Instituto tecnológico de Ocotlán

Unidad 1

2015

Chávez Ríos Fredy

TIPOS DE COMBUSTIBLES

ING. ELECTROMECANICA

6-A

MAQUINAS Y EQUIPOS TERMICOS

COMBUSTIBLESCombustible es cualquier material capaz de liberar energía cuando se oxida de forma violenta con desprendimiento de calor. Supone la liberación de una energía de su forma potencial (energía de enlace) a una forma utilizable sea directamente (energía térmica) o energía mecánica (motores térmicos) dejando como residuo calor (energía térmica), dióxido de carbono y algún otro compuesto químico.

Entre los combustibles sólidos se incluyen el carbón, la madera y la turba natural. El carbón se quema en calderas para calentar agua que puede vaporizarse para mover máquinas a vapor o directamente para producir calor utilizable en usos térmicos (calefacción). La turba y la madera se utilizan principalmente para la calefacción doméstica e industrial, aunque la turba se ha utilizado para la generación de energía y las locomotoras o los barcos que utilizaban madera como combustible fueron comunes en el pasado.

Entre los combustibles líquidos se encuentran el gasóleo, el queroseno o la gasolina (o nafta) y entre los gaseosos, el gas natural o los gases licuados de petróleo (GLP), representados por el propano y el butano. Las gasolinas, gasóleos y hasta los gases, se utilizan para motores de combustión interna o en calderas.

En los cuerpos de los animales, el combustible principal está constituido por carbohidratos, lípidos, proteínas, que proporcionan energía para el movimiento de los músculos, el crecimiento y los procesos de renovación y regeneración celular, mediante una combustión lenta, dejando también, como residuo, energía térmica, que sirve para mantener el cuerpo a la temperatura adecuada para que funcionen los procesos vitales.

Se llaman también combustibles las sustancias empleadas para producir la reacción nuclear en el proceso de fisión, aunque este proceso no es propiamente una combustión. Tampoco es propiamente un combustible el hidrógeno, cuando se utiliza para proporcionar energía (y en grandes cantidades) en el proceso de fusión nuclear, en el que se funden atómicamente dos átomos de hidrógeno para convertirse en uno de helio, con gran liberación de energía. Este medio de obtener energía no ha sido dominado en su totalidad por el hombre (salvo en su forma más violenta: la bomba nuclear de hidrógeno, conocida también como Bomba H) pero en el universo es común, específicamente como fuente de energía de las estrellas.

La principal característica de un combustible es el calor desprendido por la

combustión completa una unidad de masa (kilogramo) de combustible,

llamado poder calorífico, se mide en joules por kilogramo, en el sistema

internacional (SI) (normalmente en kilojoules por kilogramo, ya que el julio es una

unidad muy pequeña). En el obsoleto sistema técnico de unidades, en calorías por

kilogramo y en el sistema anglosajón en BTU por libra.

Tabla de poderes caloríficos de sustancias combustibles.

CombustibleMJ/

kgkcal/kg

Gas natural 53,6 12 800

Acetileno 48,55 11 600

Propano

Gasolina

Butano

46,0 11 000

Gasoil 42,7 10 200

Fueloil 40,2 9 600

Antracita 34,7 8 300

Coque 32,6 7 800

Gas de alumbrado 29,3 7 000

Alcohol de 95º 28,2 6 740

CombustibleMJ/

kgkcal/kg

Lignito 20,0 4 800

Turba 19,7 4 700

Hulla 16,7 4 000

Otra característica de los combustibles, en ciertos casos muy importantes, es la

llamada temperatura de ignición, o temperatura a la que se desencadena la

reacción de combustión arriba citada.

PROCESOS DE COMBUSTION TEORICOS Y REALES

Muchas veces es muy útil estudiar la combustión de un combustible con la

suposición de que la combustión es completa. Un proceso de combustión es

completo si todo el carbono en el combustible se transforma en el CO2, todo el

hidrógeno se transforma en H2O y todo el azufre (silo hay) se transforma en SO2.

Todos los componentes combustibles del combustible se queman por completo

durante un proceso de combustión completa. En sentido inverso, un proceso de

combustión es incompleto si los productos de combustión contienen cualquier

combustible o componentes no quemados, como C, H2, CO u OH.El oxígeno

insuficiente es una razón obvia para la combustión incompleta, pero no la única.

