problemas de los examenes del curso 2.008 2.009

2015-2016

INGENIERÍA DEL MEDIO AMBIENTE Aurelio García Marcos

PROBLEMAS DE LOS EXÁMENES DE LOS CURSOS 2008-2009

Con los problemas y ejercicios originales


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PRIMERA SEMANA

FEBRERO CURSO 2008-2009


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PREGUNTAS (5 PUNTOS) 1. Posibilidades para la eliminación de partículas coloidales en un agua

superficial. Respuesta: Las aguas superficiales que llegan a una planta de tratamiento presentan normalmente aspectos turbio debido a la presencia de partículas coloidales, Dichas partículas se eliminan por coagulación-floculación. Como se sabe las partículas coloidales están eléctricamente cargadas lo que impide que se puedan agrupar para formar partículas mayores que sedimentarían. Productos tales como los sulfatos de aluminio o de hierro (III), llamados coagulantes, neutralizan la carga de las partículas coloidales, lo que se conoce como coagulación, por lo que ya es posible la formación de partículas mayores, llamadas flósculos, que sedimentan, para este último proceso utilizamos el término de floculación. Por su parte, las aguas subterráneas suelen someterse a un proceso de aireación, de una parte para eliminar determinados gases indeseables que pudieran estar disueltos en el agua, principalmente H2S, y de otra para suministrar al agua el oxígeno necesario para que ocurran algunas reacciones beneficiosas desde el punto de vista de la purificación. El hierro y el manganeso son dos elementos ampliamente distribuidos en la naturaleza que en ausencia de oxidantes son solubles en agua, en forma de iones 2Fe y 2Mn . Sin embargo, en contacto con el oxígeno en el proceso de aireación o con otros agentes oxidantes, ambos iones se oxidan a estados superiores de valencia, 3Fe y 4Mn dando lugar a compuestos que no son solubles y se separan por sedimentación.


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2. Explique el funcionamiento de un separador binario en el proceso de gestión de RSU.

Respuesta: El proceso de clasificación de RSU implica normalmente separaciones binarias. Cuando de lo que se trata es de separar un material x de una mezcla la separación es binaria. Un esquema simplificado de cómo se lleva a cabo el proceso se muestra en la figura siguiente:

Si la mezcla de partida tiene una composición de x0, y0, y la separación no es perfecta, al final lo que tendremos será el componente x0, más una pequeña cantidad de y0, de composición x1 y1, que es lo que se llama producto o extracto, y la mezcla de partida de la que se ha desaparecido casi todo el componente x, que se conoce como rechazo, de composición x2 y2. La recuperación de x podrá expresarse como:

R(x) = (x1/x0)*100 Donde R(x) es él % de recuperación siendo x0 la cantidad del componente x antes de la separación y x1 la cantidad de x en el producto o extracto. Otros términos que se utilizan para expresar la recuperación de un material son las purezas del extracto definida como:

P(x)= [x1/(x1+y1)]*100 Y la eficiencia del proceso que viene expresada por la ecuación:

E(x,y) = (x1/x0)*(y2/y0)*100


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3. En condiciones de campo sonoro libre y de fuente sonora puntual ¿cómo varía la presión acústica con la distancia al foco emisor?. Explíquelo.

Respuesta: En condiciones de campo sonoro libre (ausencia de eco) y de una fuente sonora que pueda considerarse como puntual, una aeronave, por ejemplo, se cumple la ley de la distancia: El nivel de presión acústica del ruido decrece proporcionalmente al cuadrado de la distancia al foco emisor, lo que significa que cada vez que se duplica la distancia al foco sonoro, la intensidad se reduce a la cuarta parte, es decir, que el nivel de presión acústica disminuye en 6 dB. En los casos de campo sonoro libre y de una fuente sonora lineal, por ejemplo el ruido originado por el tráfico en una carretera, la atenuación es de 3 dB cada vez que se duplica la distancia a la misma.


