la cual la exposición puntual puede provocar la
muerte inmediata o daños irreversibles para la salud

34. PROBLEMA 11
Un central térmica consume 120 toneladas diarias de u combustible
que contiene C, H, O y N en la siguiente proporción en peso: 84,6 %,
13,2 %, 1,7 % y 0,5 % respectivamente. En la combustión, que se lleva a
cabo en exceso de oxígeno, todo el nitrógeno forma NO, el 88 %p/p del
cual se oxida posteriormente a NO2. Determinar la concentración
(mg/m3) de NO, NO2, NOx emitida por la central sabiendo que esta
genera 74E3 m3 de gases cada hora. Nota. Suponer despreciables los
óxidos de nitrógeno formados a partir del N2 del aire.

35. PROBLEMA12
En una central térmica se queman 3000 ton/día de un carbón con un
contenido en azufre de un 1,2 %. Calcular. A) Las toneladas de dióxido
de azufre generadas al año. B) ¿Cuál sería la concentración de dióxido
de azufre sin depurar, expresada en ppm y en mg/m3, si el volumen
total de gases producidos es de 3E7 Nm3/día?. C) ¿Qué cantidad diaria
de carbonato de calcio será necesario añadir a los gases de combustión
para reducir en un 80 % las emisiones de dióxido de azufre,
precipitándolo en forma de sulfato de calcio?.

36. PROBLEMA 13
El gas emitido por la chimenea de una central termica contiene, a
460°C diferentes concentraciones de SO2 según el carbón utilizado: a)
2000 ppm y b) 1200 ppm. Si la emisión de gas es de 25000 m3/min
¿Cuál será la emisión de SO2 expresada en g/s en cada uno de los
casos?

37. PROBLEMA 14
El monitor de una estación meteorológica de control de la
contaminación da una concentración diaria promedio de ozono de 20
ug/m3 a 20°C y 1 bar, ¿Cuál será la concentración de ozono en ppb?

38. PROBLEMA 15
La concentración de monóxido de carbono en el humo de un cigarro
alcanza niveles de 450 ppm. Determinar el porcentaje en volumen y la
concentración en mg/m3 a 20°C y a 1,1 atm.

39. PROBLEMA 16
El gas del tubo de escape de un camión contiene un 2,2 % en volumen
de monóxido de carbono, ¿Cuál será la concentrantracion de CO en
mg/m3 a 30°C y 1,02 atm?.

40. PROBLEMA 17
Se utiliza magnesita (carbonato de magnesio) para depurar el dióxido
de azufre producido en una planta térmica en la que se emplea como
combustible carbón con un contenido de azufre del 3,0%. La eficiencia
de la eliminación de SO2 debe ser del 90%, a fin de cumplir con los
requisitos medioambientales impuestos, Calcular: a) Los kg de
carbonatos de magnesio estequiometricos que se necesitan por kg de
azufre en el carbón; b) Los kg de magnesita por tonelada de carbón si
se emplea un 20 % de exceso de carbonato de magnesio y la riequeza
de la magenesita en carbonato de magnesio es del 85%?

41. PROBLEMA 18
Una fabrica de abonos fosfatados emite a la atmosfera una media de 3
Nm3 de gas por kg de abono producido. La concentración promedio en
partículas solidas del gas es del orden de 12 g/Nm3. Calcule la cantidad
de solidos que se emitirían a la atmosfera diariamente, si la fabrica
produce 50 t/dia de abonos. ¿Qué cantidad de partículas tendrá que
recuperase diariamente, mediante los sistemas adecuados, si solo se
permite emitir 80 mg partículas solidas/Nm3?

42. PROBLEMA 19
Una fabrica para el tratamiento de bauxita por vía húmeda, que trabaja
en continuo y procesa 1500 t/dia, emite a la atmosfera 10 Nm3 de gas
por tonelada de bauxita tratada. Si la concentración en partículas de
este gas es del orden de 30 g/Nm3, y se desea disminuirla hasta 200
mg/Nm3, calcule el volumen, expresado en m3, de la escombrera que
se formara durante un año con los solidos retenidos en los filtros. Dato:
La densidad media de la escombrera es de 1,4 kg/dm3.

43. PROBLEMA 20
• 20.- Una norma de la calidad de aire fija para el dióxido de azufre una
concentración de 85 µg/m3 a 20 °C y 1,1 bar ¿Cuál será la concentración
equivalente en ppb?
• 21.- Un método muy frecuente de obtención de cobre es el tratamiento de
sulfuro de cobre con oxígeno, proceso en el cual se libera el cobre metálico
y se genera dióxido de azufre. Si se desea fabricar diariamente 40
toneladas de una aleación cobre-níquel, con un contenido encobre del 18
% Calcule: a) La cantidad diaria de cobre, con un contenido en sulfuro de
cobre del 32 % que habrá que tratar, si el proceso de obtención del cobre
transcurre con un rendimiento del 78 %. B) Si todo el azufre contenido en
el mineral procesado se emitiera a al atmosfera como dióxido de azufre,
¿Cuáles serán las emisiones diarias de este compuesto a la atmosfera,
expresada en kg SO2/día?. C) ¿Cuál será la concentración de este
compuesto en los gases de emisión si se libera n a la atmosfera 6,2E4 Nm3
de gas por tonelada de mineral procesado? Exprésalas en ppm y en mg
SO2/Nm3.

