Convocatoria_MA1_ENE:2012

UNIVERSIDAD DE LAS PALMAS DE GRAN CANARIA

Escuela de IngenierĂ­as Industriales y Civiles

EXAMEN DE TECNOLOGĂ?A DEL MEDIO AMBIENTE y SOSTENIBILIDAD I 2Âş CURSO, GRADO EN INGENIERĂ?A EN TECNOLOGĂ?AS INDUSTRIALES, 18 DE ENERO DE 2012

TEST (0,25 puntos cada pregunta correcta) 1. Contestar verdadero (V) o falso (F) las siguientes sentencias: a. b. c.

Los compuestos orgånicos volåtiles, COV´s, se originan principalmente por procesos de combustión.

Los compuestos orgånicos volåtiles, COV´s, no se emplean como solventes en productos industriales.

Tanto el CO como el CO2 se consideran compuestos orgĂĄnicos volĂĄtiles.

++ 2. La dureza de un agua que contiene 40 ppm de CaCO3 y 40 mg/L de Mg es [PA (Mg) = 24.3 g/mol, PA (Ca) = 40 g/mol, PA (C) = 12 g/mol, PA (O) = 16 g/mol]:

a. b. c. d. e.

16.4 ppm CaCO3 164 ppm CaCO3 20.4 ppm CaCO3 40 ppm CaCO3 204 ppm CaCO3 40 đ?‘šđ?‘”â „đ??ż đ?‘€đ?‘” ++ ∙

50 = 164 đ?‘šđ?‘”â „đ??ż đ??śđ?‘Žđ??śđ?‘‚3 12,2

164 + 40 = 204 ppm CaCO3

3. Se entiende por EvaluaciĂłn de Impacto Ambiental: a. b. c.

El procedimiento administrativo que sirve para identificar, prevenir e interpretar el impacto ambiental que producirĂĄ un proyecto en su entorno en caso de ser ejecutado.

La comunicaciĂłn previa de las consecuencias ambientales predichas para un determinado proceso, que las leyes ambientales exigen bajo ciertos supuestos.

Es un procedimiento para asegurar que una determinada instalaciĂłn no supone daĂąo alguno para el medio ambiente.

4. Expresar una concentraciĂłn del 5% de CaSO4 en disoluciĂłn acuosa, en tĂŠrminos de mg/L, molaridad, fracciĂłn molar y ppm. a. b. c. d. e.

-3

5000 ppm, 5000mg/L, 0.368M, X = 6.92 ¡ 10 50000 ppm, 50000mg/L , 0.368M, X = 6.92 ¡ 10-3 5000 ppm, 50000mg/L, 3.68M, X = 6.92 ¡ 10-3 50000 ppm, 5000mg/L, 0.368M, X = 6.57 ¡ 10-3 50000 ppm, 5000mg/L, 0.368M, X = 0.036 5% =

5% =

5đ?‘” 50 đ?‘” 50 đ?‘” 1 đ?‘šđ?‘œđ?‘™ = = ∙ = 0,368 đ?‘€ 100 đ?‘” 1000 đ?‘” 1đ??ż 136 đ?‘”

5đ?‘” 5000 đ?‘šđ?‘” 5000 đ?‘šđ?‘” 50000đ?‘šđ?‘” = = = = 50000đ?‘?đ?‘?đ?‘š 100 đ?‘” 100 đ?‘” 0.1đ??ż đ??ż 5đ?‘” 136đ?‘” đ?‘‹đ??śđ?‘Žđ?‘†đ?‘‚4 = = 6.92 ¡ 10−3 95đ?‘” 5đ?‘” + 18đ?‘” 136đ?‘”

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Escuela de Ingenierías Industriales y Civiles 5. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta? a) El ozono troposférico es uno de los contaminantes presentes en el smog fotoquímico de las ciudades. b) El ozono es un contaminante estratosférico c) El ozono troposférico es un contaminante primario

6. Indique cuál de las siguientes definiciones es verdadera: a) La lluvia ácida sólo afecta a plantas y animales b) La lluvia ácida es consecuencia de la emisión de óxidos de nitrógeno y de azufre c) La lluvia ácida provoca un aumento en el pH de los medios acuáticos.

