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FISICOQUIMICA AMBIENTAL

FASE 4- SUELO

VÍCTOR LEONARDO GUEVARA COD: MERCEDES ARCHILA DIAZ COD: MAURICIO SIERRA COD: JUAN SEBASTIAN DIAZ COD: 1.102.377.610 ELKIN GUSTAVO MORANTES COD: GRUPO: 358115_130

TUTOR JOSE RICARDO FORERO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD) NOVIEMBRE DEL 2017

Nombre Problemática Propuesta Juan Problema Ambiental: contaminación atmosférica por COVs Sebastián Sector Privado: Santandereana de Maderas S.A.S Díaz Ubicación: Calle 28 N° 16 – 46 Bucaramanga – Santander Hernández El barnizado es un proceso de trabajo que se lleva a cabo en actividades industriales de segunda transformación de la madera. Este proceso tiene como objetivo, tanto preservar la madera de la acción del polvo, humedad, manchas y condiciones climatológicas adversas como dar a su superficie el acabado y la tonalidad deseada, eliminando las posibles imperfecciones y aportando unas determinadas características físico-químicas. El resultado buscado es una superficie lisa, homogénea e impermeable.Dicho resultado dependerá, por un lado, del tipo de madera o soporte utilizado: madera maciza, tableros de aglomerado contrachapados, tableros de densidad media (DM), tableros alistonados, de virutas o fenólicos, mimbre, bambú, melanina, etc.; y, por otro lado, del tipo de barniz y proceso de secado utilizados. En el proceso de barnizado se desarrollan las siguientes tareas:  Preparación de las mezclas de producto: batido manual/automático.  Aplicación del barniz: dependiendo del tipo de acabado deseado, de las propias piezas a tratar y del grado de industrialización del proceso se puede realizar mediante:  Aplicación con pistola, la más habitual;  Aplicación manual con brocha, rodillo o esponja, utilizada sobre todo en actividades artesanales o de bricolaje;  Aplicación por inmersión en cubas, proceso utilizado para el barnizado de productos torneados.  Secado de las piezas.  Limpieza de los útiles de trabajo. Procedimiento que libera al aire COVs, Los compuestos orgánicos volátiles (COV) son contaminantes del aire y cuando se mezclan con óxidos de nitrógeno, reaccionan para formar ozono. La presencia de concentraciones elevadas de ozono en el aire que respiramos es muy peligrosa. Los efectos sobre la salud de la exposición a ozono incluyen: irritación de ojos y vías respiratorias; astenia, cefaleas; alergias; disminución de la función pulmonar y lesiones al hígado, riñones, pulmones y sistema nervioso central. Los efectos sobre el medio ambiente incluyen la alteración de la función fotosintética de las plantas. También participan activamente en numerosas reacciones,

Remediación Propuesta ¿CUALES SON LAS CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DE LA ZEOLITA? 1. La zeolita es capaz del intercambio selectivo de iones. 2. La zeolita puede adsorber moléculas en su gran área interna, siempre que puedan pasar por las ventanas. La zeolita y el carbón son iguales en este aspecto, y se diferencian solamente en el área de adsorción a la que puede tener acceso una molécula dada que pase por sus “poros. 3. La zeolita puede ser un catalizador acido sólido. Puede funcionar como un ácido fuerte (aunque se mantiene como un sólido) cuando la hidratación ha sustituido un hidrógeno, por un electrón de valencia adicional, o un intercambio isoeléctrico con el aluminio. 4. Se puede usar la zeolita como un tamiz molecular debido a que tiene un tamaño de ventana (o poro) uniforme. 5. La zeolita es meta estable; quiere decir, es estable siempre que se mantenga a una temperatura y a un pH adecuado. Dentro de este rango, no se ve afectada por oscilaciones grandes de Temperatura, presión, o radiación ionizante. ¿CÓMO SE PUEDE UTILIZAR LA ZEOLITA PARA CONTROLAR LOS CONTAMINANTES DEL AIRE? Se pueden elaborar las zeolitas hidrofóbicas por medio de: controlar la proporción de silicio a aluminio, “dealuminizando” la zeolita. Los diferentes tipos de zeolita tienen ventanas de 0.3 a 3.0 Nanómetros (3 a 30 Angstroms), pero cualquier tipo específico tiene su propio tamaño de ventana nominal. Un cambio en la relación Si/Al puede afectar el tamaño de ventana. Un intercambio de iones puede también afectar el tamaño de ventana. Actualmente se utiliza la zeolita hidrofóbica para concentrar los COV antes de destruirlos. Estos concentradores se muestran esquemáticamente en la Figura 2. En esencia son adsorbedores de oscilaciones de temperatura (temperature swings) con el lecho montado en un rotor, el cual se regenera con cada rotación (de dos a cinco veces por hora). El flujo aire-vapor del diseño de un vendedor es axial por los sectores en el rotor. El diseño de otro vendedor dirige el flujo aire vapor radialmente hacia

