difusion de contaminantes en lagos
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2013Difusin de contaminantes en lagos
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INTRODUCCION
Uno de los pilares del desarrollo econmico y social es el manejo racional del agua dulce.Sin embargo, este desarrollo puede entrar en conflicto con la preservacin del medioambiente. La proteccin de la vida humana y la prosperidad de la raza humana requieren demedidas de proteccin contra las catstrofes naturales como inundaciones y sequas. Noobstante, estas medidas pueden perturbar el sensible equilibrio ecolgico.
Una de las principales causas de contaminacin en las aguas es el flujo de sustanciaslquidas y gaseosas a travs de un material slido se define como difusin, o sea, latransportacin de tomos, molculas u iones libres como consecuencia de la diferencia deconcentracin.
La difusin ocurre mayormente a travs de dos vas:
a) orificios libres entre los polmeros formados bajo la influencia trmica
b) capilares submicroscpicos.
La difusin de sustancias txicas a travs de las paredes de las lneas conductoras de aguaes la causante de contaminaciones de aguas potables, regados y suelos. El efecto de lacontaminacin por difusin se refleja en la afeccin de la salud humana y otras especiesvivientes del planeta cada vez ms creciente. La corrosin en las lneas conductoras seacelera por los procesos de difusin que se adjunta al uso de materiales cuya conformacinmolecular favorece dicho fenmeno.
Los impactos sobre la salud de la poblacin son tan variados como las sustancias quepueden difundir a travs de los materiales no seguros contra la difusin. Metales pesados,compuestos orgnicos voltiles y sintticos, solventes, asbesto, alcoholes y nitratos sonsolamente ejemplos que traen efectos cancergenos, teratognicos y mutagnicos, irritan losojos, piel y mucosas, afectan el sistema gastrointestinal y respiratorio as como las clulasnerviosas y la sangre.
La entrega de sustancias txicas desde suelos contaminados hacia las lneas de agua potablepor causa de la difusin afecta principalmente la salud de los seres humanos y los animales.
Por otra parte el uso de sistemas no seguros contra la difusin para el desage, elalcantarillado y la conduccin de sustancias nocivas contribuye directamente a ladistribucin de los contaminantes hacia otras zonas. La Asamblea Mundial de Mujeressobre el Medio Ambiente mencion en el 2004 el uso de sistemas de alcantarilladoinadecuados como primera causa de la contaminacin de aguas y suelos, seguida por laeliminacin de desechos, los efluentes industriales y los residuos agrcolas.
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OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Identificar como es el proceso de difusin en lagos
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Determinar que es difusin Conocer los contaminantes que afectan a los lagos y como afectan la salud del
hombre
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ARTICULO INVESTIGATIVO 1
Un ecosistema en peligro de extincin el l ago de Chpala
Enfermedades por beber agua contaminada
Asimismo, en los sedimentos del lago se ha detectado un incremento en los niveles de
fsforo inorgnico, que supera en gran medida las concentraciones mximas recomendadas
por organismos internacionales.
A pesar de que los niveles de metales pesados en el agua han estado dentro de las normas
internacionales establecidas para usos domsticos, despus de recibir tratamiento, las
concentraciones en algunas plantas como el lirio acutico y el tule son mayores. Los
muestreos reportan concentraciones sobre 178 miligramos de cianuro, seis miligramos de
cromo y cuatro miligramos de plomo para el primero y 552 miligramos de cianuro y 15
miligramos de mercurio por kilogramo seco para el segundo.
El expansivo crecimiento del lirio acutico es otro problema. Esta planta, originaria de
frica, fue trada al lago con fines decorativos hace aproximadamente 100 aos. Usa ms
agua en evapora-transpiracin, de la que se pierde por evaporacin en el rea equivalente
de agua abierta e inhibe el crecimiento del fitoplancton, por lo que afecta el adecuado
desarrollo de las poblaciones de peces y es fuente de riesgo potencial para la salud pblica,porque crea las condiciones favorables para la proliferacin de las larvas de moscos
transmisores del paludismo y diversos insectos.