La combustión incompleta sucede incluso cuando en la cámara de combustión hay

más oxigeno del necesario para la combustión completa. Esto puede atribuirse a

la mezcla insuficiente en la cámara de combustión durante el limitado tiempo que

el oxígeno y el combustible están en contacto. Otra causa de combustión

incompleta es la disociación, la cual se vuelve importante a elevadas

temperaturas. La cantidad mínima de aire necesaria para la combustión completa

de un combustible recibe el nombre de aire estequiométrico o aire teórico. De

manera que cuando un combustible se quema por completo con aire teórico, no

estará presente oxigeno no combinado en el producto de los gases. El aire teórico

también se conoce como cantidad de aire químicamente correcta, o aire 100por

ciento teóricos. Un proceso de combustión con menos cantidad de aire teórico

está condenado a ser incompleto. El proceso de combustión ideal durante el cual

un combustible se quema por completo con aire teórico se conoce como

combustión este quiométrico o teórica de ese combustible.En los procesos de

combustión reales es una práctica común emplear más aire que la cantidad

estequiometria, con el fin de aumentar las oportunidades de combustión completa

o para controlar la temperatura de la cámara de combustión. La cantidad de aire

en exceso de la cantidad estequiometria se llama exceso de aire. La cantidad de

exceso de aire suele expresarse en términos del aire estequiométrico como aire

de exceso porcentual o aire teórico porcentual. Por ejemplo, 50 por ciento de

exceso de aire es equivalente a 150 por ciento de aire teórico, y 200 porciento de

exceso de aire equivalente a 300 por ciento de aire teórico. Desde luego, el aire

estequiométrico puede expresarse como cero por ciento de exceso de aire o 100

por ciento de aire teórico. Cantidades de aire menores que la cantidad

estequiometria reciben el nombre de deficiencia de aire y se expresa a menudo

como deficiencia de aire porcentual. Por ejemplo, 90por ciento de aire teórico es

equivalente a 10 por ciento de deficiencia de aire. La cantidad de aire utilizada en

procesos de combustión se expresa también en términos de la razón.

ENTALPIA DE FORMACION Y COMBUSTION

La entalpía de formación (\Delta H_f^0) de un compuesto químico es la variación de entalpía de la reacción de formación de dicho compuesto a partir de las especies elementales que lo componen, en su forma más abundante. Por ejemplo, la entalpía de formación del agua, formada por hidrógeno y oxígeno, sería equivalente a la entalpía de reacción de hidrógeno diatómico y oxígeno diatómico.

Así, la entalpía de formación de un compuesto es la energía necesaria para formar un mol de dicho compuesto a partir sus elementos, medida, normalmente, en unas condiciones de referencia estándar, 1 atm de presión y una temperatura de 298 K (25 °C).

Esta entalpía es negativa cuando se trata de una reacción exotérmica, que desprende calor, mientras que es positiva cuando es endotérmica, y resulta nula para los compuestos que se pueden encontrar en la naturaleza.

La variación de la entalpía estándar de combustión es la variación de la entalpía cuando un mol de una sustancia reacciona completamente con oxígeno bajo condiciones normales de presión y temperatura (aunque los valores experimentales son por lo general obtenidos bajo condiciones diferentes y posteriormente ajustadas). Por definición, las reacciones de combustión son siempre exotérmicas y por lo tanto las entalpias de combustión siempre son negativas, si bien los valores para las combustiones individuales pueden variar.

Comúnmente se denota como \Delta H ^{\circ} _{\mathrm{comb}} o \Delta H ^{\circ}_{\mathrm{c}}. Cuando la entalpía necesaria no es una combustión, se puede denotar como \Delta H ^{\circ} _{\mathrm{total}}. Las entalpias de combustión se miden típicamente utilizando una bomba de calorimetría, y tienen unidades de energía (por lo general kJ); estrictamente hablando, el cambio de entalpía por mol de sustancia quemada es la entalpía estándar molar de combustión (que normalmente tienen unidades de kJ mol−1).

PODERES CALORIFICOS INFERIOR Y SUPERIOR

El poder calorífico es la cantidad de energía que la unidad de masa de materia puede desprender al producirse una reacción química de oxidación (quedan excluidas las reacciones nucleares, no químicas, de fisión o fusión nuclear, ya que para ello se usa la fórmula E = m·c²).

El poder calorífico expresa la energía que puede liberar la unión química entre un combustible y el comburente y es igual a la energía que mantenía unidos los átomos en las moléculas de combustible (energía de enlace), menos la energía utilizada en la formación de nuevas moléculas en las materias (generalmente gases) formadas en la combustión.

SUPERIOR

Es la cantidad total de calor desprendido en la combustión completa de una unidad de volumen de combustible cuando el vapor de agua originado en la combustión está condensado y, por consiguiente, se tiene en cuenta el calor desprendido en este cambio de fase.

El poder calorífico de una muestra de combustible se mide en una bomba calorimétrica. La muestra de combustible y un exceso de oxígeno se inflama en la bomba y tras la combustión, se mide la cantidad de calor. La bomba se enfría con este fin a temperatura ambiente. Durante dicho enfriamiento, el vapor de agua se condensa y este calor de condensación del agua está incluido en el calor resultante.