7. De las proposiciones planteadas ¿cuál es la verdadera?

Los sistemas de reactores de escape catalíticos para el control de focos de combustión móviles tienen como finalidad: a).Reducir la temperatura de combustión b).Transformar los gases de escape en CO2, H2O y N2. c).Evitar la emisión de compuestos orgánicos volátiles 8. Marcar con una X en la casilla, los cuatro parámetros más significativos que caracterizan a un agua potable para consumo humano. .

Carbonatos (CO32-) Sulfatos (SO42-)

Sólidos Disueltos (SD)

Conductividad (microSiemens/cm, µΩ/cm)

Materia Grasa (MG)

Dureza (mg.CO3Ca/l)

Cloruros (Cl-)

Índice de Langelier (I.L.)

Sólidos en Suspensión (SS)

Materia Orgánica (M.O.)

DQO

DBO5

Cl2 (cloro libre)

9. Marcar con una X en la casilla, los cuatro parámetros más importantes que caracterizan un agua residual urbana.

Carbonatos (CO32-)

Sólidos Disueltos (SD)

Conductividad (microSiemens/cm, µΩ/cm)

Materia Grasa (MG)

Dureza (mg.CO3Ca/l)

2-

Sulfatos (SO4 )

-

Cloruros (Cl )

Índice de Langelier (I.L.)

Sólidos en Suspensión (SS)

Materia Orgánica (M.O.)

DQO

DBO5

Cl2 (cloro libre)

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Escuela de Ingenierías Industriales y Civiles 10. Donde se consigue una mayor reducción de la DBO5 es en: a) El tratamiento primario con sedimentador b) El tratamiento secundario c) En el tratamiento terciario.

DEFINICIONES (0,50 puntos cada pregunta correcta) 11. Enumera las etapas que existen en una planta de tratamiento de aguas residuales y describe brevemente su función.

Respuesta: Pretratamiento: eliminación de los constituyentes de las AR cuya presencia puede provocar problemas de mantenimiento y funcionamiento de los procesos, operaciones o equipos auxiliares de la planta depuradora.

Tratamiento primario: elimina una fracción de los sólidos en suspensión y de materia orgánica del agua residual.

Tratamiento secundario: eliminación de los sólidos en suspensión y los compuestos orgánicos biodegradables.

Tratamiento terciario o avanzado: procesos de desinfección, control y eliminación de nutrientes, eliminación de compuestos tóxicos…

12. Indicar qué parámetros de medida de calidad del agua influirán en los siguientes vertidos de una planta de galvanotecnia: a. Vertidos de baños de desengrase, con NaCN, NaOH, Na2CO3, Na3PO4 y grasas. b. Vertidos de agua de decapado, con HCl y óxidos de hierro (disueltos y en forma sólida).

Respuesta: a. Conductividad, salinidad y sólidos totales disueltos. NaOH es básico  alcalinidad. Las grasas aumentan la DBO, DQO y COT, disminuyen el O2 disuelto, por consumo en las reacciones de degradación, y aumenta la turbidez. Los fosfatos fomentan la eutrofización. b. Por el HCl habría que tener en cuenta la acidez y la conductividad. Habría que mirar salinidad, sólidos totales disueltos, y, además, por los óxidos de hierro, la turbidez (o sólidos en suspensión) y las propiedades organolépticas.

13. Explique qué es el efecto invernadero, qué gases lo producen y por qué se ha incrementado dicho efecto.

Respuesta: El efecto invernadero es uno de los principales factores que provocan el calentamiento global de la Tierra, debido a la acumulación de los llamados gases invernadero CO2, H2O, O3, CH4 y CFC´s en la atmósfera.

