problemas de los examenes del curso 2.006 2.007

2015-2016

INGENIERÍA DEL MEDIO AMBIENTE

Aurelio García Marcos

PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS

CURSOS 2006-2007

Con los problemas y ejercicios originales

PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2006-2007

2


3

PRIMERA SEMANA

FEBRERO CURSO 2006-2007


4


5

PREGUNTAS (5 PUNTOS)

1. La manera usual de referir los datos del análisis de un contaminante gaseoso suele

hacerse en ppm o µg/m³.

a) Si se sabe que la concentración de CO en una muestra es de 210 ppm medido en condiciones normales. Calcular su concentración en µg/m³. (Recordar que un mol

de cualquier gas en condiciones normales, 1 atm y 0º C, ocupa 22,4 l).

Datos:

Peso atómico de C y O: 12 y 16 g/at.g respectivamente.

Análisis del problema:

ppm210 de CO significa que hay ml210 en 1m³ de aire.

La masa de esos ml210 se calculan aplicando la expresión:

nRTPV

Dónde no hay que olvidar el dato que nos dan:

(Un mol de cualquier gas en condiciones normales, 1 atm y 0º C, ocupa 22,4 l)

La fórmula general que relaciona ppm y µg/m³ en cualesquiera condiciones de presión

y temperatura es:

MVM

mgppm *

10*/ 33

Dónde VM es el volumen molar a la P y T de que se trate.

En condiciones normales:

mollatm

KKmollatm

P

RTVM /4,22

1

273*./.082,0


6

Resolución:

Por una parte tenemos:

3

5

3

3

3

322 10

10*1010

m

l

cm

l

m

cmppm

Por otra parte la ecuación general de los gases, nos dice:

RT

PM

V

nRT

M

nnRTPV

En conciciones normales:

KT 273

atmKpaP 13,101

Además:

molCOgCOPm /281612

Sustituyendo valores en la ecuación general de los gases:

lCOg

mollatm

molCOgatm

KKmollatm

molCOgatm

RT

PM

V

n/251,1

/*4,22

/28*1

273**/*082,0

/28*1

Si ahora los 510 l/m³ los pasamos a µg/m³:

3

6

3

52 5,1210

*251,1*1010m

COg

g

g

l

COg

m

lCOppm

3

2 5,1210m

COgCOppmCO


7

Según el equipo docente:

Despejando, 3m

g de la expresión

MVM

mgppm *

10*/ 33

MV

Mppm

m

g*10* 3

3

molgCOPmM /281612

Donde:

mollatmVM /*4,22

Sustituyendo valores:

3323

3/5,12

4,22

28*10*10*1*10* mg

V

Mppm

m

g

M

32 /5,1210 mgCOppmCO


8

2. Una muestra de 100 m³ de lodos de depuradora con un contenido en sólidos del 4% se deseca parcialmente hasta alcanzar un contenido en sólidos del 8%. ¿Cuánto

habrá disminuido el volumen de la muestra de partida?

Resolución:

La composición de partida de los lodos es 4% de sólidos y 96% de agua. Si

consideramos que la densidad es próxima a la del agua, podemos relacionar peso y

volumen así:

,1

2

2

1

P

P

V

V Luego:

04,0

08,0100

2

V

=> 3

2 50mV

Puede apreciarse la reducción tan importante en el volumen de lodos a manipular,

como consecuencia de la parcial desecación de los mismos.


9

3. ¿Qué son los lixiviados y que características presentan?

Solución:

Los líquidos producidos durante los procesos de descomposición de los desechos,

junto con los que resultan de la filtración del agua de lluvia a su través, dan origen a la

formación de los lixiviados que son líquidos muy contaminantes caracterizados por sus

valores extremos de pH, DQO, N-amoniacal, fuerte coloración, así como por un

intenso y desagradable olor.

Los lixiviados que se producen en un vertedero debido a su elevada carga

contaminante, deben tratarse antes de su vertido a cualquier cauce receptor.

