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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMl\ J ' 
U N A M 
~-· ZARAGOZA 
··-·· - -
DE MEXICO 
FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES 
.. ZARAGOZA"' 
PRINCIPIOS DE LA REDUCCION DE 
CONTAMINANTES INDUSTRIALES EN LAS 
DESCARGAS GASEOSAS EN LA CIUDAD 
DE MEXICO 
T E s 1 s 
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE: 
INGENIERO QUIMICO 
p R E s E N T A 
ARIEL JARAMIL.LO ESQUIVEL 
MEXICO, O. F. 1997 
tESlS CON 
FALLA DE Ok1GEN 
 
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respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
  
 
-· 
FACULTAD DE ESTUDIOS 
SUPERIORES •ZAR.-tGOZA • 
JEFATURA DE Lt CARRERA DE 
INGENIER1'1 QUl,UICA 
C. Arle/ Jaranzillo Esquive/ 
P r e s e n t e. 
OF/0821003/97 
En respuesta a su so.licitud de asignación de jurado para e.1 Examen 
P.roresiona.l, .1.e comunico que .la Jefat:ura a mi cargo ha propuesto .1.a 
siguiente desiqnaci6n: 
Presidcnrc: l. Q. ,tti¡:ue/ José Flores Gala:::. 
Vocal .. · l. Q .. José Benjamín Ran¡.:el Granados 
Secrerario: l. Q. Rafael Súnchc:::. Dir.::.o 
Suplenre: l.Q. ,'t.furía del Rocío Luja Hernánde:::. 
Suplenre: /.Q. ~tndrés Aquino Cancho/a 
A T E N T A # E N T E 
"POR ~I R.AZA HABLARA EL ESPIRITU• 
/'léxica, D.F., X de Enero 1997 
.:....___--~ 
lng. ,'t.fa¡:ín &;;qJ/, Juáre:::. Vi/lar 
Jefe de la Carrera 
A mis padres por su carii'io y 
comprensión, mi agradecimiento y 
amor por siempre. 
A mi esposa que siempre 
encontré en ella esa luz que 
necesité para salir adelante. 
por su gran tenacidad y 
apoyo. 
A Raúl ... tú sabes lo que 
significa esta pausa. muchas 
gracias. 
A mis hermanos. a todos y 
cada uno de ellos por 
respaldar mi decisión por 
esta carrera. 
A todas y cada una de las 
person:is que con su gran 
entusiasmo y ayuda hicieron 
posible concluir este trabajo, 
mi más sincera gratitud por 
su apoyo. 
-· 
RESUMEN 
El problema de la contaminación en la Ciudad de f\..1é'l(iCo ha venido crccit:mlo 
conforme pasan los a11.os. es por eso. que debemos poner remedio a esta mal 
situación. ya que de nosotros dcpcndc tener una ciudad más limpi~L 
La situación geográfica nn ayuda mucho para poder n1cjorar el ambiente 
cont:1minado. por lo que es necesario implantar tccnologí:Js en todas las industrias 
contaminantes (en la Zl\1C~f) en las descargas gaseosas. 
En el presente trahajo podernos oh-.crvar Jos principios que se requieren para 
poder lograr nuestro obj ... ·ti'n). há~ícarncntc n1cnciono dos rnétndo<;: absorción y 
adsorción. de los cu;ilcs se dan ~us características. ventaja!-. y dc~vcntaja!-., así como 
t:imbién los diferentes equipos 4uL" C:'tistcn para cae.la niétodo. 
Es muy útil un capitulo induido en c~tc trahajeo 1 'rc vcntilaciún industrial. 
porque se dispone de todo~ los c:ílculos h3sicns para poder instalar el sistema que 
nos permita capturar Jos matcriaks contaminantes dc~pués de ser generados y antes 
de que Jos gases sean dcscarg;u.Jo~ a la :ll1n6~fcra. 
Además. si alguna pcrson.:i. desea instalar alguna industria en la Zl\'lC!\.-1. Je 
presento algunas partes de la Ley Amhit:ntal del Distrito Federal (marzo de 1997) 
correspondiente a la cont:uninación generada por fuentes fijas. 
INDICE 
INTRODUCCION •••••••.••.•••••••.•••••••••••••••••• V 
CAPITULO PRIMERO 
Car.tctcristicas físicas de la calidad del aire en la Ciudad de l\léxfco 
1. Generalidades . 
2. ~fcteorología ............. . 
