UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
INFORME DE MONITORE DE GASES Y PARTÍCULAS CURSO: MINERÍA Y MEDIO AMBIENTE DOCENTE: TUIRO SALVADOR, MARÍA CARMEN ALUMNO: CÉSAR ESTRELLA BAZÁN
LIMA, JUNIO DEL 2017
1. Explique el fundamento de los equipos en el monitoreo de gases y partículas totales en suspensión. ¿Cuál es el objetivo de este monitoreo? Estos instrumentos permiten determinar gases utilizando principios físico-químicos o fotoquímicos característicos de cada gas a evaluar cuantitativamente. Estos equipos están constituidos por una bomba de aspiración, filtro, control de flujo, sensor de reacción del gas y dispositivos de salida analógica y digitales. Así podemos evaluar SO2, CO, NOx, H2S, etc.
2. ¿Qué establecen los protocolos de monitoreo de aire en el sector minería? Explique los criterios que se deben tener en cuenta para el monitoreo de PTS y SO2 LIMITES MÁXIMOS PERMISIBLES
ESTÁNDARES DE CALIDAD AMBIENTAL Parámetro
Período
FORMAS DEL ESTÁNDAR Límite
Dióxido de Azufre (SO2)
Anual
80µg/m3 365µg/m3
PM 10
24 horas Anual
150 µg/m3
Monóxido de Carbono
24 horas 8 horas
Anual
10 000 µg/m3 30 000µg/m3 100µg/m3
1 hora
200µg/m3
1 hora Dióxido de Nitrógeno
50 µg/m3
Formato
Media aritmética anual NE más de 1 vez/ año Media aritmética anual NE más de 3 veces/ año Promedio móvil NE más de 1 vez/ año Promedio aritmético anual NE más de 24 veces/ año
Ozono
8 horas
120 µg/m3
Plomo
Anual2 Mensua l 24 horas 2
1.5µg/m3
Sulfuro de Hidrógeno
-
NE más de 24 veces/ año NE más de 4 veces/ año -
En una unidad minera: Se debe tener en cuenta las toneladas por día de azufre que procesa y de acuerdo a tabla existe un tonelaje diario de emisión máxima permitida de anhídrido sulfuroso SO 2. De este total está permitido expulsar al aire (cuerpo receptor) 350ppm como Límite Máximo Permisible. Las estaciones deben ser colocadas dentro de la unidad minero – metalúrgica: chimeneas, planta de ácido sulfúrico. Para calidad de aire en una ciudad.: Se debe instalar estaciones de monitoreo en las zonas habitadas cerca de la unidad minero - metalúrgica y ayudados por la rosa de vientos (que indica la dirección en la que viaja el viento) podremos realizar una mejor instalación de monitores para controlar el SO 2 despedido a la ciudad. Este valor no debe exceder de 0.06ppm, que es el LMP para la calidad de aire de una ciudad.
3. Calcular el material particulado total en suspensión en ug/m3 y compararlos con el ECA. Peso inicial (g)
Peso final (g)
Peso polvos (ug)
Tiempo (h)
Flujo(m3/ min)
Volumen total(m3)
3.65
3.69
40
24
1.27
1828.8
PTS (ug/m3) 0.0218722 66
ECA: 0.1 ug/m3 La muestra está por debajo del estándar de calidad ambiental.
4. ¿Cuáles son las categorías de ruidos y los límites de calidad de ruido en el Perú? Las categorías son las siguientes: A. En función al tiempo: Ruido Estable: De manera que no presente fluctuaciones considerables (más de 5 dB) Ruido fluctuante: Presenta fluctuaciones mayores a 5 dB por minuto Ruido Intermitente: Presente solo durante ciertos periodos de tiempo Ruido impulsivo: Pulsos individuales de corta duración; suele ser menor a un segundo B. En función al tipo de actividad generadora de ruido: Tráfico automotor Tráfico ferroviario Tráfico aeronaves Plantas industriales Existen tres tipos de ponderación de frecuencia a niveles de alrededor 40, 70 y 100 dB; llamados A, B, C respectivamente. El monitoreo de ruido ambiental, así como los estándares de calidad están expresados en ponderación A, con la abreviación dBA.