INFERIOR

Es la cantidad total de calor desprendido en la combustión completa de una unidad de volumen de combustible sin contar la parte correspondiente al calor latente del vapor de agua generado en la combustión, ya que no se produce cambio de fase, y se expulsa como vapor. Es el valor que interesa en los usos industriales, por ejemplo hornos o turbinas, en los que los gases de combustión que salen por la chimenea o escape están a temperaturas elevadas, y el agua en fase vapor no condensa.

PRIMERA LEY DE SISTEMAS REACTIVOS

Análisis según la primera ley de sistemas reactivos

Un análisis según la primera ley para procesos sin flujo requiere un conocimiento de la energía interna, mientras que para proceso con flujo seusa la entalpia de la sustancia que intervienen. Las mayorías de las reacciones de combustión de interés en ingeniería ocurren en procesos que tienen lugar a presión constante. En los procesos con flujoy en los procesos sin flujo a presión constante, la propiedad más interesante es la entalpia de las sustancias químicas. Los sistemas reactivos, a diferencia de los puramente transformacionales, mantienen una continua interacción con su entorno, respondiendo ante los estímulos externos en función de su estado interno. Esto causa que su comportamiento sea complejo de analizar y muy sujeto a errores. Muchos de estos errores pueden causar problemas de seguridad, por lo que a menudo los sistemas reactivos son también sistemas críticos.

Entre los formalismos utilizados para especificación de sistemas en tiempo real y sistemas reactivos destacan los métodos estructurados. Son métodos operacionales que tienen amplia difusión en la industria por ser gráficos, fáciles de aprender, de utilizar y de revisar. Sin embargo, al no ser métodos formales, no existe, en general la posibilidad de analizar propiedades tan importantes como pueden ser las de seguridad. En ello se utiliza las formula de combustión en el sistemas de reactivos

Sistema de flujo cerrado, el cual también puede ser sistema aislado. Sistema cerrado: es aquel en el que solamente la energía en forma de trabajo o calorpuede cruzar la frontera del mismo. En un sistema cerrado no se permite que la masa fluya a través de las fronteras del sistema. A este sistema también se le conoce como masa de control.

Una ecuación integral de balance de energía puede desarrollarse para un sistema cerrado entre dos instantes de tiempo.

energía final del sistema – energía inicial del sistema = energía neta transferida.

SISTEMAS DE FLUJO ESTABLE Y FLUJO CERRADO

Objetivo específico: El alumno comprenderá los conceptos fundamentales de termodinámica.( 8 horas

a) Sistemas, tipos de sistemas.

b) Propiedades de la materia.

c) Postulados de estado.

d) Trabajo y calor.

UNIDAD II PRIMERA LEY DE LA TERMODINÁMICA.

Objetivo específico: El alumno conocerá la primera ley de la termodinámica y comprenderá su aplicación en sistemas cerrados y sistemas abiertos. ( 15 horas )

a) Definición.

b) Deducción.

c) Aplicación a sistemas cerrados y sistemas abiertos.

UNIDAD III SEGUNDA LEY DE LA TERMODINÁMICA.

Objetivo específico: Al término de la presente unidad el alumno comprenderá el enunciado de la segunda ley de la termodinámica y la aplicara a sistemas cerrados y sistemas abiertos.

Al término de la presente unidad el alumno conocerá los procesos y ciclos reversibles e irreversibles así como sus características. (15 horas)

a) Postulados.

b) Definición de entropía.

c) ciclos y procesos reversibles e irreversibles.

UNIDAD IV GASES IDEALES.

Objetivo específico: Al término de la presente unidad el alumno comprenderá la deficiencia de gas ideal.

El alumno conocerá y aplicara la ecuación general de los gases ideales.

El alumno será capaz de distinguir los distintos procesos y realizar los correspondientes cálculos de propiedades.

a) Definición.

b) Ecuación general.

c) Procesos.

UNIDAD V MEZCLA DE GASES (No reactivas).

Objetivo específico: Estudiar y modelar las mezclas y cada uno de sus componentes según el criterio de gas ideal.

Aplicar el análisis a casos reales de estudio.( 10 horas)

a) Componentes de una mezcla.

b) Relaciones PVT para gases ideales.

c) Evaluación de energía interna Entalpía, Entropía y calores específicos.

d) Análisis de sistemas que involucran mezclas.

UNIDAD VI EXERGIA (Disponibilidad).

Objetivo específico: Introducir el concepto de energía. Conocer el análisis de la segunda ley de la termodinámica.

a) definición de exergía.

b) Balance de exergía en sistemas cerrados.

c) Flujo de exergía.

d) Balance de exergía para un sistema abierto.

e) Eficiencia de la segunda ley de la termodinámica.

Termodinámica.

Es la ciencia que estudia el aprovechamiento de la energía térmica (calor) en la producción de potencia.

Sistemas.

Es una región del espacio (colección de materia) que se aísla para su estudio.

Alrededores.

Es la región del espacio comprendida fuera del sistema y que rodea al mismo.