3. Características Físicas de la ZMCZ\1 
CAPITULO SEGUNDO 
Contaminantes l11dustrialcs Gaseosos 
1. Introducción .... 
2. Principales industrias contaminantes 
3. Emisiones potenciales a la atmósfera 
3.1. Bioxido de Azufre . 
3.2. Oxidos de Nitrógeno 
3.3. Partículas ............... . 
3.4. Hidrocarburos ...... . 
3.4.1. Oxigcn;itos ..... . 
3.4.2. Ozono y Oxidantes . 
3.5. l'vfonóxido de Carbono ... 
3.5.1. Bióxido de Carbono 
• 1 
. 2 
JO 
13 
14 
20 
22 
28 
30 
30 
36 
36 
40 
42 
CAPITULO TERCERO 
Absorción 
1. lntroduccic..\n ....... . 
2. Concepto ...... . 
2.1. Dcsorción .... . 
3. Generalid:u .. h:s (Discfln) . 
4. Equipos de absorción .. 
S. Absorbentes ....... . 
6. Control dc la concaminación en el aire 
6.1. Torres de relleno ........... . 
6.2. Torres de platos ........... . 
6.3. Dc:puradorcs Vcnruri ......•.•. 
7. Monitorco de contaminantes aunosféricos 
CAPITULO CUARTO 
Adsorción 
1. Introducción 
2. Concepto ...... . 
2.1. Adsorción Física 
2.2. Quimiadsorción . 
3. Adsorbcntcs ..... . 
4. Aspectos Teóricos . . 
S. Cinética de la Adsorción 
6. Técnicas de Unidades de Adsorción 
6.1. Contacto por etapas .... 
6.2. Contacto continuo 
6.2.1. Lechos móviles ... 
6.2.2. Lechos tluidificados 
6.2.3. Nube descendente .. 
6.3. Estado no estacionario .. . 
6.3.1. Lechos fijos .... . 
7. Regeneración de los adsorbentes 
7 .1. Ciclo de oscilación térmica . 
11 
44 
44 
47 
48 
so 
53 
58 
58 
58 
59 
60 
62 
63 
64 
65 
67 
71 
76 
77 
79 
79 
80 
80 
81 
81 
81 
82 
83 
7 .2. Ciclo de oscilación de presión ....• 
7.3. Ciclo de dcsorción de un gas de purga 
7 .4. Ciclos de desplazamiento 
7 .5. Ciclos de combinación ........ . 
CAPITULO QUINTO 
Ventilnción lnd11strial 
J • Introducción . . . . . 
2. Concep1os básicos . 
3. Campanas de extracción 
3.1. Campanas bajas .. 
3.2. Campanas elevadas 
3.3. Campanas laterales . 
3.4. Campanas cerradas . 
4. Diseno de ca1npanas ... 
4. 1. Velocidad de captura 
4.2. Velocidad de transporte 
4.3. Perfiles de velocidad .... 
4.4. Dimensiones de las campanas elevadas 
4.5. Dimensiones de las campanas bajas 
4.6. Pérdidas de presión ........ . 
S. Duetos y occesorios . . . . . . . . . . . . . . . 
5.1. Pérdidas en Jos cc><..los .......... . 
5.2. Pérdidas en las cxpansiont:s y en las contracciones 
5.3. Pérdidas en las conexiones 
6. Chimeneas .. 
7. Nomcnclacura 
CAPITULO SEXTO 
Legislación An1hicnt;.1I 
1 . Jncroducción ............. . 
2. Ley Ambicncal del Distrito Federal 
111 
83 
84 
84 
84 
85 
88 
89 
90 
91 
91 
92 
92 
92 
93 
94 
96 
97 
98 
100 
101 
103 
105 
107 
110 
112 
120 
2.1. TITULO PRIMERO "Disposiciones Gcncr;ih.:s· ... . 
2 . .2. TITULO SEGUNDO .. De la Política Amhicntal .... . 
2.3. TITULO CUARTO "De fa prcvcnci6n y control d~ la 
contaminación atnbiental ... 