44. PROBLEMAS
• 23.- Para generar electricidad, se queman en una central térmica 4000 t/día de
un carbón que contiene una riqueza en carbono DEL 80% Y UN CONTENIDO EN
AZUFRE DE UN 1,1 %. Calcule a) Las toneladas de dióxido de azufre emitidas a la
atmosfera al año. B) ¿Qué cantidad mensual de caliza, del 85% de riqueza en
carbonato de calcio, será necesario añadir a los gases de escape para reducir en
un 80% las emisiones de dióxido de azufre, precipitándolo en forma de sulfato de
calcio?. C) Las emisiones de dióxido de azufre, una vez depurado, expresadas
ppm y en mg/Nm3, si el volumen total de gases emitidos es de 4E7 Nm3/día.
• 24.- Una industria utiliza como combustible 2 t/día de un carbón que contiene un
90% de C y un 2% de S y emite gases a la atmosfera con un caudal de 1500
Nm3/h. a) ¿Calcular la concentración de partículas en el gas de emisión si un 5%
del contenido en C del carbón se emite en forma de partículas inquemadas. B)
Calcular el contenido de SO2 en los gases de emisión, expresado como mg/Nm3,
suponiendo que no se aplica ningún sistema de depuración. C) Si para depurar las
emisiones de partículas se instala un fieltro de mangas que tiene una eficacia
teórica del 99%, calcular la concentración final de partículas que emite al exterior.

45. PROBLEMAS
• 25.- Si durante un proceso de producción se generan 3 kg de partículas por tonelada de
producto fabricado, y la administración le permite unas emisiones máximas 110 mg/n3,
calcule cual debe ser el rendimiento mínimo del sistema de depuración de partículas a
instalar si el caudal de gases es de 1400 m3 por tonelada de producto fabricado. 6.- Un
garaje posee unas dimensiones de 5m de largo, 4m de ancho y 2,8 m de altura. Si un
coche permaneciera en marcha dentro de el, calcule cual sería la concentraciones de
mg/m3 de monóxido de carbono en el interior al cabo de 3 horas, sabiendo que la
concentración de este compuesto en los gases de escape es de 8 g CO/m3 y que el motor
de coche al ralentí emite 2,4 m3/h de gases de escape. Calcule también en cuanto
tiempo se llegaría a alcanzar la concentración de 1500 ppm de CO, considerada con
Inmediatamente Peligrosa para la Vida o la Salud (IPVS). Nota: Considere condiciones de
1 atm de presión y 20 °C de temperatura para el tratamiento de los gases.
• 26.- Sabiendo que el Valor Limite Umbral (VLT) que indica el porcentaje de oxígeno en el
aire ambiente por debajo del cual pueden considerarse efectos perjudiciales para la salud
es del 18% en volumen, calcule si se correría el riesgo de alcanzarlo en un laboratorio de
dimensiones 8 m de largo, 5 m de ancho y 3 metros de altura en el que se produjera una
fuga total de nitrógeno contenido en 4 botellas de 20 litros cada una, a una presión de
180 atm, y situadas en el interior del laboratorio. Considere que el laboratorio se
encuentra a una presión de 1 atm y 22 °C de temperatura, y que la composición del aire
es de un 21% de oxígeno y un 79% de nitrógeno en volumen.

46. PROBLEMAS
• 27.- Calcule el volumen de sulfuro de hidrogeno que puede obtenerse
a partir de 70 kg de sulfuro ferroso a 47 °C y 750 mm Hg
• 28.- Un gas natural contiene un 94,8% v de metano, un 2,9% v de
etano y un 2,3 %v de nitrógeno. Si el gas se encuentra en un depósito
cerrado a 27°C y1 atm de presión, calcular: a) La presión parcial de
cada componente. B) El volumen de nitrógeno por cada m3 de gas. C)
La densidad de la mezcla en g/cm3

47. PROBLEMAS
• 29.- a) Calcular la cantidad de aire estequiometricamente necesaria
para la combustión completa de 15 litros de gasolina. Expresar el
resultado como litros de aire medidos en condiciones estándar (25°C
y 1 atm), considerando que el aire contiene un 21% de oxígeno. La
gasolina puede ser considerada como una mezcla de octanos (C8H18)
de densidad 0,68 g/cm3. B) Si el rendimiento de la reacción es del
87% ¿Cuál es el volumen de CO2 obtenido.
• 30.- Calcular la densidad de la atmosfera (expresada como moléculas
gaseosas por cada m3) en las siguientes condiciones, y estimar el
porcentaje de disminución respecto del primer valor: a) A nivel del
mar en condiciones estándar. B) En la ozonosfera a 17 mm Hg y –
30°C. c) En la ionosfera a 1,9E-6 mm Hg y 210°C.