Entre los tratamientos que se utilizan podemos citar su transferencia a estaciones depuradoras urbanas o del propio vertedero, tratamientos biológicos (anaerobios y

aerobios), y tratamientos físico-químicos.


10

4. ¿En qué consiste la Evaluación Ambiental Estratégica?

Solución:

Se podría definir la Evaluación Ambiental Estratégica como el procedimiento

destinado a evaluar las repercusiones ambientales de Políticas, Planes y Programas

(PPP) con objeto de, en base a los resultados obtenidos, tomar las decisiones más

adecuadas.

La Evaluación Ambiental Estratégica adelanta la consideración de los aspectos

medioambientales a los momentos en que se definen las políticas planes y programas

(PPP), es decir, integra la política ambiental con todas las otras políticas, de forma que

las consideraciones ambientales adquieren desde un principio la misma importancia e

igual prioridad que las económicas y socioculturales.


11

PROBLEMA

1. Los desechos celulósicos de un agua negra son oxidados cuantitativamente por

bacterias aerobias de las plantas de tratamiento con formación de CO2 y H2O.

a. ¿Cuánto oxígeno se requiere para la degradación de una tonelada de residuos

celulósicos representados por (C6H10O5)n?

b. ¿Cuál será el volumen ocupado por el CO2 que se desprende en CN?

c. ¿Qué otros tipos de tratamiento secundario conoce?

Datos:

Pesos atómicos de C, O e H: 12, 16 y 1 g/at.g respectivamente.


a. Puesto que la demanda biológica de oxigeno, debemos expresarla en mgO2/l ó en

ppm. La forma de proceder será:

Primero tenemos que ver la reacción que tiene lugar, una vez vistos los moles de

Oxigeno que reaccionan con los residuos celulósicos, ya podemos calcular la

cantidad de oxigeno necesaria en miligramos por litro de residuo (teniendo en

cuenta los pesos moleculares del O2, de los residuos celulósicos, así como la

cantidad de muestra)

En estos casos en la reacción de oxidación de la muestra, los reactivos lo

constituyen la muestra y el oxigeno mientras que los productos son CO2 y H2O, es

decir:

OHCOOOHCn 2225106

Esta reacción es necesario ajustarla, para poder obtener los moles de cada

sustancia.

b. El volumen ocupado por 1 mol de un gas en CN, (1 atm, 0º C), lo podemos obtener

de la ecuación de estado de los gases ideales, el problema puede estar en identificar

los gases resultantes, en casos de DBO normalmente solo es CO2:

nRTPV

mollatm

KmolKlatm

P

RTnV /386,22

1

273*/.082,0*1

molmmoll /10*4,22/4,22 33


12

Resolución:

a) Moles en la tonelada de residuos celulósicos:

Ajustando la reacción del análisis:

OnHnCOnOOHCn 2225106 566

Simplificando:

OHCOOOHC 2225106 566

En la reacción ajustada vemos que con cada mol de residuos celulósicos, reaccionan 6 moles de O2.

Puesto que los pesos atómicos de la celulosa y del oxigeno son:

molgOHCPm /16216*51*1012*6)( 5106

molgOPm /3216*2)( 2

Los moles de residuos celulósicos por tonelada de residuos:

5106

5106

51065106

6

84,172.6162

1*

1

10*1 OHCmoles

OHCg

OHCmol

residuostn

OHCgresiduostn

Los moles de oxigeno por tonelada de residuos:

2

5106

25106 04,037.37

1

6*84,172.6 molesO

OHCmol

molesOOHCmoles

Cantidad de O2 por tonelada de residuo:

2

2

6

2

2

22 185,1

10

1*

1

32*04,037.37 tnO

gO

tnO

molO

gOmolesO

Cantidad de O2/tn de residuo 2185.1 tnO


13

b) En la reacción vemos que por cada mol de celulosa que reacciona, se generan 6 moles de CO2