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4. Radiación ultravioleta: Situación en el espectro electromagnético, subregiones en que se divide, fuentes, y efectos en el organismo humano.

Respuesta: Las radiaciones ultravioletas están situadas en la zona del espectro electromagnético inmediatamente por debajo en energía (y frecuencia) que la radiación X y en la inmediata zona superior de la luz visible (limita con el color violeta). La zona corresponde a las longitudes de onda lambda comprendidas entre 10nm (límite con rayos X) y 400 nm (límite con la luz visible). El ojo humano no es sensible a ellas y, por lo tanto, son invisibles. La zona del espectro de radiaciones UV se subdivide a su vez en cuatro subregiones:

• Región A (UV-A) limítrofe con la luz visible también denominada luz negra. • Región B (UV-B) denominada eritémica. • Región C (UV-C) denominada germicida y actínica. • Región UV-vacío inocua a nivel de la superficie terrestre o bajo ella, por

absorberse en la atmósfera. Las fuentes de radiación ultravioleta además del Sol son: Fuentes de baja intensidad: Ciertos metales sólidos a temperaturas muy altas (2000ºC), tubos fluorescentes y lámparas de descarga muy variadas según el gas que contenga, en particular las de vapor de mercurio a baja presión (usado como germicida en hospitales, laboratorios biológicos y farmacéuticos, aire acondicionado, etc.) Fuentes de alta intensidad: Lámparas de descarga a alta presión, como las de vapor de mercurio (utilizadas en análisis metalográfico, ciertos diagnósticos, et.), arcos eléctricos como los de electrodos de carbono, arcos de soldadura, etc. También se pueden encontrar emisiones de rayos ultravioleta en la esterilización de instrumental clínico y otras, en arcos de soldadura y, de corte, en hornos de fundición, en fototerapia, en lámpara de luz negra para detección de ciertos materiales o detalles en fotocopiadoras, en ciertas reacciones fotoquímicas, etc. La acción de los rayos UV sobre el organismo humano está limitada a la piel y al ojo, en virtud de su bajo poder de penetración los UV-B y UV-C sólo llegan a la epidermis; en el caso del ojo, la mayor parte es absorbida por la córnea. Los rayos UV-A pueden llegar al cristalino y sólo los de frecuencias muy próximas al violeta alcanzan la retina. Los posibles riesgos están relacionados con la intensidad y la frecuencia de la radiación así como por ciertas características personales (por ejemplo: hay una mayor penetración pieles menos pigmentadas).


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PROBLEMA (5 PUNTOS). 1. El motor de agua, que funcionaba solo con agua, ¿?, estuvo en candelero en los

años 70, y su esquema de trabajo podría representarse así: Una pequeña muestra de ferrosilicio (aleación de hierro y silicio) de 1g produce 456 ml de H2 medidos a 20 ºC y 98 kPa al tratarlo con solución acuosa de hidróxido sódico al 30% p/v. En la reacción el hierro permanece inalterado y el silicio se transforma en ión ortosilicato 4

4SiO . Se pide: a. Reacción que ocurre ajustada como reacción de oxidación-reducción. b. ¿Cuál es la composición en % de la aleación? c. Indique si la concentración del hidróxido sódico permanece constante y porqué.

Datos: Masas atómicas de Fe, Si e H: 55,85; 28,06 y 1 g/at.g. Presión de vapor de agua a 20 ºC: 2,36 kPa 1atm = 102 kPa. Análisis del problema: En este tipo de problemas lo más importante es determinar las reacciones que tienen lugar, partiendo de los datos del enunciado:

1g de ferrosilicio (aleación de hierro y silicio) produce 456 ml de H2 medidos a (20ºC y 98 kPa) al tratarlo con solución acuosa de hidróxido sódico al 30% p/v. En la reacción el hierro permanece inalterado y el silicio se transforma en ión ortosilicato 4

4SiO .

