Dioxido De Azufre

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Integrantes: Manuel Revilla Pacheco Abdul Anibal Zea Ortega GENERALIDADES El dióxido de azufre (SO2) es un gas incoloro de olor característico, constituido por un átomo de azufre y dos átomos de oxígeno oxíg eno en su estructura molecular. FUENTES El dióxido de azufre se origina por la combustión o proceso de combustibles que contienen azufre (diesel y combustóleo principalmente) y la fundición de minerales ricos en sulfatos. Se genera principalmente por la industria (incluyendo las termoeléctricas), seguido de los vehículos automotores. Los compuestos que contienen azufre están presentes en la atmósfera natural no contaminada. Estas sustancias provienen de la descomposición bacteriana de la materia orgánica, de los gases volcánicos y otras fuentes. Sin embargo, su contribución en el balance total de SO2 resulta muy pequeña en comparación con las producidas en los centros urbanos e industriales como resultado de las actividades humanas. La permanencia media de SO2 en la atmósfera es de algunos días, y depende de la rapidez con la cual se convierta en ácido sulfúrico (H2SO4) por absorción de humedad (H2O) y en partículas de sulfatos por acción de la radiación solar. Las concentraciones altas de SO2, se registran en un radio menor a 20 Km de la fuente de emisión. 1 Integrantes: Manuel Revilla Pacheco Abdul Anibal Zea Ortega SISTEMAS DE MEDICION El SIMAT realiza mediciones de dióxido de azufre en partes por millón (ppm), esta unidad de medición es utilizada para conocer concentraciones diminutas de elementos presentes por unidad de volumen. Las técnicas para determinar la concentración de dióxido de azufre son diversas. En la RAMA del SIMAT se realizan mediciones continuas y permanentes mediante equipo automático que opera con base en las propiedades fisicoquímicas que identifican a cada contaminante. Los registros de concentraciones de dióxido de azufre se obtienen cada minuto y se procesan como promedios horarios para su disposición al público en forma de Bases de Datos. Con esta información se elabora y difunde oportunamente el Índice Metropolitano de la Calidad del Aire para informar a la población sobre las condiciones de calidad del aire. MECANISMO DE ACCION En El Ambiente El SO2 atmosférico puede oxidarse a SO3 por diferentes medios y reaccionar con la humedad del entorno (H2O) para producir partículas se ácido sulfúrico (H2SO4), las cuales se dispersan en el ambiente en forma de lluvia, llovizna, niebla, nieve y rocío dando origen a un proceso de acidificación de la tierra y cuerpos de agua. En La Salud En altas concentraciones el dióxido de azufre puede ocasionar dificultad para respirar, humedad excesiva en las mucosas de las conjuntivas, irritación severa en vías respiratorias e incluso al interior de los pulmones por formación de partículas de ácido sulfúrico, ocasionando vulnerabilidad en las defensas. El dióxido de azufre es causante de enfermedades respiratorias como broncoconstricción, bronquitis y traqueítis, pudiendo llegar a causar broncoespasmos en personas sensibles como los asmáticos, agravamiento de enfermedades respiratorias y cardiovasculares existentes y la muerte; si bien los efectos señalados dependen en gran medida de la sensibilidad de cada individuo, los grupos de la población más sensibles al dióxido de azufre incluye a los niños y ancianos, a los asmáticos y a aquellos con enfermedades pulmonares crónicas como bronquitis y enfisema. La combinación de óxidos de azufre y partículas suspendidas actúan sinérgicamente produciendo un efecto combinado mucho más nocivo que el efecto individual de cada uno de ellos por separado. Experimentos realizados en animales expuestos a concentraciones de SO2 de 9 a 50 ppm, muestran cambios morfológicos y funcionales permanentes similares a los que presenta la bronquitis crónica. La OMS recomienda como límite para preservar la salud pública una concentración de 100 a 150 µg/m³ promedio de 24 horas, y de 40 a 60 µg/m³ en una media aritmética anual. La Norma