Un sistema esta definido por una superficie llamada frontera, la frontera puede ser real o imaginaria, fija o móvil.

Los sistemas termodinámicos pueden ser de dos tipos:

Sistema cerrado, el cual también puede ser sistema aislado, y sistema abierto.

Sistema cerrado: es aquel en el que solamente la energía en forma de trabajo o calor puede cruzar la frontera del mismo. En un sistema cerrado no se permite que la masa fluya a través de las fronteras del sistema. A este sistema también se le conoce como masa de control.

Sistema aisladores un tipo especial de sistema cerrado que no interactúa de forma alguna con los alrededores.

Sistema abierto: es un sistema termodinámico que permite además del flujo de energía, el flujo de masa a través de sus fronteras. A este sistema también se le conoce como volumen de control y a su frontera como superficie de control.

Para describir un sistema y predecir su evolución se requiere el conocimiento de sus propiedades y como estas propiedades se relacionan. Una propiedad es una característica macroscópica de un sistema tal como la masa, energía, volumen, presión y temperatura, a las cuales se les puede asignar un valor en un tiempo dado conociendo la historia de un sistema termodinámico a la trayectoria seguida del mismo durante un proceso, desde un estado inicial hasta otro final.

TEMPERATURA DE FLAMA ADIABATICA

La temperatura alcanzada cuando se quema un combustible en aire u oxígeno sin gananciao pérdida de calor se denomina

temperatura teórica de la llama

. Se considera el supuesto de que no se realiza ningún trabajo mecánico y que los únicos términos de energía que intervienen son la energía interna y el trabajo de flujo. Las mismas limitaciones están comprendidas en el cálculo de temperatura de llama u otras reacciones por estos métodos. Debe conocerse la composición verdadera de los productos, incluida la presencia de reactivos que han reaccionado, radicales libres y átomos libres, y el método no se puedeaplicar a la primera fracción de segundo requerida para alcanzar los valores de equilibrio de las capacidades caloríficas. La máxima temperatura adiabática de llama se alcanza cuando se quema el combustible con la

cantidad teóricamente necesaria de oxígeno puro. La máxima temperatura adiabática de llama

en aire

corresponde a la combustión con la cantidad de aire teóricamente necesaria y es, evidentemente, mucho menor que la máxima temperatura de llama en oxígeno puro. Debido a la necesidad de emplear un exceso de aire para asegurar la combustión completa, las temperaturas de llama adiabáticas de las combustiones reales son siempre menores que los valores máximos. La temperatura adiabática de llama, supuesta la combustión completa, siempre es mayor que la que se puede obtener por combustión real bajo las mismas condiciones iniciales determinadas. Siempre hay pérdida de calor de la llama, y es imposible obtener una combustión completa a altas temperaturas. La conversión parcial de estas reacciones se obtienen estableciendo condiciones definidas de equilibrio entre los productos y los reactivos. Por ejemplo, a altas temperaturas se establece un equilibrio entre el monóxido de carbono, dióxido de carbono y oxígeno, que corresponde a proporciones definidas de estos tres gases. La combustión del monóxido de carbono tendrá lugar sólo hasta el grado de conversión que dé una mezcla de gases en proporciones que corresponden a estas condiciones de equilibrio. Además, la presencia de radicales libres y elementos debe incluirse en el cálculo de calores de reacción y de contenidos energéticos. Cualquier energía gastada en realizar un trabajo mecánico, aumentando la energía cinética externa y la elevación del gas, reducirá la temperatura consiguiente.

ANALISIS DE LA SEGUNDA LEY DE SISTEMAS REACTIVOS

Segunda ley de la termodinámica, el orden y desorden de los sistemas. Esta ley de la termodinámica expresa que cuando una parte de un sistema cerrado interacciona con otra parte, la energía tiende a dividirse por igual, hasta que el sistema alcanza un equilibrio térmico.

Lagos C) volcanes D) charcos HISTORIA 1.- esta ley fue el antecedente de la creación del registro civil A) Reforma B) ley Iglesias C) Constitución D) Ley Lerdo 2.- forma de gobierno en la que los ciudadanos tienen la posibilidad. BANCO DE REACTIVOS DE 2”A” ESPAÑOL I.- LEE LA PREGUNTA Y RELLENA EL CIRCULO DE LA RESPUESTA CORRECTA. ESPAÑOL Lee correctamente y luego contesta las preguntas. Los seres humanos tenemos cinco sentidos que nos sirven para conocer y relacionarnos con nuestro entorno; son el gusto

REACTIVOS DEL SEGUNDO BIMESTRE 5º GRADO ESPAÑOL Lee el siguiente texto extraído de tu libro de Ciencias Naturales y contesta las preguntas 1 al 7. La

diversidad de los seres vivos y sus interacciones Basta con que te asomes fuera del salón para que te des cuenta de la cantidad de seres vivos

INFLUENCIA DE LAS CONDICIONES ATMOSFERICAS

Describiremos como se ve afectado un motor de combustión interna de aspiración natural (sin turbo) por varios parámetros ambientales o topográficos como son la densidad del aire, altitud, temperatura del aire y la humedad.