Ferrosilicio más hidróxido sódico => 44SiO más H2

2442 HSiONaNaOHSiFe

En la reacción el hierro permanece inalterado

244 HSiONaNaOHSi Ajustando la reacción:

244 24 HSiONaNaOHSi


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Solución: a) Puesto que la reacción ajusta que tiene lugar es:

244 24 HSiONaNaOHSi Vemos que por cada at.g de silicio se originan 2 moles de hidrógeno. b) Los moles de H2 obtenidos serán:

molesKKmollatmlatm

RTPVnH 0178,0

293*./.082,0456,0*102/36,298

2

Luego los gramos de Si serán:

SigSimolSig

HmolSimolHmol .2497,0

.1.06,28*

.2.1*.0178,0

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y la composición de la aleación:

%25100*.1

.2497,0%2

SiFegSigSi

%75100*

.1.2497,01%

2

2

SiFeg

SigSigFeFe

c) Como es lógico e indica la reacción, disminuirá. El aspecto de la solución permanecerá similar al del comienzo, por lo que puede parecer que no se gasta nada y que es por tanto el agua el que origina el hidrógeno, cosa que como indica el problema no es así.


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SEGUNDA SEMANA

FEBRERO CURSO 2008-2009


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PREGUNTAS (5 PUNTOS) 1. La demanda química de oxígeno (DQO) es la cantidad de oxígeno necesaria para

oxidar la materia orgánica mediante un oxidante químico como el dicromato potásico que pasa en disolución acuosa a ión 3Cr . Calcular la cantidad de dicromato potásico necesaria para preparar 1 litro de disolución 1N.

Datos: Pesos atómicos de Cr, O y K: 52, 16 y 39 g/at.g respectivamente. Solución: En reacciones de oxidación-reducción, el peso equivalente es igual al peso molecular dividido por el número de electrones que se intercambian por mol.

OHCreHOCr 232

72 72614 Por mol se intercambian e6

Luego peso equivalente = lggmolgKOCrPm /3,493,496/294

6272


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2. Señale las afirmaciones que considera correctas explicando en cada caso su respuesta.

a. Una relación DBO5/DQO > 0,7 indica presencia predominante de materia

orgánica no biodegradable. Respuesta:

Esta afirmación es falsa ya que la cantidad aproximada de materia orgánica no biodegradable se puede averiguar restando a la DQO el valor de la DBO y no realizando la división mencionada en el enunciado.

b. La DQO es un parámetro que se utiliza para cuantificar la materia orgánica total

en agua. Respuesta:

Esta afirmación es falsa ya que la DQO se calcula para determinar la medida de la materia inorgánica reductora y de la orgánica no biodegradable

c. Si un agua tiene una DBO5 de 60 mg/l, significa que tiene 60 ppm de oxígeno

disuelto

Respuesta: Esta afirmación es falsa ya que la DBO5 es la cantidad de oxígeno consumido durante la utilización microbiológica de los compuestos orgánicos presentes en el agua y por lo tanto la DBO5 indica una reducción o diferencia de Oxígeno disuelto por volumen de agua y no Oxígeno disuelto como medida absoluta.


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3. ¿Qué variables hay que controlar en el proceso de compostaje de RSU?. Explíquelo.

Respuesta: Proceso de descomposición termófilo y aerobio de los constituyentes orgánicos de los RSU mediante la actividad de poblaciones de microorganismos. Es un proceso relativamente rápido, que necesita entre 4 y 6 semanas para conseguir reducciones en volumen de hasta el 70%. El compostaje se realiza en dos fases:

1) Obtención de una fracción orgánica más o menos pura (50%), que en gran medida se puede conseguir mediante separación en origen.

