Termodinamica - Yunes Cengel y Michael Boles - Septima Edicion

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CAPÍTULO 2
tos orgánicos volátiles (COV) y ambos términos se utilizan de manera indistinta
para referirse a las emisiones hechas por los automóviles. Una parte significativa
de las emisiones de HC o COV se origina por evaporación o derrame de
combustible durante la recarga, o por evaporación en depósitos de gasolina con
tapones defectuosos que no cierran herméticamente. Los disolventes, insecticidas
y productos de limpieza domésticos contienen benceno, butano y otras sustancias
de HC, por lo que son fuentes importantes de estas emisiones.
El incremento de la contaminación ambiental a tasas alarmantes y el
aumento de la percepción del peligro que provocan hacen necesario su control
por medio de leyes y tratados internacionales. En Estados Unidos, la Clean
Air Act (Ley de Aire Limpio) de 1970 (cuya aprobación fue favorecida por
los 14 días de alerta de esmog vividos ese año en Washington) estableció
límites sobre las emisiones de contaminantes hechas por las grandes centrales
y los vehículos. Estos estándares se centraron en las emisiones de hidrocarburos,
óxidos de nitrógeno y monóxido de carbono, con lo que se ordenó la
instalación de convertidores catalíticos en el sistema de escape de los autos
nuevos para reducir emisiones de HC y CO. Además, la eliminación de plomo
de la gasolina para permitir el uso de convertidores catalíticos condujo a una
reducción importante de emisiones tóxicas.
Desde 1970, cada vez son menores los límites para las emisiones de HC, NO x
y CO de los automóviles: en la Ley de Aire Limpio de 1990 se establecieron
requerimientos más estrictos, en particular para ozono, CO, dióxido de nitrógeno y
partículas en suspensión (PM). Como resultado, instalaciones industriales y vehículos
de la actualidad emiten sólo una fracción de los contaminantes que solían
emitir hace algunas décadas. Las emisiones de HC de los automóviles, por ejemplo,
disminuyeron de cerca de 8 gpm (gramos por milla) en 1970 a 0.4 gpm en
1980 y alrededor de 0.1 gpm en 1999. Esto representa una reducción significativa
ya que muchos de los tóxicos gaseosos provenientes de los motores de los
vehículos y de los combustibles líquidos son hidrocarburos.
Los niños son más susceptibles a los daños que causan los contaminantes
del aire porque sus organismos están aún en desarrollo; también están más
expuestos a la contaminación, ya que como suelen tener mayor actividad respiran
más rápido. Las personas con problemas coronarios y pulmonares, en
especial los que sufren de asma, son a quienes más les afecta el aire contaminado,
lo cual es más evidente cuando aumentan los niveles de contaminación
en la región donde viven.
NO x
CO
HC
FIGURA 2-65
Los vehículos motorizados son la fuente
más grande de contaminación del aire.
Ozono y esmog
Quienes habitan en un área metropolitana como Los Ángeles, California, probablemente
están familiarizados con el esmog, una neblina de color amarillo
oscuro o café que durante los días calurosos y calmados del verano se acumula
como una gran masa de aire estancada. El esmog está constituido sobre todo
de ozono ubicado al nivel del suelo (O 3 ), pero también contiene numerosas sustancias
químicas, entre las que se hallan monóxido de carbono (CO), partículas
en suspensión, tales como hollín y polvo, y compuestos orgánicos volátiles
(COV) como benceno, butano y otros hidrocarburos. El ozono dañino ubicado
al nivel del suelo no debe confundirse con la alta capa de ozono útil de la
estratosfera, y que protege a la Tierra de los dañinos rayos ultravioleta del
Sol. El ozono ubicado al nivel del suelo es un contaminante con varios efectos
adversos para la salud.
La principal fuente de óxidos de nitrógeno e hidrocarburos son los motores
de los automóviles. Estas sustancias reaccionan en presencia de luz solar en
los días calurosos y tranquilos para formar ozono al nivel del suelo, principal
componente del esmog (Fig. 2-66). La formación de esmog normalmente