OHCOOOHC 2225106 566

Como anteriormente hemos obtenido que reaccionen 6.173 moles de C6H10O5, el número de moles de CO2, generado será:

2038.376*173.6 COmolesmoles

En el análisis se vio que en CN el volumen ocupado por 1 mol de un gas es:

molmmoll /10*4,22/4,22 33

Por lo tanto el volumen ocupado por los moles de CO2, será:

333 7,829/10*4,22*038.37 mmolmmoles

3830

2mVCO

c) Otros tipos de tratamientos son:

El objetivo principal de los tratamientos secundarios consiste en rebajar la DBO y la

DQO del agua residual, lo que se consigue mediante procesos biológicos,

predominantemente aerobios, pero también anaerobios.

Los sistemas de tratamiento más empleados son: los filtros de goteo; biodiscos y los

procesos de fangos activados, en especial este último. También se utilizan las lagunas

de oxidación.


14

Según la estequiométria de la reacción:

a) Cantidad de O2 necesaria por tonelada de residuo celulósico.

2

2

6

2

2

2

5106

2

5106

51065106

6

185,110

1*

1

32*

1

6*

162

1*

1

10*1 tnO

gO

tnO

molO

gO

OHCmol

molesO

OHCg

OHCmol

residuostn

OHCgresiduostn

Cantidad de O2/tn de residuo2185,1 tnO

b) Cantidad de CO2 que se desprende por tonelada de residuo celulósico:

Puesto que el peso molecular del CO2 es:

Pm (CO2) = (12+2*16) = 44g/mol

2

3

2

3

2

3

2

2

5106

2

5106

51065106

3

63,82910

1*

1

4,22*

1

6*

162

1*

1

10*1 COm

lCO

COm

molCO

lCO

OHCmol

molesCO

OHCg

OHCmol

residuostn

OHCgresiduostn

Por lo tanto el volumen ocupado por los moles de CO2, será:

3830

2mVCO

En el análisis se vio que en CN el volumen ocupado por 1 mol de un gas es:

molmmoll /10*4,22/4,22 33


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SEGUNDA SEMANA

FEBRERO CURSO 2006-2007


16


17

PREGUNTAS

1. En un típico día de verano en la ciudad de Los Ángeles pueden hacerse las

siguientes observaciones:

El contenido de hidrocarburos en la atmósfera comienza a elevarse a las 6 de la

mañana alcanza su máximo dos horas después, para volver a los niveles primitivos

hacia las 10:00 horas.

Explique las anteriores observaciones.

Respuesta:

Las horas en que se emiten más hidrocarburos se corresponden con las horas de más tráfico ya que son los automóviles y los autobuses los máximos responsables de este

tipo de contaminación.

Como consecuencia de la combustión de gasolina y gasóleo a altas temperaturas se

genera NO, que en presencia de oxígeno se transforma en NO2.

El NO2 en presencia de la luz se foto disocia según la reacción:

ONOhvNO 2

El oxígeno atómico que resulta junto con el O3 que se forma por su reacción con el

oxígeno, oxidan los hidrocarburos presentes en la atmósfera dando lugar al smog

fotoquímico

Las observaciones anteriores ocurren debido al fenómeno denominado inversión

térmica. La inversión térmica de la atmósfera es el fenómeno que ocurre cuando

la temperatura del aire crece con la altura, lo cual imposibilita la ascensión de los

gases contaminantes y por tanto su difusión y dispersión, con el consiguiente

incremento de las concentraciones de contaminantes a nivel local, sobre todo si,

como frecuentemente ocurre en estas situaciones, no existen movimientos

horizontales del aire (vientos).


