• Author / Uploaded
• Carolyn Salvatierra

Citation preview

Fundamentos de Ingeniería Ambiental Facultad de Ciencias e Ingeniería Pontificia Universidad Católica del Perú

Tarea Individual 2 Esta tarea deberá presentarse el día martes 4 de octubre a las 3 pm. Solo se aceptarán tareas en formato electrónico vía sistema PAIDEIA. 1. El nivel de ozono (03) propuesto para el estándar de calidad del aire es de 0.18 ppm. a. Expresar este estándar en ug/m3 a 1 atm de presión y 25oC. b. A la altitud de una ciudad, la presión es de unas 0.83 atm. Expresar el estándar de ozono a esa presión y una temperatura de 15oC. 2. Supongamos que los gases de escape de un automóvil contienen 1% en volumen de monóxido de carbono. Expresar esta concentración en mg/m3 a 25°C y 1 atm. 3. Supongamos que la concentración promedio de SO2, medida a 25°C y 1 atm, es de 400 ug/m3. ¿Excederá el estándar de calidad (24h) de 0.14 ppm? 4. Un millón litros diarios de aguas residuales, con una concentración de 20 mg/L de un contaminante conservativo se vierten a una corriente que tiene un caudal de 16 millones de litros diarios y una concentración de contaminante de 2 mg/L. a. ¿Cuál es la concentración en ppm aguas abajo? b. ¿Cuántos gramos de sustancia pasan por un punto determinado diariamente? 5. Una PTAR recibe el desagüe de una ciudad con una DBO de 250 mg/L. Después de un tratamiento primario, la DBO se reduce a 215 mg/L. Para cumplir con los límites máximos permisibles el efluente final del proceso debe tener una concentración final de DBO menor a 100 mg/L. Si se sabe que el caudal de salida del tratamiento primario es de 5 m3/s y que el coeficiente de decaimiento de la materia orgánica es de 0.5/día, evalúe las siguientes alternativas: a. Alternativa 1: Incorporación de una laguna de oxidación. Si la profundidad de la laguna es de dos metros, hallar el diámetro de la laguna de oxidación circular. b. Alternativa 2: Uso de un emisario submarino que descargará el efluente del tratamiento primario al mar. Hallar la longitud del emisor que descargará estas aguas si se sabe que el emisario tendrá un diámetro de tres metros. c. ¿Qué opinión le merece estas dos alternativas? 6. Una laguna de 10000 m3 de volumen recibe un flujo continuo con un contaminante no conservativo a una tasa de flujo de 200 m3/día durante el tiempo suficiente como para considerar que se trata de un estado estacionario. La concentración del contaminante no conservativo en la laguna es de 30 mg/L. Asumiendo que la mezcla es completa y que el contaminante tiene una tasa de descomposición de 0.18/día, hallar: a. La concentración del contaminante en la corriente de entrada y salida. b. Si la concentración de entrada del contaminante disminuye súbitamente a 50 mg/L. i. ¿Cuál sería la concentración en el efluente en el infinito? ii. ¿Cuál sería la concentración en el efluente en el tiempo 2, 4, 6, 8, 16, 32 y 60 días después? iii. Grafique sus resultados. 7. El caudal de un río es de 12.0 m3/s y contiene 225 ppm de sal (sustancia conservativa). El río recibe una descarga agrícola de 1.5 m3/s con una concentración de sales de 1,500 mg/L. Se asume que las sales se distribuyen rápidamente en rio y de manera uniforme. Aguas abajo existe una municipalidad que extrae agua del mismo rio para luego ser mezclada con agua

Semestre 2016-2

Sección 602

Profesor: Ramzy Kahhat

Fundamentos de Ingeniería Ambiental Facultad de Ciencias e Ingeniería Pontificia Universidad Católica del Perú pura (agua sin sal) antes de ser distribuida a la comunidad. Si la concentración máxima permisible de sal es de 400 ppm, ¿cuál debería ser el ratio entre agua de rio y agua pura? 8. Suponga un modelo sencillo para medir la contaminación del aire en una ciudad como una caja de 100 km de lado, con una altura de 800 m. Si sobre uno de sus lados ingresa aire limpio con una velocidad de 5 m/s y a su vez se emite un contaminante a una tasa de 10 kg/s con una velocidad de reacción de 0.15/h. Determine: a. La concentración de equilibrio suponiendo que el contaminante está completamente mezclado. b. La concentración del contaminante 4 horas más tarde, si la velocidad del viento desciende a 1 m/s. 9. Una planta de tratamiento de aguas residuales descarga 0.5 m3/s de un efluente que tiene una DBO de 80 mg/l, en una corriente de caudal 15 m3/s. Por encima del punto de descarga la corriente tiene una DBO total de 2 mg/l. La constante de desoxigenación (kd) es de 0.2/día. a. Suponiendo que se mezclan completa e instantáneamente, hallar la DBO total de la mezcla del residuo y el rio inmediatamente aguas debajo de la descarga. b. Suponiendo que la corriente presenta una sección constante de 40 m2, ¿Qué DBO total se esperaría encontrar en un punto situado 10,000 m abajo? 10. Una laguna tiene un volumen de 1000 m3 y recibe un flujo constante de un contaminante no conservativo a una tasa de 100 m3/día. La tasa de decaimiento es k = 0.15 /día. La concentración del contaminante entrando a la laguna es de 7 mg/l. Si se asume una condición en equilibrio y mezcla uniforme. a. ¿Cuál será la concentración del contaminante en el efluente? b. Si la concentración del contaminante se incremente abruptamente a 70 mg/l, ¿cuál será la concentración del efluente 7 días después? 11. Todos los años garzas, gaviotas, águilas, y otros pájaros se concentran, a lo largo de un tramo de corriente de 4.75 km que conecta un lago con el océano, para atrapar el salmón fingerling ya que ellos emigran río abajo hacia el mar. Los pájaros son pescadores eficaces y consumirán 10,000 fingerlings por kilometro de corriente cada hora, independientemente del numero de salmones que haya en la corriente. Es decir, hay suficiente salmón: los pájaros solo se ven limitados por lo rápido que pueden capturar y comer el pez. La corriente atraviesa un área promedio de 20 m2, y el salmón se mueve corriente abajo con una tasa de flujo de la corriente de 700 m3/min. Si hay 7 fingerlings por m3 en el agua que entra en la corriente, ¿Cuál es la concentración de salmón que alcanza el océano después de que los pájaros se hayan alimentado?

Semestre 2016-2

Sección 602

Profesor: Ramzy Kahhat