Oficial 2 Integrantes: Manuel Revilla Pacheco Abdul Anibal Zea Ortega Mexicana de SO2 establece como límite de protección a la salud, una concentración de 0.13 ppm (ó 341 µg/m³) promedio de 24 horas, una vez al año, y 0.03 ppm (ó 79 µg/m³) en una media aritmética anual para protección de la población susceptible. Medidas y prevención de Riesgo Entre las medidas que se pueden realizar para proteger la salud se consideran: Evitar exponerse al aire libre cuando la condición de calidad del aire sea NO SATISFACTORIA Realizar ejercicio y otras actividades al aire libre durante el período de horas que este contaminante tiene concentraciones bajas. Ingerir abundante agua y alimentos que contienen antioxidantes (frutas y verduras). Antes de realizar cualquier actividad física al aire libre, consulta el Índice Metropolitano de la Calidad del Aire de la zona donde vives. El problema Medioambiental de los óxidos de azufre Análisis Fisicoquímico La contaminación industrial consiste principalmente en partículas (cenizas y humo), SO2(g) y niebla de H2SO4. Muchas operaciones industriales producen cantidades importantes de SO 2(g). Sin embargo, los principales responsables de los escapes de SO 2(g) son las plantas térmicas de carbón y los combustibles de alto contenido de azufre. El SO 2(g), como hemos visto, puede oxidarse a SO3(g), especialmente cuando la reacción se cataliza sobre las superficies de las partículas en suspensión en el aire o mediante la reacción con NO2(g): SO2(g) + NO2(g)  SO3(g) + NO(g) A su vez el SO3(g) puede reaccionar con vapor de agua de la atmósfera obteniéndose niebla de H2SO4, un componente de la lluvia ácida (el pH de la lluvia ácida es de 4,3 mientras que el pH de la lluvia normal es de 5,5). La lluvia ácida tiene una incidencia relevante en las aguas superficiales, especialmente en los lagos puesto que puede llegar a alterar su pH. También afecta considerablemente a los bosques. Ataca a los edificios construidos con piedra caliza debido a que el H2SO4 reacciona con el CaCO 3 componente de aquellas y de los mármoles: CaCO3 (s) + H2SO4 (ac)  CaSO4 (s) + H2O (l) + CO2 (g) Por otra parte, la reacción de H2SO4 con el NH 3 del aire produce partículas de (NH 4)2SO4. Los detalles del efecto en el organismo humano de concentraciones bajas de SO 2 y H2SO4 no se conocen del todo, pero está claro que estas sustancias irritan el sistema respiratorio. Niveles superiores a 0.10 ppm se consideran nocivos potencialmente. 3 Integrantes: Manuel Revilla Pacheco Abdul Anibal Zea Ortega Metodos de Prevencion Un método prometedor para el control de la contaminación es la combustión en lecho fluidizado. Se introduce carbón en polvo, piedra caliza y aire en una cámara de combustión donde el agua que circula por un serpentín se convierte en vapor. La combustión se lleva a cabo a una temperatura relativamente baja (760-870 ºC), que minimiza la producción de NO(g) a partir de N2(g) y O2(g) en el aire. Al mismo tiempo, el SO2(g) formado a partir del azufre que lleva el carbón, es retenido con el CaO(s) para formar CaSO3(s) según la reacción: CaO(s) + SO2(g)  CaSO3(s) El SO2 que no reacciona en esta primera etapa se elimina en una segunda en la que los gases de combustión se hacen pasar por una cámara de purificación donde se les rocía con una suspensión acuosa de CaO. El resultado final es un vapor que contiene fundamentalmente H2O y CO2. ANEXOS Justicia ambiental y contaminación atmosférica por dióxido de azufre en Madrid Desde hace unos años se ha tomado creciente conciencia de que las emisiones contaminantes ocasionadas por actividades humanas, al difundirse por el territorio, no afectan de manera similar a las diferentes categorías sociales. A menudo se ha observado que la exposición a las mismas o sus efectos negativos (las denominadas externalidades espaciales) discriminan y penalizan especialmente a los grupos más desfavorecidos, lo que genera una injusticia de origen ambiental. La sólida reivindicación social ha ocasionado que en algunos países se hayan promulgando normas que obligan a medir el grado de equidad / inequidad ambiental que ciertos planes o actuaciones implican, lo cual está demandando estudios y métodos para dilucidar con rigor tal cuestión. 