Tambin afecta a los deportes acuticos, la irrigacin, la conservacin de equipos e
infraestructura, obstruye los canales de irrigacin, de alimentacin de turbinas en la
generacin hidroelctrica y deteriora la cortina de las presas.
En el caso de amenaza o extincin de especies, no es sencillo determinar cules son los
procesos que influyen ms. Sin embargo, en algunos casos resulta una explicacin correctade ciertas causas directas, como cuando se hablaba de la disminucin de captura de bagre a
partir de 1974, provocada por la fuerte contaminacin del lago por la descarga en el ro
Lerma de grasas y aceites de la refinera de Pemex, en Salamanca. Por ltimo, otro proceso
que tambin ha influido afectando a los pescadores y al ecosistema, es la presencia de
bacterias perjudiciales a los peces y la presencia de detergentes.
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ARTICULO INVESTIGATIVO 2
AGUAS RESIDUALES
Al estudiar lo que sucedera con el vertido a un lago de aguas residuales con unaimportante concentracin de slidos suspendidos. Un trmino fundamental relacionado con
lagos, que afecta en gran manera al aumento o a la reduccin de los contaminantes es el
tiempo de residencia hidrulico, t0. El tiempo de residencia es el tiempo medio que una
molcula de agua permanece en el lago. Si llamamos Q al caudal constante que entra en el
lago y V a su volumen, el tiempo de residencia es:Q
Vt0 . El anlisis de este trmino nos
puede indicar la sensibilidad de un lago a un vertido: lagos con tiempos de residencia cortos
se vern rpidamente afectados por vertidos, mientras que si el tiempo de residencia es alto,
ese mismo vertido tardar ms tiempo en alcanzar niveles preocupantes. Por el mismo
motivo, si el vertido cesara, el lago con t0bajo se recuperara ms rpidamente que el lago
con t0alto. Matemticamente, se desarrolla de la siguiente manera:
Supongamos que al lago afluye un ro con un caudal QR y una concentracin de slidos
suspendidos CR. El caudal del nico vertido que se realiza es QV y su concentracin de
slidos suspendidos es CV. La velocidad de sedimentacin es vs.
Representacin esquemtica de un lago somero totalmente mezclado.
El planteamiento de un balance de materia nos permitir determinar la concentracin deslidos suspendidos a lo largo del tiempo en el lago:
CVh
vC)Q(QCQCQ
dt
dCV
GeneracinSalidas-EntradasnAcumulaci
sVRVVRR
Ec.( 1)
QV, CV
QR, CR
QR+QV, CV C
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Agrupando los siguientes trminos:
CQ+CQ=W)Q+Q(
V=t VVRR
VRo
Ec.( 2)
h
vs+t
1=Bo
Ec.( 3)
Resulta la ecuacin:
CW
dt
dCB
V
Ec.( 4)
Para resolver esta ecuacin diferencial, se puede suponer que tiene una solucin de la
forma:t
eA
10AC(t) Ec.( 5)
Sustituyendo en la ecuacin
t10t
10 eAABV
W
dt
eAAd
Ec.( 6)
t10t1 eAABV
WeA
Ec.( 7)
Reordenando:
0V
WBABeA 0
t1
Ec.( 8)
Ecuacin que se cumple si:
VB
WA
B
0
Ec.( 9)
Para calcular A1es necesario fijar la condicin inicial en C0para t = 0.
001
100
ACA
AAC
Ec.( 10)
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Vertido de Slidos Supendidos en lagos
0.0
20.0
40.0
60.0
80.0
100.0
120.0
140.0
0 10 20 30 40Das
[SS] (mg /L)
Por lo que finalmente, la concentracin de slidos suspendidos en el lago al cabo de un
tiempo t de haberse iniciado el vertido vendr dada por:
eC+)e-1(VB
W=(t)C tB-0
tB- Ec.( 11)
La solucin en estado estacionario es la siguiente:
VB
W=Ce
Ec.( 12)
En este ejemplo se considera que el contaminante sedimenta. Si se degradara siguiendo una
cintica de 1er orden (podra ser, por ejemplo, materia orgnica, tal como se vi en los
apartados anteriores) el trmino de generacin sera el correspondiente. Si se tratara de
contaminantes conservativos, la ecuacin anterior seguira siendo vlida tan slo haciendok = 0.