Cuando la radiación infrarroja choca con las moléculas de CO2, H2O, O3 , CH4 y CFC´s es absorbida por ellas. Estas moléculas que vibran, se mueven y emiten energía en forma de rayos invisibles e infrarrojos, provocan el fenómeno conocido como efecto invernadero, que mantiene caliente la atmósfera terrestre El aumento es del efecto invernadero es provocado por la actividad humana, principalmente desde la revolución industrial por la quema de combustibles fósiles y la producción de nuevos productos químicos.

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Escuela de IngenierĂ­as Industriales y Civiles 14. Objetivo de los mĂŠtodos de muestreo de contaminantes atmosfĂŠricos y clasificaciĂłn.

Los mĂŠtodos de muestreo tienen como finalidad colectar los contaminantes atmosfĂŠricos para su posterior determinaciĂłn analĂ­tica y se clasifican en: activos, pasivos, analizadores automĂĄticos, sensores remotos y bioindicadores.

15. Indica el equipo que se emplea para la toma de muestras de partĂ­culas en focos de emisiones atmosfĂŠricas, y cuĂĄl es la condiciĂłn que debe cumplir el muestreo.

Respuesta: Equipo que se emplea es la sonda isocinĂŠtica, y el muestreo debe realizarse en condiciones de isocinetismo. El isocinetismo es la relaciĂłn existente entre el valor de la velocidad promedio de succiĂłn en el muestreo de emisiones por chimenea y el valor de la velocidad promedio del gas en la chimenea durante el tiempo de muestreo. Para que el muestreo sea vĂĄlido el isocinetismo debe variar entre 95%-115%.

PROBLEMAS (1,0 punto cada problema correcto) 16. Un agua residual contiene 80 mg/L de etilenglicol C2H6O2 y 100 mg/L de fenol C6H6O [MM(C2H6O2) = 62 g/mol, MM (C6H6O) = 94 g/mol]. Calcular DQO y COT total del agua residual.

SoluciĂłn: C2H6O2 + 2,5 O2 → 2CO2 + 3H2O; 5ďż˝ ∙ 32 2 ∙ 80 = 103.23 đ?‘šđ?‘”â „đ??ż 62 2 ∙ 12 đ??śđ?‘‚đ?‘‡ = ∙ 80 = 30.97 đ?‘šđ?‘”â „đ??ż 62

đ??ˇđ?‘„đ?‘‚ = C6H6O + 7 O2 → 6CO2 + 3H2O

7 ∙ 32 ¡ 100 = 238.30 đ?‘šđ?‘”/đ??ż 94 6 ∙ 12 đ??śđ?‘‚đ?‘‡ = ¡ 100 = 76.60 đ?‘šđ?‘”/đ??ż 94

đ??ˇđ?‘„đ?‘‚ =

DQO (total) = 103.23 + 238,30 = 341,53 mg/L COT (total) = 30.97 + 76.60 = 107.57 mg/L 17. Si la biomasa microbiana se representa como C5H7NO2, determinar la demanda de oxĂ­geno para 1 kg de esta biomasa. đ??ś5 đ??ť7 đ?‘ đ?‘‚2 + 5đ?‘‚2 → 5đ??śđ?‘‚2 + 2đ??ť2 đ?‘‚ + đ?‘ đ??ť3

1000 đ?‘”đ??ś5 đ??ť7 đ?‘ đ?‘‚2 ∙

1 đ?‘šđ?‘œđ?‘™ đ??ś5 đ??ť7 đ?‘ đ?‘‚2 5 đ?‘šđ?‘œđ?‘™đ?‘’đ?‘ đ?‘‚2 32 đ?‘” đ??śđ?‘‚2 ∙ ∙ = 1416 đ?‘” đ?‘‚2 113 đ?‘” đ??ś5 đ??ť7 đ?‘ đ?‘‚2 1 đ?‘šđ?‘œđ?‘™ đ??ś5 đ??ť7 đ?‘ đ?‘‚2 1 đ?‘šđ?‘œđ?‘™đ?‘‚2