18

2. Demanda Bioquímica de Oxígeno: Su significado en una masa acuosa.

Respuesta:

La materia orgánica biodegradable existente en una masa acuosa, en condiciones

aerobias, es degradada por los microorganismos presentes a productos estables como:

,2CO ,2

4

SO 3

4PO y

3NO

Una representación del proceso podría ser:

materia orgánica + oxigeno → CO2 + H2O + células muertas + productos estables

La cantidad de oxígeno que necesitan los microorganismos para oxidar la materia

orgánica aeróbicamente se conoce como demanda bioquímica de oxígeno, DQO. La

DBO se puede expresar en varias unidades, pero lo normal es utilizar los miligramos

de oxígeno requeridos por litro de agua residual, ,/2 lmgO o su equivalente en 3

2 / mgO .

La cantidad de oxígeno consumido durante la utilización microbiológica de los

compuestos orgánicos presentes en el agua recibe el nombre de Demanda

Bioquímica de Oxígeno (DBO). La demanda bioquímica de oxígeno se mide

determinando el oxígeno consumido por una muestra colocada en un recipiente

con una cantidad conocida de aire que se deja en incubación a 20 ºC durante 5

días, (DBO5).

Por tanto, su significado en una masa acuosa indica el grado de contaminación

que presenta dicho agua, se expresa en mgO2/l o ppm y valores típicos de DBO5

para las aguas residuales domésticas son de 165 mgO2/l, para las procedentes de

la industria papelera de 315 y de 750 para las generadas en la industria

alimentaria.


19

3. ¿Qué se conoce como Estudio de Impacto Ambiental (EsIA)?. Indique sus

características.

Respuesta:

El Estudio de Impacto Ambiental (EsIA) es un estudio técnico destinado a identificar,

evaluar y reducir o corregir los efectos que un determinado proyecto o actividad va a

causar sobre el medioambiente, entendiendo éste en su máxima amplitud.

Características de los estudios de impacto ambiental deberán ser su claridad y

objetividad, de modo que tanto los poderes públicos como el gran público pueden

hacerse una idea exacta de las consecuencias ambientales que se derivarán de llevar o

no llevar a cabo el proyecto en estudio. Además, los estudios de impacto ambiental,

(EsIA) explorarán diversas alternativas y justificarán la elección tomada.


20

4. ¿A qué se llama frecuencia de un sonido puro? ¿Cómo se mide? ¿Cómo

reacciona el oído humano según la frecuencia?.

Respuesta:

La frecuencia f de un sonido puro es la frecuencia de la vibración que lo produce. Se

mide en hertzios (Hz).

Se relaciona con la longitud de onda λ y la velocidad de propagación c mediante la

expresión: λ = c/f.

El oído humano reacciona de manera diferente según la frecuencia del sonido: Los de

baja se oyen como graves y los de alta como agudos. El inverso de la frecuencia es el

periodo T.


21

PROBLEMA

1. Una mezcla de agua de alcantarillado presenta una DBO de 165 ppm.

a. ¿Cuántos moles de oxígeno son necesarios en un periodo de 5 días para 25.000 l

de tales aguas?

b. ¿Cuántos g de SO2 se podrían oxidar con el oxígeno anterior para pasarlo a

H2SO4?.

c. Escriba la reacción de oxidación que tiene lugar.

Datos:

Pesos atómicos del oxígeno y del azufre 16 y 32 g/at.g respectivamente.


El dato que nos están dando:

DBO de 165 ppm

En medio acuoso, es lo mismo que decir que la DBO5 = 165 mg(O2)/l (agua)

Por lo tanto, por cada litro de agua residual tratada tenemos una demanda de 165 mg.

de O2


22

Resolución:

a) Para tratar 25.000 l de estas aguas residuales la demanda de O2 será:

Teniendo en cuenta que por cada litro de agua residual tratada la demanda es de 165

mg. de O2, para 25.000 l tendremos una demanda de:

2

32 10*125.4165*000.25 Omgl

Omgl

Puesto que el peso atómico del oxigeno es 32 g/mol, la demanda de oxígeno en mol, será:

2

2

2

2

3

22

3 906,12832

1*

10

1*10*125.4 Omol

gO

molO

mgO

gOOmg

Por lo tanto los moles necesarios son:

2129 Omol


23

b) El 42SOH se forma por la reacción del 3SO con OH2

, por lo tanto partiendo del 2SO

tendremos la siguiente reacción de oxidación:

322 SOOSO

Ajustando la reacción:

3222

1SOOSO

Dónde vemos que 1 mol de SO2 reacciona con 1/2 mol de oxígeno.