Mercedes Archila Díaz

Víctor Leonardo Guevara

en la troposfera y en la estratosfera, contribuyendo a la adentro por segmentos ubicados a lo largo del formación del smog fotoquímico y al efecto invernadero. exterior del rotor. PROBLEMÁTICA POR MINERÍA DE CARBÓN Adsorción por materia orgánica La problemática que seleccione es la degradación del suelo por la minería de carbón en Socha Boyacá esta actividad humana que provocan contaminación química y cambios físicos en el suelo, además de la alteración del ambiente con sustancias o formas de energía puestas en este por actividad humana o de la naturaleza, en cantidades, concentraciones o niveles capaces de interferir el bienestar y la salud de las personas, atentar contra la flora y la fauna, degradar la calidad del ambiente. Teniendo en cuenta que se genera una gran cantidad de contaminantes por la explotación de carbón con metales pesados como Cd, Mn, Pb y Zn, esta contaminación se presenta en sólidos cuyo abandono y acumulación, en el corto plazo, deterioran el paisaje, y a largo plazo contaminan del suelo ya que la retención de contaminantes en la superficie del suelo se infiltran y de esta manera el suelo va perdiendo sus propiedades. Cuando estos suelos son degradados por la minería el suelo no vuelve a su normalidad ya que por la extracción del carbón por lo tanto no se pueden utilizar hasta que no se realice un proceso de descontaminación y estos tratamientos requieren de largo plazo. EXTRACCIÓN DE CARBÓN MINERÍA DE SOCAVÓN Actual mente en el municipio donde me encuentro radicado es en Socha Boyacá, en este municipio la gran parte de su economía depende de la extracción del carbón, en dicha extracción del mineral se encuentran barias problemáticas ambientales a continuación voy a destacar las más evidentes, en primer lugar desde la extracción del mineral dentro se encuentran incrustados un tipo de material estéril de carácter rocosos, el cual debe ser sacado a la superficie por motivos de espacio dentro del socavón, al estar este tipo de materia en la superficie terrestre es depositado en sitios a cielo abierto sin ningún tipo de manejo ni disposición final, este material segregan cierta cantidad de agua contaminada con azufre y otros compuestos, dentro de la gran mayoría de yacimientos de carbón se encuentran acuíferos subterráneos los cuales son sacados a la superficie por medio de motobombas estas aguas al estar en contacto directo con el carbón se ven contaminadas de azufre, metales pesados como el hierro y un con un tipo de acides muy alto, siendo depositadas en pastizales y cultivos sin ningún tren de tratamiento para aguas residuales, otro problemática de esta actividad antrópica es el derrame de lubricantes y

Teniendo en cuenta que este proceso de descontaminación por materia orgánica es de método convencional no requiere de equipos y sus costos bajos donde se puede realizar con estiércol de cerdo y se puede hacer el proceso a largo plazo para la recuperación del suelo, ya que este proceso tiene la capacidad de eliminar o remover estos contaminantes y neutralizar el suelo, la adsorción del proceso lo que realiza es que es la atracción de un compuesto hacia una superficie sólida, y la absorción, que es la penetración de un contaminante en un sólido y que esta se ´puede realizar en extensión de suelos.

PROPUESTA PARA LA DESCONTAMINACIÓN DE SUELOS Mi propuesta para la descontaminación de los suelos por las actividades anterior mente expuestas es la Fitoremediación La Fitoremediación, este término general describe varios mecanismos mediante los cuales las plantas alteran la composición química de las matriz del suelo en que están plantadas, este tipo de biorremediacion se caracteriza por sus bajos costos y excelentes resultados ya que se estarían utilizando organismos vivos capases de adsorber los diferentes contaminantes del suelo para su beneficio propio. Dependiendo del tipo de contaminante, las condiciones del sitio y el nivel de limpieza requerido; las tecnologías de fitorremediación se pueden utilizar como medio de contención (rizofiltración, fitoestabilización y (fitoinmovilización) o eliminación (fitodegradación, fitoextracción y fitovolatilización).