Variacin temporal de las concentraciones de SS en tres lagos de distinto volumen. la concentracin delvertido es de 350 mg/L. El vertido cesa el da 30.
V = 1 Hm3
V = 0.2 Hm3
V = 5 Hm3
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FUNDAMENTOS TEORICOS
DIFUSIN
La difusin (tambin difusin molecular) es unproceso fsico irreversible, en el
quepartculas materiales se introducen en un medio que inicialmente estaba ausente,
aumentando laentropa (Desorden molecular) del sistema conjunto formado por las
partculas difundidas osoluto y el medio donde se difunden o disuelven.
Normalmente los procesos de difusin estn sujetos a la Ley de Fick. Lamembrana
permeablepuede permitir el paso de partculas y disolvente siempre a favor
delgradiente deconcentracin.La difusin, proceso que no requiere aporteenergtico, es
frecuente como forma de intercambiocelular.
Contexto fsico-qumico
La difusin se puede dar de dos formas: difusin activada y difusin por capilares.
Difusin activada: 1. Adsorcin, 2. Absorcin, 3. Disolucin, 4. Difusin, 5. Desorcin
6. Evaporacin
Difusin por capilares: 7. Transito directo
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Ambos tipos de difusin dependen de:
La temperatura ambiental (la velocidad de la difusin aumenta con la temperatura) Relacin de tamao entre los espacios intermoleculares de los polmeros y las
molculas de la sustancia
Diferencia de presin parcial entre los medios dentro y fuera de la tubera.
Velocidad de difusin en dependencia de la temperatura
LAGOS
Es un cuerpo deagua dulce, de una extensin considerable, que se encuentra separado
delmar.El aporte de agua a los lagos viene de los ros, de aguas freticas y precipitacin
sobre el espejo de agua.
Los lagos se forman en depresiones topogrficas creadas por una variedad de procesos
geolgicos como movimientos tectnicos,movimientos de masa, volcanismo, formacin
debarras, accin de glaciares e incluso impactos de meteoritos. Tambin existen lagos
creados artificialmente por la construccin de unapresa.
http://es.wikipedia.org/wiki/Aguahttp://es.wikipedia.org/wiki/Marhttp://es.wikipedia.org/wiki/Corrimiento_de_tierrahttp://es.wikipedia.org/wiki/Barra_(relieve)http://es.wikipedia.org/wiki/Meteoritohttp://es.wikipedia.org/wiki/Presa_(hidr%C3%A1ulica)http://es.wikipedia.org/wiki/Presa_(hidr%C3%A1ulica)http://es.wikipedia.org/wiki/Meteoritohttp://es.wikipedia.org/wiki/Barra_(relieve)http://es.wikipedia.org/wiki/Corrimiento_de_tierrahttp://es.wikipedia.org/wiki/Marhttp://es.wikipedia.org/wiki/Agua -
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LAGO OLIGOTRFICO
Un lago oligotrfico es un cuerpo de agua con baja productividad primaria, como resultado
de contenidos bajos de nutrientes. Estos lagos tienen baja produccin de algas, y
consecuentemente, poseen aguas sumamente claras, con alta calidad de agua potable. Lasaguas superficiales de estos lagos tienen tpicamente mucho oxgeno; por lo que, tales lagos
soportan muchas especies de peces, como truchas de lago, que requieren aguas fras, y bien
oxigenadas. Su contenido de oxgeno es mayor en lagos profundos, por tener volmenes
hipolimnticos ms grandes.
LAGO MESOTRFICO
Un lago mesotrfico es un cuerpo de agua con un nivel intermedio de productividad, mayor
que el de un lago oligotrfico, pero menor que el de un lago eutrfico. Estos lagos tienen
comnmente aguas claras y mantienen lechos de plantas acuticas sumergidas, y niveles
medios de nutrientes.
CONTAMINANTES
Uno de los contaminantes que de acuerdo al artculo afecta al lago de chpala son los
detergentes.