2) Proceso de fermentación de dicha fracción orgánica. Durante el proceso de fermentación, los factores principales a controlar son:

1) Aireación (aportación de aire): particularmente importante para que la fermentación sea aerobia. La concentración mínima de oxígeno debe ser del 18% en volumen. Se consigue mediante el volteo de la masa a fermentar, o por medio de sistemas mecánicos de ventilación

2) Temperatura: el proceso global se realiza en dos fases, una primera fase termófila, que es la más importante, en la que la temperatura puede llegar a los 60ºC aunque debe controlarse entre los 30-35ºC, y una segunda fase mesófila (de maduración) a una temperatura inferior a los 30ºC.

3) Humedad: la humedad mínima del residuo debe ser del 40%, pero siempre teniendo en cuenta que contenidos muy altos de agua dificultan el intercambio de oxígeno.

4) pH: el intervalo óptimo es de 5,5 a 8. Las bacterias prefieren pH neutros y los hongos ligeramente ácidos.

5) Relación Carbono/Nitrógeno (C/N): la óptima debe ser 25, y los valores habituales están entre 26 y 45, por lo que es conveniente añadir lodos de depuradoras de aguas residuales para disminuir la relación. Hay que tener en cuenta que valores por encima de 25 disminuyen la velocidad de degradación, mientras que valores inferiores a 25 originan pérdidas significativas de nitrógeno.

6) Tamaño del grano: la degradación es tanto más rápida cuanto menor es el tamaño del grano.

Una vez obtenido el compost se procede a su depuración con objeto de reducir su contenido en inertes y conseguir una granulometría adecuada que facilite su aplicación agrícola como corrector y fertilizante.


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Otros métodos aplicables a la fracción orgánica de los RSU:

• Hidrólisis ácida, mediante la cual la celulosa de la fracción orgánica produce gas metano.

• Procesos químicos, que conducen a la formación de etanol. • Procesos biológicos anaerobios, que permiten la producción de biogás.

• Aireación: la concentración mínima de oxígeno deber ser del 18%, para garantizar que el proceso sea aerobio. Es necesario incluir operaciones mecánicas de volteo para una correcta aireación, evitando en lo posible las zonas anaerobias. • Temperatura: hay dos fases del proceso. Una termófila, donde la temperatura se controla entre 30-35ºC (actividad máxima de microorganismos), pero puede llegar a los 60ºC. La segunda fase es mesófila (maduración), a una temperatura inferior a los 30ºC. • Humedad: valores mínimos alrededor del 40%, si hay exceso de agua pueden aparecer descomposiciones anaerobias. • PH: intervalo óptimo 5,5-8. • Relación C/N: la óptima debe ser 35, los valores habituales están entre 26 y 45. Se pueden añadir lodos para rebajarla. Un valor alto se traduce en disminución de velocidad de degradación. Valores bajos implican perdida de N. Tamaño de grano. La degradación es tanto más rápida cuanto menor es el tamaño de grano.

Sol. Página 263. Unidades Didácticas. (UD).


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4. En la exposición al ruido, ¿qué tipos de ruido se suelen distinguir y cuáles son sus características?.

Respuesta: En general se pueden distinguir los siguientes tipos de ruido: Ruido continuo, de banda ancha y espectro de frecuencias y nivel prácticamente constantes durante la jornada laboral en el caso de los ambientes de trabajo. Ruido intermitente fijo, semejante al anterior pero solo en determinados períodos de la jornada laboral separados por otros no considerados como ruidosos. Ruido intermitente variable, intensidad y espectro variables a lo largo del tiempo. Ruido de impactos, o de impulsos, cuya duración cuando se produce es de menos de medio segundo cada vez (impulsos), siendo el intervalo entre dos picos consecutivos superior a un segundo.

Sol. Página 304. Unidades Didácticas. (UD).


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PROBLEMA (5 PUNTOS). 1. En un primer experimento, se dispone de 3 depósitos A, B, y C todos a 24 ºC con

volúmenes de 1,20 litros, 2,63 litros y 3,05 litros respectivamente. El depósito A contiene nitrógeno gaseoso a la presión de 99,6 kPa; el depósito B contiene monóxido de nitrógeno a una presión de 51,4 kPa; estando el depósito C completamente vacío al comenzar el experimento.