Mauricio Sierra

residuos de combustibles manipulados para la lubricación de los cables o guayas utilizadas para la extracción de los vagones desde el interior de la mina, estos hidrocarburos se aplican de forma continua a este componente y sus residuos llegan directamente a los suelos del sector causando la quema de pastizales y degradación de los suelos, con este orden de actividades antrópicas doy a conocer que el los suelos son contaminados de diferente formas y por diversos materiales y compuestos. En el departamento de Santander en el municipio de Rionegro, se ha presentado una creciente contaminación por fertilizantes químicos ya que estos se utilizan en mayor cantidad de la que pueden absorber los cultivos, y cuando se eliminan por acción del agua o del viento de la superficie del suelo antes de que puedan ser absorbidos. Los excesos de nitrógeno y fosfatos pueden infiltrarse en las aguas subterráneas o ser arrastrados a cursos de agua. Esta sobrecarga de nutrientes provoca la eutrofización. Estos métodos agrícolas, son las principales causas de la pérdida de biodiversidad del municipio. Y conjuntamente la desorganizada producción agropecuaria tiene unos profundos efectos en el medio ambiente en conjunto. Son la principal fuente de contaminación del agua por nitratos, fosfatos y plaguicidas. También son la mayor fuente antropogénica de gases responsables del efecto invernadero, metano y óxido nitroso, y contribuyen en gran medida a otros tipos de contaminación del aire y del agua. La agricultura afecta también a la base de su propio futuro a través de la degradación de la tierra, la salinización, el exceso de extracción de agua y la reducción de la diversidad genética agropecuaria. Sin embargo, las consecuencias a largo plazo de estos procesos son difíciles de cuantificar. Continuando con la actividad y seleccionando uno de los procesos de adsorción que sea aplicable en la reducción, control o restauración de la problemática.

Elijo el proceso de adsorción física. Capacidad de intercambio catiónico Este tipo de adsorción se produce a causa de interacciones de tipo electrostático, entre la fase sólida, que de forma predomínate presenta carga negativa en la superficie, y los cationes en la disolución acuosa. El proceso mediante el cual planteo la recuperación del suelo es mediante: Proceso de electrocinética El cual consiste en aplicar una corriente eléctrica de baja intensidad entre electrodos introducidos in situ en el suelo contaminado que permite la movilización de agua, iones y partículas pequeñas cargadas. Los aniones se mueven hacia el electrodo positivo y los cationes hacia el negativo. La oxidación de agua en el ánodo genera protones, H+, que se mueven hacia el cátodo creando un frente ácido. Este favorece la desorción de los cationes del suelo y fuerza la puesta en disolución de contaminantes precipitada como carbonatos, hidróxidos. Por otro lado, los iones OH- generados en el cátodo por la reducción del agua provocan la precipitación de los contaminantes durante el tratamiento, los contaminantes pueden ser transportados por electro migración (movimiento de iones hacia el electrodo de carga opuesta), electroósmosis (movimiento del agua respecto a la superficie cargada de las partículas del suelo), electrolisis (movimiento de iones como respuesta a una diferencia de potencial) y electroforesis (desplazamiento iónico en suspensión) Esta técnica resulta eficaz para el tratamiento de suelos de baja permeabilidad hidráulica, como es el caso del municipio de Rionegro. Que son difíciles de recuperar por otros medios. Sus

Elkin Gustavo Morantes

Sector productivo dedicado a la explotación de mega minería de Oro, en la región del Páramo de Saturaban, ubicada entre en terrenos de 15 municipios de los departamentos de Norte de Santander y Santander, con una extensión aproximada de 142.000 hectáreas. Impactos causados por la minería:  En la explotación se incurre en la alteración de los ecosistemas, ocasionando problemas en el dinamismo de la población de flora.  La devastación de los suelos causando disminución en el rendimiento agrícola y agropecuario  La eliminación y esterilización de la tierra.  Contaminación auditiva a causa de la utilización de distintas máquinas para la excavación, trituración y molienda.  Contaminación del aire por las impurezas y partículas capaces de penetrar los pulmones y causar deterioro en la salud.  Gran riesgo en la contaminación de agua que suministra a muchos municipios de la región siendo una de las regiones de más ricas por la diversidad de especies encontradas. Los elementos tóxicos como el cianuro y el mercurio son utilizados para recuperar el oro del resto del material metales responsables de diferentes enfermedades y malformaciones congénitas al estar expuesto a estos. Para una explotación adecuada de oro se debe llevar a cabo un proceso fiable y controlado que permitan reducir de los elementos tóxicos utilizados en la explotación.