La densidad del aire:

Cuando hablamos de densidad del aire, nos referimos a la cantidad de moléculas de oxigeno que contiene un volumen de aire en un momento dado, la densidad del aire puede verse afectada por la temperatura, altitud, algunas condiciones atmosféricas como tormentas, etc.

Con una densidad del aire baja (poca concentración de oxigeno), un motor funcionaria con una relación aire / combustible rica, ya que la cantidad de aire suministrada a las cámaras de combustión seria poca para el volumen de combustible entregado, al contrario ocurriría con una densidad de aire alta, la cantidad de ésta seria mucha para la cantidad de combustible suministrado, mezcla aire/combustible pobre.

Recordemos que, los motores entregan buena potencia con el menor nivel de emisiones de escape cuando funcionan con una relación este quiométrica de 14.7:1 14.7 partes de aire por una de combustible. (Lambda =1) con mezclas diferentes a estas, ya sean ricas o pobres el motor no dará toda su potencia, producirá mayores emisiones contaminantes y tendrá un alto consumo de combustible.

El vacío que genera el motor también sé vera disminuido, si está provisto de un sistema de avance de la ignición por vacío, el funcionamiento será afectado negativamente, el adelanto de la chispa por carga (rpm Vs. Velocidad del vehículo) será menor de lo requerido.

Temperatura ambiente:

La temperatura incide directamente en la densidad del aire, cuando ésta aumenta, la densidad del aire disminuye, con bajas temperaturas la densidad aumenta.

Humedad:

Cuando la humedad del ambiente se incrementa el octanaje requerido para el buen funcionamiento del motor disminuye, por cada gramo de agua que se le agregue a

un kilogramo de aire seco, el octanaje requerido para el buen funcionamiento del motor decrece de 0.25 a 0.35.

En la segunda guerra mundial era una practica común inyectar agua a la admisión de aire de los motores de aviación para disminuir la temperatura de las cámaras de combustión, también se utiliza la inyección de agua en motores provistos de turbos o sopladores, de esta manera se aumenta el índice de octano y se evita el peligroso efecto conocido como detonación, pistoneo o picado de biela.

Altitud (presión atmosférica):

Por ejemplo al ir ascendiendo por una ruta de montaña, mientras más aumentemos nuestra altura sobre el nivel del mar menor será la densidad del aire.

Los motores Diesel de aspiración natural (sin turbo) pierden un 10% de potencia por cada 1000 mts. Que asciendan sobre el nivel del mar, en el caso de los motores de gasolina el requerimiento de octano necesario para el motor decrece de uno a dos octanos por cada 1000 mts de ascenso sobre el nivel del mar, esto último producto de la escasez de aire y la disminución de la presión de combustión, y por ende la disminución de la potencia efectiva del motor.

Actualmente esta de moda colocar sistemas de admisión de aire de alto flujo, eso ayuda en condiciones de alta temperatura y elevadas alturas, estos sistemas se venden haciendo la recomendación de que el tubo de admisión debe colocarse de manera que éste no se caliente, para mantener una alta densidad de aire de admisión.

En realidad ese aire al llegar al colector de admisión es calentado, todos los colectores de admisión tienen sistemas de recirculación de agua caliente que provienen del sistema de refrigeración del motor, esto con el objeto de calentar la mezcla y utilizar menos volumen de combustible, así se reducen las emisiones contaminantes cuando el motor esta en condiciones climáticas frías o cuando el motor esta en fase de calentamiento.

Si entonamos un motor al nivel del mar y ascendemos a lo alto de una montaña, la perdida de potencia será notoria al igual que un ralentí irregular (marcha mínima inestable), si utilizamos normalmente el vehículo en lugares a varios miles de metros sobre el nivel del mar, se deben cambiar los calibres surtidores de combustible en el carburador por unos adecuados a la densidad del aire, esto se determina teóricamente aplicando ciertas fórmulas, y en la práctica con analizadores de gases de escape, para cada condición ambiental se deben cambiar los surtidores de combustible por unos del calibre adecuado para la condición de densidad de aire, altitud, humedad, etc.

Esto no sería nada práctico; Afortunadamente los sistemas de inyección de combustible se encargan de suministrar el combustible necesario para la cantidad de aire admitida, él modulo de control Carburador electrónico del motor recibe de diversos sensores los valores de la temperatura del aire de admisión, temperatura del liquido refrigerante, el flujo de aire (gramos de aire por segundo), presión atmosférica, presión del colector de admisión del motor (vacío) entre otros, de esta manera calcula la cantidad exacta de combustible a inyectar, manteniendo una relación este quiométrica y un control del avance de la chispa en cualquier condición y rango de funcionamiento del motor.