Se pide: a. ¿Cuál será la presión en el depósito C cuando se le transfieran totalmente los

contenidos de A y B?. En un segundo experimento, otro depósito D en todo igual al B del primer experimento se abre dentro de una nave industrial hermética de 100x25x4m respectivamente, que contiene aire a la misma temperatura que B y a 102 kPa de presión. b. ¿Estará la atmósfera resultante por encima del valor límite de exposición al

monóxido de nitrógeno que es de 25 ppm?. Datos: Pesos atómicos del O y N: 16 y 14 g/at-g respectivamente. 1atm = 102 kPa Análisis del problema:


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Resolución: Al tener presiones y volúmenes no se necesitan más datos. a) La presión en C que ejercerá el contenido de A, aplicando la ley de Boyle será:

ACACCAA PmkPamPVPV *10*05,36,99*10*2,1** 3333

kPaPAC 19,39 La presión en C que ejercerá el contenido de B por igual razón será:

BCBCCBB PmkPamPVPV *10*05,34,51*10*63,2** 3333

kPaPBC 32,44 La presión total en C será la suma de ambas:

kPakPakPaPPP BCACC 51,8332,4419,39 Como:

.1102 atmkPa

.819,0102

.1*51,83 atmkPa

atmkPaX

.51,83 XatmkPa

.819,0 atmPC


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b) El volumen total será de 10.000 m³ (nave hermética) y la p de 1 atm. La Presión de NO en el recipiente D aplicando la ley de Boyle, será de:

DDNN VPVP ** Despejando PN y sustituyendo valores:

;10

5,51*63,27 lkPalPN kPaPN

510*35,1

Como:

.1102 atmkPa

.10*32,1102

.1*10*35,1 75

atmkPa

atmkPaY

.10*35,1 5 YatmkPa Aplicando la ecuación general de los gases:

RTMaPV =>

airelNOg

KKmollatmmolgatm

RTPM

Va

..10*63,1

297*./.082,0/30*10*32,1 7

7

Luego la concentración de NO en ppm viene dada por:

ppmNONOlNOcm

NOmolNOl

NOgNOmol

airemairel

airelNOg 132,0

.10*

.135,24*

.30.1*

1.10*

.10.63,1 33

3

3

7

ppmmcmNO 132,0132,0 3

3


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KKmollatmmolgalatm 297*./.082,0*/30

10*.10*32,1 77 => ga 63,1

Los 1,63 g de NO están en l710 :

lgg /10*63,1 7 < > lmgg /10*63,1 4 < > 331 /163/10*63,1 mgmmgg Aplicando la fórmula:

ppmVM

mg

ppm M 132,0354,24*30

10*16310* 33

3

Mucho menor que 25 ppm, luego no se supera la concentración límite de NO.


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ORIGINAL

SEPTIEMBRE CURSO 2008-2009


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PREGUNTAS (5 PUNTOS) 1. Indique razonadamente si son ciertas las afirmaciones siguientes: a) Las aguas residuales que llegan a una Estación Depuradora de Aguas Residuales

Urbanas (EDAR) tendrán elevados índices de Materia Orgánica Biodegradable. Respuesta: Cierto. Las aguas residuales urbanas contienen una serie de contaminantes orgánicos e inorgánicos tanto en suspensión como disueltos. La fracción orgánica estará constituida por materia biodegradable y microorganismos. El índice para evaluar la cantidad de materia orgánica biodegradable es la DBO, que consiste en la cantidad de oxígeno necesaria para oxidar totalmente la materia biodegradable. Los valores habituales de DBO para aguas residuales urbanas se sitúan entre 200 y 500 mg/l. b) Los valores de su DBO serán superiores a los DQO. Respuesta: Falso. La DQO indica la cantidad de oxígeno requerida para oxidar toda la materia orgánica (biodegradable y no biodegradable), mediante un oxidante químico. Por lo tanto su valor es siempre mayor al de la DBO, que solo incluye la materia orgánica biodegradable.