Por lo tanto con 129 moles de O2 reaccionaran 258 moles de SO2

Puesto que el peso atómico del SO2 es:

molgSOPm /6416*3322 , tendremos:

222 .51,16.512.16

.64*258 SOkgSOg

mol

SOgmol

Luego los gramos de SO2 que se pueden oxidar con los 129 moles de O2, son:

kg51,16 de SO2.


24

c) La reacción de oxidación es:

3222

1SOOSO eSS 264 y 22 OeOo

y el SO3 formado reacciona con el agua para dar H2SO4:

SO3 + H2O → H2SO4


25

ORIGINAL

SEPTIEMBRE CURSO 2006-2007


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27

PREGUNTAS (1,5 PUNTOS)

1. Clasificación de los vertederos controlados según su grado de compactación.

Respuesta:

Dependiendo del grado de compactación, se distinguen tres tipos de vertederos: De

baja, media y alta densidad:

- En los de baja densidad los residuos se extienden y compactan en capas de 1,5 a

2,5 m de espesor que se cubre con una capa de tierra de unos 20-30 cm. Es

necesaria una cubrición diaria. La densidad que resulta es de unas 0,5 t/m³.

- En los de densidad media, con valores de 0,8 t/m³, las capas de residuos tienes espesores inferiores a los de baja densidad y no necesitan una cubrición tan

frecuente.

- En los de alta densidad el espesor de las capas de residuos es más pequeño que en

los dos casos anteriores, lo que unido a la utilización de equipos compactadores

potentes, dan como resultado densidades aproximadamente de 1 t/m³.


28

2. ¿Cómo definiría el sonido?

Respuesta:

El sonido es toda sensación percibida por el órgano auditivo debido a la incidencia en

el mismo de ondas de presión, consecuencia de una vibración mecánica, que son el

resultado de una sucesión de compresiones (sobrepresiones) y enrarecimientos

(depresiones), producidas en el medio elástico en que se propaga.


29

3. Radiaciones ionizantes del tipo de ondas electromagnéticas: Tipos y

características de cada una de ellas.

Respuesta:

Dentro de las ondas electromagnéticas ionizantes cabe distinguir los siguientes tipos:

Radiaciones cósmicas. Tiene su origen en procesos nucleares en el cosmos. Son

radiaciones de muy alta energía, que afortunadamente son retenidas en su mayoría en

la alta atmósfera.

Radiaciones gamma. Se originan en procesos de radiactividad natural y artificial. Se

caracterizan por su elevado poder de penetración, pero por una capacidad de

ionización moderada (generalmente secundaria).

Rayos X. Tiene una energía inferior a las radiaciones gamma, se originan como

consecuencia de la caída de los electrones externos de los átomos a orbitales próximos

al núcleo que previamente han sido arrancados mediante una radiación de rayos

catódicos. En el espectro electromagnético, ocupan una zona comprendida entre las

radiaciones gamma y las radiaciones UV de alta energía. Tiene una capacidad de

ionización moderada y un poder de penetración alto.

Radiaciones UV. de muy alta energía. Se encuentran en el límite de la capacidad de

ionización, su poder de penetración es moderado y son retenidas en la ozonosfera.


30

4. La eutrofi zación de un agua, a) ¿Tiene su origen en el uso masivo de

pesticidas? b) ¿Disminuye su contenido en oxígeno?

Respuesta:

La eutrofización es el proceso de enriquecimiento en nutrientes especialmente en

nitrógeno y fósforo que se producen generalmente en las aguas pertenecientes a lagos

y embalses.

Tiene su origen en el vertido a las corrientes de agua de nitratos procedentes de la

agricultura y la ganadería y de fosfatos que proceden mayoritariamente de los

detergentes que los contienen.