ventajas incluyen bajo consumo energético, un control sobre la dirección del flujo del agua y de los contaminantes disueltos y la acumulación de los contaminantes en los electrodos para su posterior eliminación mediante bombeo. Para la propuesta de descontaminación el proceso más adecuado para el manejo de la explotación de oro es el proceso de adsorción sobre fases solidas minerales Este proceso actúa en la disminución de los metales pesados por la explotación de oro, se aplica en proceso sistémico bifásico solido-aguas, el cual presenta rupturas a través de los silicatos que actúan en el suelo, una vez haya el proceso en esta aplicación se produce un hidrolisis, por medio del cual reacciona con el contacto del agua en la superficie afectada originando una hidroxilación por la humectación.

Nombre de quien rechaza o acepta: Sebastián Díaz Nombre de quien propone: Víctor Guevara Respondiendo a la propuesta de tratamiento del recurso natural suelo, cabe resaltar que la propuesta es viable, ya que la tecnología a implementar es sustentable, eficiente para los contaminantes a tratar, actúa positivamente sobre el suelo mejorando las propiedades físicas y químicas por la formación de cubierta vegetal, empleando así mismo técnicas, maquinaria y suministros conocidos en la agricultura, resultando de fácil implementación y teniendo un monitoreo fácil, además de tener una probabilidad de ser aceptada socialmente puesto que puede llegar a ser estéticamente agradable, además de tener un bajo coste en su implementación. Aunque la propuesta es viable, falta clarificar que clase de la variedad de fitorremediación será utilizada en el suelo, verificando la clase de plantaciones que serán utilizadas, pues existe un limitante en profundidad; la elongación radicular para las herbáceas consta de 0.5 m y 3 m para los arbustos, además de que cada planta tiene sus propios requerimiento para su desarrollo como lo es la temperatura, precipitación, geología, insolación, etc. Como recomendación se tiene que tener muy en cuenta la utilización del tipo de plantas y su vida útil, pues existen sustancias que se acumulan en tejidos envejecidos y pueden ser nuevamente liberadas al ambiente, además de que el terreno tiene que ser protegido contra el ingreso de animales salvajes y domésticos, pues existe el riesgo de que los contaminantes sean consumidos por estos y entren en las cadenas tróficas. La solicitud de la propuesta para la descontaminación de suelos es aceptada. Nombre de quien rechaza o acepta: Mercedes Archila Díaz Nombre de quien propone: Mauricio Sierra Rechazo porque este proceso requiere de la desulfuración de gases por lo tanto es necesario tener en cuenta las características del suelo como humedad; la humedad del suelo provoca un rápido deterioro en la oxidación de los compuestos de hierro, esto indica que si se deteriora se puede dejar de remover algunos contaminantes en el proceso, por otra parte requiere calor para la regeneración, también puede presentar problemas corrosión, precipitación de sales, posible formaciones de espumas, descomposición y envenenamiento de aminas por la presencia de dioxigeno y por la presencia de otras sustancias químicas. Por otro lado se ve afectado por atascamiento debido al crecimiento de bacterias y por la baja flexibilidad por la variación de gases en la entrada del proceso, por otra parte son procesos de alto costo ya que es necesario de equipos altamente tecnificados para el proceso. En conclusión esta alternativa no es eficiente para remover algunos contaminantes. Nombre de quien rechaza o acepta: Nombre de quien propone: Nombre de quien rechaza o acepta:

Nombre de quien propone:

Nombre de quien rechaza o acepta:

Nombre de quien propone:

Referencias Bibliográficas:

 Yate, A. (2016). Aplicaciones ambientales de la adsorción [OVI] Recuperado de: http://hdl.handle.net/10596/10259  Organización de las naciones unidas para la alimentación y la agricultura – FAO (2015). Las amenazas a nuestros suelos [Infograma]. Recuperado de: http://www.fao.org/resources/infographics/infographics-details/es/c/326259/  Porta Casanellas, J. (2008). Introducción a la edafología: uso y protección del suelo, Capítulo 8.1: Propiedades químicas y fisicoquímicas del suelo pp. 191-197, Capítulo 8.8: Contaminación de suelos pp. 263-267. Madrid. Recuperado de: http://bibliotecavirtual.unad.edu.co:2077/lib/unadsp/detail.action?docID=10227905