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2. Distinga entre los dos tipos más importantes de smog. Respuesta:


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3. Dependiendo del grado de compactación, ¿qué tipos de vertederos suelen considerarse?

Respuesta: Los vertederos de residuos sólidos urbanos se suelen clasificar según sean con trituración previa o no, y según su grado de compactación. Dependiendo de cómo se dispongan los residuos y la tierra de cubrición, de lo que resulta el grado de compactación, se distinguen tres tipos de vertederos: • De baja densidad (0,5 T/m³): se extienden y compactan capas de 1,5 a 2,5 m de espesor, que se cubren diariamente con una capa de tierra de 20-30 cm. • De densidad media (0,8 T/m³): tienen espesores inferiores a los anteriores y no necesitan cubrición diaria. • De alta densidad (1 T/m³): uso de equipos compactadores potentes. Capas de residuos más compactas.


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4. Intensidad y potencia de acústicas. Respuesta: La intensidad acústica representa la energía acústica transmitida, en la dirección de propagación del sonido, por unidad de tiempo y unidad de superficie, siendo función de la amplitud de la vibración. La potencia acústica es la cantidad de energía acústica emitida por unidad de tiempo por una fuente sonora. Intensidad y potencia están relacionadas por la fórmula: I=W/A [W/m²]. W=energía acústica por unidad de tiempo (potencia acústica). A=superficie. La Intensidad está relacionada también con la presión I=Prms^2/(ro·c). ro=densidad medio, c=velocidad propagación. El oído humano reacciona de forma logarítmica a la presión acústica, y puede apreciar enormes diferencias de presión. Por ello las escala de medida y las expresiones de magnitudes relacionadas son también logarítmicas (nivel de presión, nivel de intensidad, nivel de potencia, valores de referencia P0,I0,W0).


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PROBLEMA

1. El análisis de un agua residual de una determinada industria presenta entre otros los siguientes resultados: Caudal Medio: 20 l/s. Acido propanóico (a.p.): (CH3 – CH2− COOH ) = 140 mg / l Se pide:

a. DBO del agua residual debida al ácido propanóico. b. Si el ácido propanóico se oxida con cloro en medio acuoso resultando anhídrido

carbónico y ácido clorhídrico, ajuste la reacción que ocurre y determine el volumen diario de cloro en condiciones normales que sería necesario para llevarla a cabo.

Datos: Pesos atómicos de C, O, H y Cl: 12, 16, 1 y 35,5 g/at.g respectivamente. Análisis del problema: a. DBO del agua residual debida al ácido propanóico. La reacción de oxidación del acido propanóico es:

OHCOOOHC 222263 Ajustando la reacción:

OHCOOOHC 222263 332/7 Es decir, cada mol de acido propanóico necesita 3,5 moles de oxigeno, para oxidar el acido. b. Oxidación con cloro del acido propanóico La reacción que tiene lugar es:

HClCOClOHCOH 222632 Ajustando la reacción:

HClCOClOHCOH 14374 222632


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Para ajustarla se ha seguido el orden:

- Primero se ajustan los C - Segundo se ajustan los O2 - Tercero se ajustan los H - Cuarto se ajustan los Cl

Resolución: a. DBO del agua residual debida al ácido propanóico.