ANALISIS DE LOS PRODUCTOS DE LA COMBUSTION

El análisis de combustión es un método utilizado tanto en química orgánica y química analítica para determinar la composición elemental en forma de la fórmula empírica, de un compuesto orgánico puro, por combustión de la muestra bajo condiciones donde los productos resultantes de la combustión puedan ser analizados cuantitativamente. Una vez que se ha determinado el número de moles de cada producto de la combustión, puede calcularse la fórmula empírica o fórmula empírica parcial del compuesto original.

Un tren de combustión es una herramienta analítica para la determinación de la composición elemental de un compuesto químico. Con el conocimiento de la composición elemental, puede derivarse una fórmula química. El tren de combustión permite la determinación del carbono e hidrógeno en una serie de pasos:

combustión de la muestra a alta temperatura, con óxido de cobre(II) como agente oxidante,

recolección del gas resultante en un agente anhidro, como el perclorato de magnesio o el cloruro de calcio para atrapar el agua generada,

recolección del gas restante en una base fuerte (por ejemplo, hidróxido de potasio) para atrapar el dióxido de carbono.

La determinación analítica de las cantidades de agua y dióxido de carbono producidas a partir de una cantidad conocida de muestra da la fórmula empírica. Para cada átomo de hidrógeno en el compuesto, se produce 1/2 equivalentes de agua, y por cada átomo de carbono en el compuesto, se produce 1 equivalente de dióxido de carbono.

Hoy en día, los instrumentos modernos están suficientemente automatizados para permitir hacer estos análisis rutinariamente. Las muestras requeridas también son extremadamente pequeñas: 3 mg de muestra es suficiente para producir un análisis CHN satisfactorio.

También es posible hacer un análisis químico a los gases de combustión con el análisis Orsat.

NORMAS DE CONTROL DE CONTAMINACION AMBIENTAL

Normatividad

En materia de normatividad de aire, nuestro país cuenta con varios instrumentos jurídicos que permiten prevenir y controlar la contaminación atmosférica. Entre ellos están:

o Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambienteo Reglamento en materia de prevención y control de la contaminación

atmosféricao Normas Oficiales Mexicanas sobreo Fuentes fijaso Fuentes móviles o Calidad de combustibleso Calidad del Aireo Monitoreo

Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente (LGEEPA)http://portal.semarnat.gob.mx/marco_juridico/

La LGEEPA es de aplicación nacional y establece las obligaciones de las autoridades del orden federal y local. La Ley en su título IV Protección al Ambiente, capítulos I y II establecen los artículos sobre prevención y control de la contaminación de la atmósfera. En ellos se hace referencia específica a los instrumentos de política, mecanismos y procedimientos necesarios para controlar, reducir o evitar la contaminación de la atmósfera.

Reglamento en materia de prevención y control de la contaminación atmosféricahttp://portal.semarnat.gob.mx/marco_juridico/reglamentos/atmosfera.shtml

El reglamento rige en todo el territorio nacional y en las zonas donde la nación ejerce su soberanía y jurisdicción, tiene por objeto reglamentar la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente en lo que se refiere a la prevención y control de la contaminación atmosférica.

El reglamento define los procedimientos técnico-administrativos a que están sujetas las fuentes emisoras de contaminantes de jurisdicción federal, como son por ejemplo las licencias de funcionamiento y la cédula de operación anual. Cabe decir que derivado de los cambios relativamente recientes a la LGEEPA, se inició la aplicación de nuevos mecanismos de regulación directa de las actividades industriales, de tal forma que se creó una Licencia Ambiental Única (LAU) y una Cédula de Operación Anual (COA), de carácter inmediato.

http://www.ine.gob.mx/publicaciones/libros/36/cap4.html?id_pub=36)

Normas Oficiales Mexicanas

La  SEMARNAT emite una serie de Normas Oficiales Mexicanas (NOM) que regulan las emisiones de contaminantes provenientes de fuentes fijas (como por ejemplo, la industria

química, la industria del vestido, la industria mineral metálica, etc.) y fuentes móviles (como por ejemplo, autos particulares, camiones, etc.); dichas normas están dirigidas a restringir a ciertos niveles las emisiones de óxidos de azufre, óxido de nitrógeno, partículas, compuestos orgánicos volátiles y monóxido de carbono. También establece la normatividad que regula la calidad de los combustibles y establece los requerimientos técnicos de los métodos empleados para medir los contaminantes más comunes en el aire.