La proliferación de algas y otras plantas acuáticas que se produce como consecuencia del enriquecimiento en nutrientes, lleva consigo que eventualmente mueran y se

descompongan, con lo cual se consumirá oxígeno y se producirán los efectos

perniciosos sobre la vida acuática.


31

PROBLEMA

1. De los gases de combustión que salen por una chimenea a de 200 Nm³/h, 400

mg/Nm³ son de una mezcla de monóxido de carbono y etano. Se pide:

a) Calcular el % de cada uno de ellos en la mezcla si se conoce que para

quemarlos se necesita 480 mg de oxígeno por cada m³ de gas emitido por la

chimenea.

b) ¿Cuáles serán las presiones parciales de cada uno de ellos si una mezcla de

ambos con los mismos porcentajes del apartado a) se llevara a la presión total

de 2 atm?

Datos:

Pesos atómicos de C, H y O: 12, 1 y 16 g/at.g respectivamente.


Las reacciones que tienen lugar son:

22 COOCO

OHCOOHC 22262

Las reacciones ajustadas serán:

222/1 COOCO

OHCOOHC 22262 322/7

En las reacciones ajustadas se ve que por cada mol de monóxido de carbono reacciona

1/2 de oxígeno y por cada mol de etano reaccionan 7/2 moles de oxigeno.

Nos dicen que la cantidad de ambos suma 400mg/Nm³ de gas emitido; es decir:

mgYX 400

Por otra parte nos dan la cantidad de oxigeno necesaria para quemarlos, pode mos

hallar el número de cada reactivo, teniendo en cuenta sus pesos moleculares:

molgHCPm /301*612*262

molgCOPm /281612

molgOPm /3216*22


32

Cantidad de Oxígeno consumido por el CO:

2

2

23

2

22

3571,0

1

10*

1

32*

1

2/1*

28

1*

10

1* XmgO

gO

mgO

molO

gO

COmol

molO

COg

COmol

COmg

COgCOXmg

Cantidad de Oxígeno consumido por el C2H6:

2

2

23

2

2

62

2

62

62

62

3

6262 733,3

1

10*

1

32*

1

2/7*

30

1*

10

1* YmgO

gO

mgO

molO

gO

HCmol

molO

HCg

HCmol

HCmg

HCgHCYmg

Como nos dicen que el oxígeno quemado en las reacciones es de 480 mgO2/Nm³ de

gas, tendremos:

222 480733,3571,0 mgOYmgOXmgO

Por tanto tendremos dos ecuaciones para resolver las dos incógnitas:

mgYX 400

222 480733,3571,0 mgOYmgOXmgO

YmgX 400

22 480733,3400571,0 mgOYmgOYmg

22 6,251162,3 mgOYmgO

6257,79 HCmgY => COmgX 43,320

% de CO:

COmg

mgCO %11,80100*

400

43,320%

% de C2H6:

6262 %89,19100*400

57,79% HC

mg

mgHC


33

b) Presiones parciales de cada uno de ellos si una mezcla de ambos con los mismos porcentajes del apartado a) se llevara a la presión total de 2 atm

Despejando la presión en la ecuación de estado de los gases ideales:

V

RTnP

Puesto que las presiones parciales podemos expresarlas como:

V

RTnP parcialparcial

Sustituyendo el volumen en esta última expresión, podemos expresar la presión parcial

en función de la presión parcial:

T

total

parcial

T

total

parcial

parcial Pn

nP

RTn

RTnP **

Donde:

total

parcial

n

n Es la fracción molar de cada componente

Por lo tanto:

.6022,12*8011,0* atmatmPCOFraciónPCO

.6022,1 atmPCO

.3978,02*1989,0*6262atmatmPHCFracciónP HC

.3978,062

atmP HC

Se ha de verificar que:

PPP HCCO 62

atmatmatm 23978,06022,1


34

Paso a paso:

b) Presiones parciales de cada uno de ellos si una mezcla de ambos con los mismos

porcentajes del apartado a) se llevara a la presión total de 2 atm

Teniendo en cuenta la ecuación de estado de los gases ideales, las presiones parciales

viene dadas por:

V

RTnP COCO y

V

RTnP HCHC 6262

Además al conocer la presión total y el número de moles totales podemos calcular el

volumen de la mezcla gaseosa.