DBO = 2

23

2

2

263

2

263

263

2633

263263 10*32*5,3*74

*10

*140gOmgO

molOgO

OHmolCmolO

OHgCOHmolC

OHmgCOHgC

agualOHmgC

agualOmg 289,211

DBO = agualOmg 289,211

b. De la reacción ajustada:

4H2O + (CH3 – CH2 – COOH) + 7Cl → 3CO2 + 14HCl2 Volumen de Cloro necesario:

263

2

263

263

2633

263263

17*

741*

101*140*

124*

1600.3*20

2 OHmolCmolesCl

OHgCOHmolC

OHmgCOHgC

laguaOHmgC

díah

hs

slVCl

23

23

23

2

2 6,512.10

1*.1.4,22 Clm

CllClm

ClmolCll

Volumen de Cl2 = 236,512 Clm


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Paso a paso tendríamos: Calculo del Cloro necesario: l / día de ácido propanóico:

díaácidol

diah

hs

sácidol 000.720.124*

13600*20

g / día de ácido propanóico:

díaácidog

lmg

díaácidol 920.24114,0*000.720.1

moles / día de ácido propanóico:

díaácidomoles

ácidogácidomol

díaácidog 19,3269

741*920.241

Con cada mol de ácido reaccionan 7 moles de cloro, los moles de cloro serán:

díaClmoles

ácidomolesClmoles

díaácidomoles 22 2,884.227*19,3269

Como el volumen de un gas ideal en condiciones normales es de 22,4 l/mol, tendremos:

díaClm

díaCll

ClmolCll

díaClmoles 232

2

22 6,5125126084,22*2,884.22

Volumen de Cl2 = 236,512 Clm


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RESERVA

SEPTIEMBRE CURSO 2008-2009


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PREGUNTAS (5 PUNTOS) 1. Razone si es cierta la siguiente afirmación: Las aguas residuales industriales siempre precisan reducir Sólidos en Suspensión y DBO. Respuesta: A diferencia de las aguas residuales urbanas, cuya composición es muy uniforme, las aguas residuales industriales presentan una composición muy variable que depende del tipo de actividad. Por lo tanto, los métodos de tratamiento para su depuración deberán ser específicos para cada tipo de contaminante. En términos generales, las aguas industriales tienen unos índices de DBO de 5 a 20 veces superiores a las aguas residuales urbanas, y los valores de sólidos en suspensión son también superiores. Si quieren verterse a la red general urbana, lógicamente deberán reducir estos valores en orden al posterior tratamiento en las plantas de aguas residuales urbanas (además de los nutrientes y los componentes tóxicos).


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2. ¿Cuándo se habla de inversión de temperatura, y efectos que conlleva?


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3. ¿Que son los lixiviados de RSU y qué características presentan? Respuesta: Los líquidos lixiviados son líquidos muy contaminantes con valores extremos de pH, DQO y N- amoniacal, de intenso y desagradable olor y fuerte coloración, procedentes del proceso de descomposición en el vertedero y mezclados con agua filtrada de la lluvia. La cantidad de líquidos lixiviados producidos en un vertedero es difícil de calcular y depende de diversos factores: composición del desecho, climatología, impermeabilización del vertedero, etc. Los líquidos lixiviados que se producen en un vertedero, debido a su alta carga contaminante, deben ser tratados antes de su vertido a cualquier cauce receptor. A causa de la complejidad de estos efluentes, no es efectivo un sistema individual de depuración, ya que ninguna alternativa permite alcanzar un grado de depuración aceptable.


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4. Modos de actuar para disminuir la exposición al ruido de un sujeto. Respuesta: El ruido puede definirse como todo sonido no deseado por el perceptor, que puede producir efectos nocivos en el individuo, tanto en orden fisiológico como psicológico, así como un riesgo para la seguridad. Para prevenir y proteger de la exposición al ruido se puede actuar sobre la fuente, el medio o el receptor. • Actuación sobre la fuente (foco): medidas de aislamiento acústico, instalación adecuada. • Actuación sobre el medio de propagación: instalaciones con materiales aislantes y absorbentes, evitando la reverberación. Distribución en el espacio de los focos emisores, uso adecuado en tiempo. • Actuaciones sobre el receptor: de acuerdo con la Ley PRL, únicamente cuando no haya podido evitar por otras vías. Uso de EPI's (tapones), disminución de la exposición, cabinas aisladas. Si se superan los 80 dBA, se deben tomar medidas de información a los trabajadores


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PROBLEMA 1. En una central térmica se quema carbón con un contenido en azufre del 3%. Para

depurar el dióxido de azufre que se produce, se emplea carbonato de magnesio, ya que es necesario eliminar el 90% del dióxido de azufre producido para cumplir con la legislación vigente.