4 Integrantes: Manuel Revilla Pacheco Abdul Anibal Zea Ortega Arriba: Distribución porcentual de la superficie ocupada por cada estrato de renta per cápita 1997 según nivel de SO2 en 1995, Madrid. Abajo: Distribución porcentual de la superficie ocupada por cada estrato de renta per cápita 2000 según nivel de SO2 en 2005, Madrid. En esa línea, la investigación geográfico-ambiental, llevada a cabo por Antonio Moreno y Rosa Cañada del Departamento de Geografía de la Universidad Autónoma de Madrid y publicado en el Boletín de la Asociación de Geógrafos Españoles (Boletín de la Asociación de Geógrafos Españoles. 44, 301-324), muestra un diagnóstico preciso del grado en que la exposición potencial a la contaminación atmosférica por dióxido de azufre (SO2) afecta desigualmente a las zonas ocupadas por los distintos grupos de renta en la ciudad de Madrid. A tal fin se ha examinado la situación en dos años recientes, 1995 y 2005, con el fin de comprobar el nivel de equidad-inequidad ambiental que la desigual exposición ocasiona. A tal fin se han usado datos de renta per cápita por unidades 5 Integrantes: Manuel Revilla Pacheco Abdul Anibal Zea Ortega espaciales pequeñas conteniendo entre 1000-2000 habitantes (secciones censales) y de polución registrados en los observatorios de vigilancia. En la investigación se ha debido estimar, mediante técnicas de interpolación espacial, el grado de concentración atmosférica de ese contaminante en todo el espacio urbano madrileño, para luego confrontar el mapa de la contaminación con el de las rentas personales, usando la tecnología de los sistemas de información geográfica (SIG). La aplicación de diversas técnicas estadísticas ha hecho posible establecer nítidamente si los niveles de polución bajos, medios o altos por dióxido de azufre eran soportados de manera proporcionalmente igual entre los grupos de renta bajos, medios o altos. Los resultados han puesto de manifiesto que en 1995 la calidad del aire (a tenor de la concentración de SO2) era particularmente peor en las zonas de renta superior (en gran medida situadas en el interior de la ciudad). En 2005 tal rasgo persistía, si bien la importante disminución de ese contaminante en Madrid, ocasionaba una mayor igualdad entre las distintas zonas de renta. El examen en los dos momentos permite evidenciar el resultado, en términos de equidad ambiental, de las políticas de reducción de emisiones de dióxido de azufre (e. g. la sustitución de calderas de calefacción de carbón). Finalmente cabe subrayar que el método aplicado, que combina los SIG y técnicas estadísticas, permite elaborar diagnósticos efectivos de situaciones urbanas y, por tanto, analizar políticas públicas y tomar decisiones congruentes con el ya bien reconocido principio de justicia ambiental. USO DEL DIÓXIDO DE AZUFRE EN ENOLOGÍA La vinificación y el cuidado del vino necesitan cierta cantidad de anhídrido sulfuroso. La "sulfuración" del vino es un proceso que se viene practicando desde antiguo con la finalidad de prevenir las enfermedades del vino, para conservarlo sano y evitar que adquiera color pardo, además de protegerlo contra toda actividad de microorganismos causantes de enfermedades. Empleo Del Dióxido De Azufre El anhídrido sulfuroso (dióxido de azufre), en enología se usa como selectivo, en el inicio de Ia fermentación, con el objeto de seleccionar aquellos microorganismos que son capaces de realizar una correcta fermentación de los azúcares contenidos en el mosto. Esta acción demora el inicio de la fermentación, debido a una paralización temporaria de levaduras; pero cuando las mismas inician su actividad van a poder aprovechar totalmente los azúcares, ya que pueden competir favorablemente con las bacterias acéticas que son mucho mas afectadas por el SO2 (dióxido de azufre). 