18. En una industria pequeùa situada en una zona descampada, el gas de la chimenea sale a una temperatura de 600º C y contiene una cantidad de SO2 de 3000 ppm. Si la emisión de gas es de 25000 m3/min. ¿Cuål sería la emisión en g de SO2/L?; Presión de los gases a la salida de la chimenea = 1,08 bar 5 1 bar = 1,0¡10 Pa ; 1 atm = 101,325 kPa

25000

m3 1 min 3000 cm3 SO2 1L g Ă— Ă— Ă— 3 Ă— 0,9539 = 1192, 46 g s 3 3 min 60 s L m 10 cm

m 1,0658 â‹… 64,07 = = 0,9539 g L V 0,082 â‹… 873 Examen TecnologĂ­a del Medio Ambiente y Sostenibilidad I 18 de ENERO de 2012.

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1 bar → 105 Pa  5  ⇒ x= 1,08 ⋅ 10 Pa 1,08 bar → x 

1,08 ∙ 105 ∙

1 đ?‘Žđ?‘Ąđ?‘š = 1,0658 đ?‘Žđ?‘Ąđ?‘š 1,01325 ∙ 105

19.Se hace pasar a travĂŠs de un convertidor catalĂ­tico gas de sĂ­ntesis de amoniaco compuesto por N2: 27,89%, H2: 71,87% y Ar: 0,33%. La mezcla resultante contiene 11,5% de NH3. Determinar la composiciĂłn en volumen de los gases a la salida del convertidor.

La reacciĂłn que tiene lugar es la siguiente: N2 N iniciales N equilibrio

+

3H2

↔

2 NH3

27,80 71,87 27,80 - x 71,87 - 3x

2x

N totales = 100 - x - 3x + 2x = 100 - 2x participen en la reacciĂłn.

los moles de Ar hay que considerarlos aunque no

Como a la salida del reactor hay 11,5% de NH3, quiere decir que XNH3 = 0,115 = 2x/(100 - 2x) despejamos x = 5,16 moles con lo que l N totales = 100 - 2¡5,16 = 89,68 moles, luego XN2 = (27,80 - 5,16)/89,68 = 0,252 ó 25,2% XH2 = (71,87 - 35,16)/89,68 = 0,629 ó 62,9% XAr = 0,33/89,68 ) = 3,68¡10-3 ó 0,368% 20. Un afluente de 1000 m3 /h de ARUrbanas entran en el reactor secundario con 250 mg /l de SS. A la salida del decantador, el efluente sale con el 5% de SS del afluente, y del decantador se recircula al reactor con una concentración de SS de 35.000 mg /l. ¿Cuantos litros de decantado deben purgarse por hora, para que el sistema secundario permanezca con una concentración aproximada de 13.000 mg/l?

SS = 250 mg/l A = 1000 m3/h

3 E = m /h SS = (250x0,05)=12,5 mg/l

Reactor BiolĂłgico 13000 mg/l

SS = 35000 mg/l

R

3 P = m /h SS = 35000 mg/l

Balance de masas:

SĂłlidos en suspensiĂłn:

đ??´ =đ??¸+đ?‘ƒ đ??¸ = (1000 − đ?‘ƒ)

1000 đ?‘š3 â „â„Ž ¡ 250 đ?‘šđ?‘”â „đ?‘™ = (1000 − đ?‘ƒ) đ?‘š3 â „â„Ž ¡ 12,5 đ?‘šđ?‘”â „đ?‘™ + đ?‘ƒ ¡ 35000 đ?‘šđ?‘”â „đ?‘™ Examen TecnologĂ­a del Medio Ambiente y Sostenibilidad I 18 de ENERO de 2012.

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Escuela de IngenierĂ­as Industriales y Civiles đ?‘ƒ=

1000 ∙ 250 − 12,5 ∙ 1000 = 6,79 đ?‘š3 â „â„Ž = 6790 đ?‘™â „â„Ž 35000 − 12,5

Realizar cada pregunta en una hoja independiente indicando nombre y apellidos en cada una.

El tiempo de duraciĂłn del examen de teorĂ­a es de

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