Se pide: 1. Los Kg de carbonato de magnesio necesarios por toneladas de carbón si se

emplea un 20% de exceso de carbonato de magnesio y su riqueza es del 85%. 2. Litros de dióxido de azufre que se emitirían por toneladas de carbón, expresados

en las condiciones de salida de la chimenea (250 ºC y 1 atm), si no existiera depuración.

Datos:

Pesos Atómicos de C, H, O, Mg y S: 12, 1, 16, 24 y 32 g/at.g respectivamente.

Análisis del problema: Las reacciones que ocurren son:

C (Carbón) → SO2

S+O2 → SO2 Moles de S:

SmolesSgSmol

tsSg

tCSttnC 5,937

321*

110*

1000,31

6

MgCO3 + SO2 +O2 → MgSO4 + CO2 Ajustando esta última reacción:

MgCO3 + SO2 +1/2O2 → MgSO4 + CO2

Donde se ve que con cada mol de SO2 reacciona un mol de MgCO3.


40

Resolución: 1. Kg de carbonato de magnesio necesarios por toneladas de carbón Partiendo de la reacción ajustada:

MgCO3 + SO2 +1/2O2 → MgSO4 + CO2 Moles de SO2

22 5,9371*5,937 SOmoles

molSSOmolSmoles

Kg de Carbonato de magnesio:

lim100

120*100

lim90*5,937. 2

3

2

22

3

emolSOmolMgCO

taltmolSOemolSOSOmoles

CtnMgCO

tonCkgMgCOgMgCOkgMgCO

gMgCOgMgCO

molMgCOgMgCO /059,100

101*

85100*

184

33

3

3

3

3

3

CtonkgMgCOCtnMgCO ./1,100./ 33 Por estequiométria sería:

lim.100

.120*.100

lim.90*.1

.1*.32.1*

.1.10*

.100

.0,3.1. 2

3

2

226

3

eSOmolMgCOmol

taltSOmoleSOmol

SmolSOmol

SgSmol

StnSg

CtnStnCtn

CtnMgCO

Ctn

MgCOkgMgCOgMgCOkg

MgCOgMgCOg

MgCOmolMgCOg

..059,100

.10.1*

.85.100*

.1.84 3

33

3

3

3

3

3

CtnMgCOkg

CtnMgCO

..1,100

.33


41

2. Litros de dióxido de azufre que se emitirían por toneladas de carbón, sin depurar. En este caso tendríamos que se emiten a la atmosfera el 100% de los moles de SO2

generados por el azufre contenido en el carbón; es decir los 937,5 moles de SO2. Teniendo en cuenta la ecuación de estado de los gases ideales:

nRTPV => PRTnV

KmollatmR ./.083,0 molesn 5,937 Donde

KT 523250273 .1atmP Sustituyendo datos nos queda:

26,206.401

523*./.082,05,937* SOlatm

KKmollatmmolesPRTnV

26,206.40 SOlV Por estequiométria sería:

Litros de SO2 CtnSOl

SOmolSOl

SmolSOmol

SgSmol

StnSg

CtnStnCtn

..79,204.40

.1.885,42*

.1.1*

.32.1*

.1.10*

.100

.0,3.1 2

2

226

Litros de SO2 CtnSOl.

.205.40 2

Donde se ha calculado el volumen por mol de SO2 en las condiciones dadas:

molSOl

atmKKmollatm

PRTnV 2.885,42

1273250*./.082,0

problemas de los examenes del curso 2.008 2.009

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