6 Integrantes: Manuel Revilla Pacheco Abdul Anibal Zea Ortega La foto número 1 corresponde a la observación microscópica de un mosto en el tercer dóa de fermentación en el cual no se ha agregado anhídrido sulruroso. Puede observarse una gran cantidad de bacterias, sobre todo acéticas (bastones) en relación con las levaduras (Formas ovoidales). En la foto 2 se ha agregado al mosto 200 mg/ litro de anhídrido sulfuroso al inicio de la fermentación. Al tercer día prácticamente no se observan bacterias al microscopio, desarrollándose casi exclusivamente las levaduras. Otra acción importante del anhídrido sulfuroso ocurre durante la vinificación en tinto, en la cual actúa rompiendo las paredes celulares, dejando en libertad su contenido y por lo tanto difundiendo mas rápidamente los pigmentos y taninos al mosto; aumentando la i ntensidad y matiz del color. Esto no se podría conseguir en corto tiempo (24 - 48 horas de maceración), sin su agregado. Otra de sus cualidades es la de actuar como antioxidante en los vinos durante su etapa de crianza, añejamiento y posterior conservación. Esta acción es sumamente importante en los vinos blancos finos. ¿El dióxido de azufre, precursor de los terremotos? Según el investigador Shih-Chieh Hsu (Universidad de Taipei, Taiwan), vigilar los picos de concentración en SO2 en la atmósfera, podría ser un indicador de la inminencia de un fuerte terremoto, en las horas ó días venideros. Fenómeno observado en 1999, cuando un violento terremoto azotó la capital Taiwanesa, el mismo pico fue notado durante un otro fuerte terremoto, el 31 de marzo del 2002. 7 Integrantes: Manuel Revilla Pacheco Abdul Anibal Zea Ortega En el terremoto de Kobé (Japón), en enero de 1995, fue también notado una particular elevación de las cantidades de SO2 (Así que de NOx), en la atmósfera. ¿Nos acercamos un poco más, a que algún día, los terremotos pudiendo tener su epicentro por debajo ó cerca de grandes urbanisaciones, puedan ser previsibles, con cierta fiabilidad? Pudiera ser un indicio si aparece en zonas donde no es habitual. No tiene ningún significado en los múltiples sitios de actividad volcánica permanente... los más famosos son las fumarolas de Yelowstone, Islandia, Nueva Zelanda, Italia, Francia.... Una señal de alarma puede ser el incremento de dióxido de azufre y/o sulfuro de hidrógeno en la atmósfera en lugares donde no son frecuentes. Pero debe determinarse si su origen es geológico o de alguna otra clase ( muy difícil) Además, aún constatado que se deben a cambios geológicos, difícilmente puedan dar orientación sobre si se producirán movimientos tectónicos, ni cuando será ni de que magnitud. Si se da en zonas donde se conoce la existencia de fallas, pueden ser un índice cualitativo. Pero allí ya se sabe se todas formas que, periódicamente se producirán movimientos tectónicos. Un escape leve de gases sulfurosos puede deberse a la apertura de una pequeña fisura o de un micro-crater que permanecerá estable por decenios, o anticipar una explosión volcánica en los próximos 15 minutos.. Pero generalmente se originan por la filtración de agua de lluvia a capas suterráneas calientes en las que hay minerales de azufre o azufre libre, sin que necesariaente sea magma volcánico. Todo el parque de Yellowstone es una enorme olla volcánica de la que se espera que se va a destapar de golpe, en las próximas horas o dentro de otro milenio. CONCLUSIONES La minimización de la generación de óxidos de azufre es un problema medioambiental serio. Las medidas para reducir las emisiones de SO2(g) y NO(g) incluyen la utilización de combustibles de bajo contenido de azufre, el control de las temperaturas de combustión para reducir las emisiones de NO(g) e impedir la emisión de gases de escape no permitidos, por diferentes medios. 8 Integrantes: Manuel Revilla Pacheco Abdul Anibal Zea Ortega BIBLIOGRAFIA Organización Mundial de la Salud OMS-WHO http://www.who.int/en/ Secretaría del Medio Ambiente http://www.ssa.gob.mx Sistema de Monitoreo Atmosférico de la ciudad de México http://www.sma.df.gob.mx/simat/pnso2.htm Universidad Autónoma de Madrid Sistema de Monitoreo y Asistencia Técnica http://simat.com.pe/ 9