En ningún momento podrá exceder los 115 dBA.
5. ¿Cuáles son los límites de emisión de SO2 en una unidad minera? ¿A qué está condicionado? A la actualidad, el límite máximo permisible de SO 2 en una unidad minera es: Concentración promedio 24 horas
80
ug/m3
2009
Concentración promedio 24 horas
20
ug/m3
2014
Está condicionado a la cantidad de azufre que entra en el proceso, según la siguiente tabla:
6. Explique los métodos de mitigación de gases y partículas. Captación de partículas Según el principio en que se basa el proceso de separación de las partículas, pueden establecerse los siguientes tipos de equipos de depuración: colectores, precipitaciones electrostáticas, filtros de mangas, lavadoras y absorbedores húmedos. Colectores inerciales. Ciclones Están formados básicamente por un recipiente cilíndrico vertical donde se introduce tangencialmente el gas portador, cargado de partículas de polvo. La corriente se desvía en círculo y por efecto de la fuerza centrífuga, las partículas se lanzan al exterior al formar la mezcla gaseosa un remolino vertical descendente. Esta corriente en espiral del gas cambia de dirección al llegar al fondo del recipiente y sale por el conducto situado en el eje. Los ciclones son dispositivos útiles y baratos para la captación en seco de polvo ligero o grueso. Sin embargo, la eficiencia de captación de estos equipos es muy baja, sobre todo, en la eliminación de partículas pequeñas, por lo que su utilización se reduce, por lo general, a desempolvado previo al paso de los gases por un sistema más eficaz. Precipitadores electrostáticos Los precipitadores electrostáticos basan su principio de funcionamiento en el hecho de cargar eléctricamente las partículas, para una vez cargadas someterlas a la acción de un campo eléctrico que las atrae hacia los electrodos que crean el campo, depositándose sobre ellos. Los precipitadores más utilizados a escala industrial son los de diseño de etapa única, por su gran capacidad de tratar gases con concentraciones de polvo muy altas. Estos precipitadores pueden separar cualquier tipo de sustancia en forma de partículas, alcanzando eficacias superiores al 99%, siempre que la resistividad eléctrica de las partículas no sea demasiado alta, en este caso será necesario acondicionar la corriente gaseosa con la adición de determinados productos. Filtros industriales El sistema de filtros consiste en hacer pasar una corriente de gases cargados con partículas de polvo a través de un medio poroso donde
queda atrapado el polvo. El filtro de mangas ha sido uno de los más utilizados durante los últimos años, ya que pueden tratar grandes volúmenes de gases con altas concentraciones de polvo. Con este tipo de equipos pueden conseguirse rendimientos mayores del 99%, independientemente de las características de gas, haciendo po sible la separación de partículas de un tamaño del orden de 0.01 micras. Conforme pasa el gas, la capa de polvo depositado sobre el material filtrante, que colabora en el proceso de interceptación y retención de partículas de polvo, se va haciendo mayor, aumentando la resistencia al flujo y la pérdida de carga, lo que obliga a disponer de mecanismos para la limpieza automática y periódica del filtro. Hoy en día, el filtro cerámico ha adquirido una mayor importancia en los procesos de depuración de gases. La eficacia filtrante de este tipo de filtros es muy cercana al 100%, excepto si las partículas son de tamaño submicrónico en su mayor parte, o el tamaño del gránulo o fibra que forman el filtro cerámico es grande. Lavadores y absorbedores húmedos Los lavadores y absorbedores húmedos son equipos en los que se transfiere la materia suspendida en un gas portador a un líquido absorbedor en la fase mezcla gas-líquido, debido a la colisión entre las partículas de polvo y las gotas de líquido en suspensión en el gas. Tecnologías para la depuración de gases contaminantes: Combustión en lecho fluidizado La energía eléctrica se produce en centrales térmicas y la mayoría de ellas queman carbón como combustible, lo cual genera muchos problemas ambientales, por lo que se han desarrollado ‘Tecnologías de uso limpio del carbón’. De esta forma se ha llegado a la