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Los detergentes son sustancias que se obtienen mediante una reaccin qumica denominada
saponificacin en la que las grasas animales y los aceites vegetales reaccionan con
soluciones concentradas de hidrxido de sodio para formar glicerol e iones orgnicos
denominados carboxilatos. Los iones orgnicos se pueden precipitar en una solucin
hacindola muy concentrada en iones sodio mediante la adicin de cloruro de sodio. Uno
de los principales problemas que causa el uso de detergentes, es que los de tipo comercial
deben contener ciertos aditivos que se pueden convertir en graves contaminantes del agua.
Entre los principales aditivos estn pequeas cantidades de perfumes, blanqueadores,
abrillantadores pticos. Esta sustancia es causante de muertes de animales acuticos.
Otro problema que empieza a aquejar al lago por el exceso de materia orgnica y nutriente
(particularmente los fsforos y la prdida de nitrgeno), es el florecimiento de algas verde-
azules, que le dan un olor y sabor caracterstico y distintivo al agua.
IMPACTOS SOBRE LA SALUD HUMANA Y EL MEDIO AMBIENTE
Los impactos sobre la salud de la poblacin son tan variados como las sustancias que
pueden difundir a travs de los materiales no seguros contra la difusin. Metales pesados,
compuestos orgnicos voltiles y sintticos, solventes, asbesto, alcoholes y nitratos son
solamente ejemplos que traen efectos cancergenos, teratognicos y mutagnicos, irritan
los ojos, piel y mucosas, afectan el sistema gastrointestinal y respiratorio as como las
clulas nerviosas y la sangre.
La entrega de sustancias txicas desde suelos contaminados hacia las lneas de agua
potable por causa de la difusin afecta principalmente la salud de los seres humanos y los
animales.
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SLIDOS SUSPENDIDOS
La definicin de slidos suspendidos est ligada a su determinacin analtica: son slidossuspendidos todos aquellos que, en un proceso de filtrado de agua, quedan retenidos en unfiltro de tamao de poro de 1.2 micras.
En el medio natural se distinguen dos tipos de slidos suspendidos:
Slidos suspendidos alctonos. Son aquellos que llegan al sistema procedentes deescorrentas superficiales o vertidos. Los materiales inorgnicos, arcillas, arenas limosorgnicos, restos vegetales, materia orgnica particulada, etc.
Slidos suspendidos autctonos. Son aquellos que se generan en el propio sistema natural:desde bacterias y fitoplancton hasta, estrictamente hablando, seres superiores.Especialmente importante son el fitoplancton y las plantas, puesto que producen unatransformacin de sustancias disueltas a suspendidas (ellas mismas).
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BALANCE DE MATERIA
En Ingeniera Qumica es el trmino que, aplicado a un reactor, permite establecer lavariacin de masa de una sustancia que se produce en su interior en funcin de su entrada,salida y las transformaciones que sufra. Por extensin se emplea en Ingeniera Ambiental
en los mismos trminos pero aplicado a sistemas naturales.
ESTADO ESTACIONARIO
Situacin en la cual la variacin de la concentracin de una sustancia en un sistema no vara
con el tiempo. Matemticamente 0dt
dC . En sistemas naturales la condicin de estado
estacionario se da si todos los factores externos (caudales, vertidos, temperaturas, etc.)permanecen constantes; algo realmente difcil.
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CONCLUSION
De este trabajo se pudo concluir que la difusin no es ms que el flujo de sustancias
lquidas y gaseosas a travs de un material slido, o sea, la transportacin de tomos,
molculas u iones libres como consecuencia de la diferencia de concentracin. La difusin
de contaminantes en nuestro articulo es de gran variedad ya que son varias las fuentes que
intervienen en este proceso, la difusin de contaminantes de este articulo dependen en gran
medida de la temperatura, del clima y de la difusin de tipo qumico y orgnico.
Esta difusin de contaminantes afecta de manera directa al ecosistema ya que provoca la
muerte de peces que habitan estos lagos y enfermedades a las personas que beben de esta
agua.
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BIBLIOGRAFIA
[1] www.teorema.com.mx/agua/un-ecosistema-en-peligro-de-extincion-el-lago-de-
chapala/
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[3]http://iqtma.uva.es/fentrans/Notas%20de%20Clase/NotasClase%20(F.Sobron)/FT05%2
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