Tipos de normas

o Fuentes fijaso Fuentes móvileso Calidad de los combustibleso Calidad del aireo Monitoreo atmosférico

Fuentes fijas

NormaNombre

NOM-039-ECOL-1993

Que establece los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de bióxido y trióxido de azufre y neblinas de ácido sulfúrico, en plantas productoras de ácido sulfúrico

NOM-O40-ECOL-1993

Que establece los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de partículas sólidas, así como los requisitos de control de emisiones fugitivas, provenientes de las fuentes fijas dedicadas a la fabricación de cemento

NOM-043-ECOL-1993

Que establece los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de partículas sólidas provenientes de fuentes fijas

NOM-046-ECOL-1993

Que establece los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de bióxido de azufre, neblinas de trióxido de azufre y ácido sulfúrico, provenientes de procesos de producción de acido dodecilbencensulfónico en fuentes fijas.

NOM-075-ECOL-1995

Que establece los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de compuestos orgánicos volátiles provenientes del proceso de los separadores agua-aceite de las refinerías de petróleo

NOM-085-ECOL-1994

Que establece los niveles máximos permisibles de emisión a la atmósfera de humos, partículas suspendidas totales, bióxidos de azufre y óxidos de nitrógeno y los requisitos y condiciones para la operación de los equipos de calentamiento indirecto por combustión, así como los niveles máximos permisibles de emisión de bióxido de azufre en los equipos de calentamiento directo por

combustión

NOM-092-ECOL-1995

Que regula la contaminación atmosférica y establece los requisitos, especificaciones y parámetros para la instalación de sistemas de recuperación de vapores de gasolina en estaciones de servicio y de autoconsumo ubicadas en el Valle de México

NOM-093-ECOL-1995

Que establece el método de prueba para determinar la eficiencia de laboratorio de los sistemas de recuperación de vapores de gasolina en estaciones de servicio y de autoconsumo

NOM-097-ECOL-1995

Que establece los límites máximos permisibles de emisión a la atmósfera de material particulado y óxidos de nitrógeno en los procesos de fabricación de vidrio en el país

NOM-105-ECOL-1996

Que establece los niveles máximos permisibles de emisiones a la atmósfera de partículas sólidas totales y compuestos de azufre reducido total provenientes de los procesos de recuperación de químicos de las plantas de fabricación de celulosa

NOM-121-ECOL-1997

Que establece los límites máximos permisibles de emisión a la atmósfera de compuestos orgánicos volátiles (COV’s) provenientes de las operaciones de recubrimiento de carrocerías nuevas en planta de automóviles, unidades de uso múltiple, de pasajeros y utilitarios; carga y camiones ligeros, así como el método para calcular sus emisiones

NOM-123-ECOL-1998

Que establece el contenido máximo permisible de compuestos orgánicos volátiles (COV’s), en la fabricación de pinturas de secado al aire base disolvente para uso doméstico y los procedimientos para la determinación del contenido de los mismos en pinturas y recubrimientos

Para descargar los textos completos ir a:http://portal.semarnat.gob.mx/semarnat/portal

ó http://www.economia-noms.gob.mx/

Fuentes móviles

NormaNombre

NOM-041-ECOL-1999

Que establece los límites máximos permisibles de emisión de gases contaminantes provenientes del escape de los vehículos automotores en circulación que usan gasolina como combustible

NOM-042-ECOL-1999

Que establece los límites máximos permisibles de emisión de hidrocarburos no quemados, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno y partículas suspendidas provenientes del escape de vehículos automotores nuevos en planta, así como de hidrocarburos evaporativos provenientes del sistema de combustible que usan gasolina, gas licuado de petróleo, gas natural y diesel de los mismos, con peso bruto vehicular que no exceda los 3,856 kilogramos

NOM-044-ECOL-1993

Que establece los niveles máximos permisibles de emisión de hidrocarburos, monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, partículas suspendidas totales y opacidad de humo provenientes del escape de motores nuevos que usan diesel como combustible y que se utilizaran para la propulsión de vehículos automotores con peso bruto vehicular mayor de 3,857 kilogramos

NOM-045-ECOL-1996

Que establece los niveles máximos permisibles de opacidad del humo proveniente del escape de vehículos automotores en circulación que usan diesel o mezclas que incluyan diesel como combustible

NOM-047-ECOL-1993

Que establece las características del equipo y el procedimiento de medición para la verificación de los niveles de emisión de contaminantes, provenientes de los vehículos automotores en circulación  que usan gasolina, gas licuado de petróleo, gas natural u otros combustibles alternos

NOM-048-ECOL-1993

Que establece los niveles máximos permisibles de emisión de hidrocarburos, monóxido de carbono y humo, provenientes del escape de las motocicletas en circulación que utilizan gasolina o mezcla de gasolina-aceite como combustible

NOM-049-ECOL-1993

Que establece las características del equipo y el procedimiento de medición, para la verificación de los niveles de emisión de gases contaminantes, provenientes de las motocicletas en circulación que usan gasolina o mezcla de gasolina-aceite como combustible

NOM-050-ECOL-1993

Que establece los niveles máximos permisibles de emisión de gases contaminantes provenientes del escape de los vehículos automotores en circulación que usan gas licuado de petróleo, gas natural u otros combustibles alternos como combustible.