P

RT

M

m

M

m

P

RTnnV

HC

HC

CO

COHCCO

62

62

62

Sustituyendo valores:

latm

K

Kmol

latm

molg

HCg

molg

COg

P

RT

M

m

M

mV

HC

HC

CO

CO 78,1572

273*

.

.082,0

/30

.57,79

/28

.43,320 62

62

62

Presión parcial de CO:

atml

K

Kmol

latm

molg

COg

V

RTnP COCO 62,1

78,157

273*

.

.082,0*

/28

.43,320

Presión Parcial de C2H6:

atml

K

Kmol

latm

molg

HCg

V

RTnP HCHC 38,0

78,157

273*

.

.082,0*

/30

62.57,796262

atmPCO 62,1 atmP HC 38,062


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RESERVA

SEPTIEMBRE CURSO 2006-2007


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37

PREGUNTAS (1,5 PUNTOS)

1. Además de la cantidad y la composición, ¿qué otras características influyen

para la buena gestión de RSU?

Respuesta:

En la elaboración de un plan de recogida de RSU hay que tener muy en cuenta la

siguiente información de cara a establecer un servicio lo más racional posible:

- Características y cantidades de los residuos a recoger.

- Estructura urbana, tipo de edificaciones, anchura de calles.

- Sentidos de la circulación.

- Distancia al centro de eliminación. - Normalización de cubos y recipientes de recogida, etc.


38

2. Defina los tres parámetros físicos más importantes en relación a las ondas

acústicas.

Respuesta:

Los parámetros físicos más interesantes de las ondas acústicas son: La intensidad

acústica, la frecuencia f de un sonido puro y el tiempo de exposición.

La intensidad acústica representa la energía acústica transmitida, en la dirección de la

propagación del sonido, por unidad de área y por unidad de tiempo, siendo función de

la amplitud y la vibración. La potencia acústica es la cantidad de energía acústica

emitida por unidad de tiempo por una fuente sonora. Intensidad I y Energía W están

relacionados por la fórmula: I = W/A

La frecuencia f de un sonido puro es la frecuencia de la vibración que lo produce. Se

mide en hertzios (Hz). Se relaciona con la longitud de onda lambda y la velocidad de

propagación c mediante la expresión: f = c/lambda. El oído humano reacciona de

manera diferente según la frecuencia del sonido: Los de baja se oyen como graves y

los de alta como agudos. El inverso de la frecuencia es el periodo T.

El tiempo de exposición o duración del sonido, que se define por sí solo y se utiliza

para determinar la dosis de ruido que un individuo ha soportado y que como tal dosis,

está relacionada con los efectos fisiológicos que puede producir.


39

3. Radiaciones ionizantes corpusculares: Tipos y características de cada una de

ellas.

Respuesta:

Las radiaciones ionizantes son aquellas que tienen una energía suficiente para arrancar

electrones cuando interaccionan con átomos o moléculas de la materia.

Dentro de las radicaciones corpusculares cabe distinguir los siguientes tipos:

• Radiaciones alfa. Están formadas por núcleos de helio. Presentan un elevado

poder de ionización, pero una baja capacidad de penetración.

• Radiaciones beta. Son radiaciones corpusculares con carga negativa formadas por electrones (e-). Se caracterizan por tener una capacidad de ionización más

baja que las radiaciones alfa, pero un poder de penetración notablemente más

elevado.

• Radiaciones neutrónicas. Formadas por neutrones, que son partículas sin

carga y de masa similar a la del protón. Tienen un elevado poder de penetración

y una baja capacidad de ionización.