tecnología de combustión en lecho fluido que además de lograr buenos parámetros medioambientales, se consigue un incremento en el rendimiento del proceso de producción de energía eléctrica. Este rendimiento se consigue por la expansión de los gases de combustión en una turbina de gas que se integra en un ciclo combinado con la turbina de vapor. La principal ventaja de esta nueva tecnología es la posibilidad de reducir en el propio proceso de combustión el dióxido de azufre formado a partir del c ontenido de azufre del combustible. Es posible quemar carbones con alto contenido en azufre consiguiendo niveles de emisión de SO2 por
debajo de los límites impuestos por la legislación ambiental, sin la necesidad de utilizar equipos adicionales de desulfuración. Debido a las bajas temperaturas de combustión (860ºC) se puede añadir al lecho un material absorbente barato, como caliza o dolomía, que permite fijar el azufre del combustible en el proceso de combustión. Depuración de los gases de chimenea La producción de energía eléctrica por combustión a altas temperaturas de combustibles fósiles, utilizando aire como comburente, produce gases que contienen óxidos de nitrógeno (NOx) y óxidos de azufre (SO2). Estos gases, emitidos a la atmósfera, pueden ocasionar daños al ecosistema y son muy agresivos por su carácter ácido, por ello es necesario controlar las emisiones de estos gases a partir de una serie de tratamiento para la eliminación tanto de los NOx , como del SO2. Desulfuración de los gases de combustión: La legislación medioambiental ha endurecido los límites de emisión de SO2 de las grandes instalaciones de combustión en la Unión Europea, lo que afecta sobre todo a las centrales térmicas. Por ello, la elección de la tecnología de desulfuración de los gases de combustión es de la máxima importancia en una central térmica. La eliminación de SOx de los gases de combustión puede llevarse a cabo mediante la utilización de absorbedores húmedos (columnas de relleno o de platos) en los que se transfiere el contaminante de la fase gas a la fase acuosa. En estos equipos, debido a la alta superficie de contacto entre gas y líquido, se consigue una alta eficiencia. Otro tipo de proceso de desulfuración de los gases de chimenea es la tecnología de la caliza húmeda, en el que se convierte el SO2 de los gases de chimenea en yeso. Se consigue un alto grado de desulfuración. Otra nueva tecnología sería un proceso biológico de desulfuración de gas de chimenea, mediante el cual al final del proceso, el SO2 de los gases de chimenea se convierten en azufre puro. Se consiguen rendimientos de hasta un 98%. Reducción de los NOX con NH3:
La creciente contaminación por los NOx (NO y NO2) ha decidido a las naciones más avanzadas industrialmente a limitar las emisiones por focos emisores fijos. Para el control de las emisiones de NOx se utilizan técnicas que pueden agruparse en dos tipos principales: Técnicas de control de la combustión, denominadas “primarias” por las que se actúa sobre el quemador o sobre la cámara de combustión, para reducir la formación de NOx en caldera, mediante la disminución de la temperatura de combustión. Técnicas de tratamiento de los gases de combustión o también denominadas “secundarias” que, a su vez, pueden efectuarse en
húmedo o en seco. Entre las técnicas de tratamiento en seco de los gases de combustión, la más utilizada, por su elevada eficacia y selectividad, es la reducción selectiva de los NOx, utilizando como agente reductor amoníaco o urea, en presencia de un catalizador apropiado. Este método se basa en reducir los NOx para la obtención de nitrógeno y agua como productos finales.