NOM-076-ECOL-1995

Que establece los niveles máximos permisibles de emisión de hidrocarburos no quemados, monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno provenientes del escape, así como de hidrocarburos evaporativos provenientes del

sistema de combustible, que usan gasolina, gas licuado de petróleo, gas natural y otros combustibles alternos y que se utilizaran para la propulsión de vehículos automotores, con peso bruto vehicular mayor de 3,857 kilogramos nuevos en planta

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Calidad de los combustibles

NormaNombre

NOM-051-ECOL-1993

Que establece el nivel máximo permisible en peso de azufre, en el combustible líquido gasóleo industrial que se consuma por las fuentes fijas en la zona metropolitana de la Ciudad de México

NOM-086-ECOL-1994

contaminación atmosférica-especificaciones sobre protección ambiental que deben reunir los combustibles fósiles líquidos y gaseosos que se usan en fuentes fijas y móviles

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Calidad del aire

Las normas de calidad del aire establecen las concentraciones máximas de contaminantes en el ambiente que no debieran ser excedidas con determinada frecuencia, a fin de garantizar la protección de la salud de la población, inclusive la de los grupos más susceptibles como los niños, los ancianos y las personas con enfermedades respiratorias crónicas, entre otros.

En México se norman los siguientes contaminantes atmosféricos: bióxido de azufre (SO2), monóxido de carbono (CO), bióxido de nitrógeno (NO2), ozono (O3), partículas suspendidas totales (PST), partículas menores a 10 micrómetros de diámetro (PM10) y plomo (Pb). En el siguiente Cuadro se resumen los valores normados y se refieren las normas oficiales mexicanas que dan origen a dichos valores.

Contaminante

Norma Nombre

Ozono NOM-020-

SSA1-1993

Criterios para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al ozono (O3). Valores normados para la concentración de ozono (O3) en el aire ambiente como medida de protección a la salud de la población, para quedar como Norma Oficial Mexicana NOM-020-SSA1-1993, Salud ambiental. Criterio para evaluar el

valor límite permisible para la concentración de ozono (O3) de la calidad del aire ambiente. Criterio para evaluar la calidad del aire.

Monóxido de carbono

NOM-021-

SSA1-1993

Criterios para evaluar la calidad del aire ambiente con respecto al Monóxido de carbono (CO). Valor permisible para la concentración de monóxido de carbono (CO) en el aire ambiente, como medida de protección a la salud de la población

Bióxido de azufre

NOM-022-

SSA1-1993

Criterios para evaluar la calidad del aire ambiente, con respecto al bióxido de azufre (SO2). Valor normado para la concentración de bióxido de azufre (SO2) en el aire ambiente, como medida de protección a la salud de la población

Bióxido de nitrógeno

NOM-023-

SSA1-1993

Criterios para evaluar la calidad del aire ambiente, con respecto al bióxido de nitrógeno (NO2). Valor normado para la concentración de bióxido de nitrógeno (NO2) en el aire ambiente, como medida de protección a la salud de la población

Partículas(PST, PM10 y

PM2.5)

NOM-025-

SSA1-1993

Criterios para evaluar el valor límite permisible para la concentración de material particulado. Valor límite permisible para la concentración de partículas suspendidas totales PST, partículas menores de 10 micrómetros PM10 y partículas menores de 2.5 micrómetros PM2.5 de la calidad del aire ambiente. Criterios para evaluar la calidad del aire

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Monitoreo atmosférico

El monitoreo atmosférico es la determinación de la cantidad de una sustancia o contaminante presente en el aire en un lugar  y en un tiempo determinado. A través de él se puede dar seguimiento en tiempo y espacio a la calidad del aire de un lugar determinado.

En México, para llevar a cabo las mediciones de las concentraciones de los contaminantes en el aire se emplean técnicas y procedimientos estandarizados que fueron publicados como Normas Oficiales Mexicanas, las cuales son referidas en el siguiente Cuadro.

Norma Nombre

NOM-034-ECOL-1993

Que establece los métodos de medición para determinar la concentración de monóxido de carbono en el aire ambiente y los procedimientos para la calibración de los

equipos de medición

NOM-O35-ECOL-1993

Que establece los métodos de medición para determinar la concentración de partículas suspendidas totales  en el aire ambiente y el procedimiento para la calibración de los equipos de medición

NOM-036-ECOL-1993

Que establece los métodos de medición para determinar la concentración de ozono en el aire ambiente y los procedimientos para la calibración de los equipos de medición

NOM-037-ECOL-1993

Que establece los métodos de medición para determinar la concentración de bióxido de nitrógeno en el aire ambiente y los procedimientos para la calibración de los equipos de medición

NOM-038-ECOL-1993

Que establece los métodos de medición para determinar la concentración de bióxido de azufre en el aire ambiente y los procedimientos para la calibración de los equipos de medición