40

4. Indique razonadamente las afirmaciones ciertas:

a) Las aguas residuales domésticas y el uso masivo de pesticidas son dos de las

principales causas del problema de eutrofización de las aguas.

Respuesta:

Los pesticidas y fertilizantes tienen contenidos en nitratos y fosfatos que son los

compuestos principales que causas la eutrofización del agua.

Las aguas residuales urbanas contienen fecas y orina, los cuales tienen determinadas

concentraciones en compuestos de nitrógeno, que como se ha mencionado

anteriormente son causantes de la eutrofización del agua, especialmente los nitratos.

b) Los surfactantes de los detergentes contribuyen al fenómeno de la eutrofización.

Respuesta:

Un tipo de surfactantes son los detergentes, los cuales también son causantes de la

eutrofización debido a su contenido en nitratos y fosfatos.

c) Las agua hipereutrofizadas carecen de oxígeno.

Respuesta:

Exacto ya que la eutrofización consiste en la elevación de los nutrientes por parte del

agua, lo cual produce la muerte eventual de las plantas y vegetales del agua que como

consecuencia de su descomposición es una fuente muy importante de consumo de oxígeno.

d) La eutrofización de las aguas es provocada por el enriquecimiento de las mismas en

calcio y magnesio.

Respuesta:

Falso. Los elementos principales que causan la eutrofización son el nitrógeno y el

fósforo.


41

PROBLEMA (4 PUNTOS)

1. Si el valor máximo de la concentración de ozono, en un día de alta contaminación

es de 110 ppb.

a) ¿Cuál será la presión parcial de O3; la concentración en mg/m³ y el número de

moléculas de O3 por m³ de aire en condiciones normales?

b) Explique cuál es la causa y el mecanismo de formación del ozono en una gran

ciudad.

Datos:

2310*023,6AN , Peso atómico del oxigeno 16g/at.g


a) presión parcial de O3; la concentración en mg/m³ y el número de moléculas de O3

por m³ de aire en condiciones normales

1. Presión parcial de O3 ;

V

RTnP OO *

33

En C. N. => V = 22,4 l / mol

2. la concentración en mg/m³

3

6

3

3

10*110110110m

l

m

mmppb

molgOPm /481633

3

3

3

3

3

3

33

3

6

3

.236,0

.1

.10*

.1

.48*

4,22

.1*10*110.110

m

Omg

Og

Omg

Omol

Og

l

Omol

m

lOppb

3

33

.236,0

m

OmgO


42

Directamente podrá calcularse:

MVPM

mgppb

63 10*/

3. Número de moléculas de O3 por m³ de aire en condiciones normales?.

Como:

AnNN

Los moles de O3 serán:

airem

Omoles

Og

Omol

Omg

Og

m

OmgOMoles

3

36

3

3

3

3

3

3

33

.10*92,4

.48

.1*

.10

.1*

.236,0.

Entonces:

moleculasnNN A

18236 10*96,210*023,6*10*91,4

moleculasN 1810*96,2


43

b) Explique cuál es la causa y el mecanismo de formación del ozono en una gran ciudad.

En una gran ciudad, la causa principal de la formación de ozono es el smog

fotoquímico. El smog fotoquímico se produce cuando en la atmósfera existen

hidrocarburos, óxidos de nitrógeno y condiciones atmosféricas propias de los

anticiclones estacionarios, es decir, fuerte radiación solar, inversión térmica intensa y a

baja altitud, humedad relativa elevada, y calma atmosférica en las primeras horas de la

mañana.

El ozono se produce en la segunda etapa de formación del smog fotoquímico que

consiste básicamente en la absorción de la luz solar; causando la fotodisociación del

dióxido de nitrógeno y produciendo oxígeno atómico muy reactivo, con la generación

simultánea de especies oxidantes, que incluyen oxígeno atómico, oxígeno molecular

activado y ozono.

problemas de los examenes del curso 2.006 2.007

Engineering