2.4. TITULO SEXTO "De tas sanciones'" ......... . 
APE!'o'"DICE A 
120 
121 
124 
125 
l\lodelo tridimensional de mcsocscala aplicado a ht ¡>rcdicción de la circulación 
atmosférica en el Valle de !\.-léxico 
l. Resumen ........ . 
2. Introducción ...... . 
3. Descripción del modelo 
3.1. Limite inferior 
3.2. Limite superior .. 
3. 3. Fronte:ras lateral 
3.4. Condiciones iniciales 
4. Desarrollo ........ . 
APENDICE B 
1. Factores de tolerancia para emisiones bas:idas en un tiempo de promedio 
126 
127 
128 
130 
132 
133 
133 
134 
común de 24 horas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . 144 
CONCLUSIO:"o"ES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 
BIBLIOGRAFIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . • • 148 
IV 
l. INTRODUCCION 
La contaminación del aire es un factor muy predominante de la vida moderna 
y no es en realidad un fenómeno nuevo. sean los olores que provienen de los 
desechos domésticos -aguas negras y basura-. así como el humo liberado por el 
fuego de la cocina o del calefactor. es decir. es la consecuencia de la manera como 
se construyen nuestras ciudades. 
La contaminación del aire es un residuo de Jos métodos con10 se producen 
nuestras mercancías. las transporta1nos junto con nosotros y de como la 
transportarnos. de la forma de como generamos la energía par-a calentar e iluminar 
los Jugares donde habitamos. nos divcrtimo~ y trabajamos. 
El aire es un factor indispcnsahlc. para la vida en Ja Tierra. y una cuestión 
importante es la conservación de su purc7.a. Ahora bien. si concchimos la pureza del 
aire como su propiedad para mantener la vid~•. cnlom:cs. como ejemplo. el aire en 
la cima del Monte Evcresl es muy mediocre. porque basta apenas para respirar. Pero 
el otro extremo es el aire emitido por un rnotor dicsel es también den1asiado inferior 
como para respirar. aunque contiene más oxigeno por metro cuadrado (m 3
) que el 
aire en la cima del Monte Everest. Es claro que acabamos de mencionar dos 
muestras de aire que son deficientes para mantener Ja vida. son deficientes en formas 
distintas; es decir. una está disminuida en cuanto a su concentrack-ín. y la otra 
contiene materias extrafi:as nocivas. por lo que se dice que está. contantinada. 
Durante el siglo XIX. en los países desarrollados. cambiaron los métodos de 
eliminación de basura. tratamiento de aguas negras o residuales. cocción domésticas 
Y calefacción y cun10 consecuencia disminuyeron las fonnas tradicionales de 
contaminación del aire -humo y olores- y fueron rccn1plazadas por un grupo nuevo 
de contaminantes del aire. Jos cuales son producto de la cambiante ~ociedad urbana 
industrial. 
Claro que podemos mencionar que Ja causa principal de toda la contaminación 
del aire es la combustión. y dicha causa es esencial para el hon1hrc. Debido a que 
cuando ocurre la combustión pc,.-fccta o teórica. el hidrógeno y el carbono del 
combustible se con1binan con el oxígeno del aire para producir calor. luz. dióxido 
de ca,.-bono y vapor de agua. sin c1nhargo. las impurezas del comhuslible. una 
incorrecta relación entre el comhustible y el aire. n temperaturas de cornbuslión 
V 
dctnasi;ido baj¡1s o de1nasiado alta~ snn c¡1usa de lit fnnnación de productos 
sccum.l::trios. tilles 1,;,u110 tlHllltíxidn de c::ubtnH1. ''">xidn.,. de nitrógeno. cenizas finas 
e hidrocarburo!-. nn quc1n:u..lo!-. -trn.h>!-. ello!-. !-.on cont::uninantcs del aire. En CCJnjunto. 
los problcn1::1s cn 111ayor p.u-tt ... · de t:nnw111inaciún del aire son hoy en día resultado de 
tas actividades indu..,,trialc" y los medios c..te tran!-.porte. en otras palabras. 
consecuencia dt.·1 U!-.tl \.h..· 1~1 energía. 
En el pa~ado y 1..·n la actualidad encuntriunu.., que algunl'!'-. industriales. 
a~ricultnr1..· .... y por qu~· 11., llatn:irl""'· cont¡unin;idnrcs individuales. !'>C les facilitaba 
descargar ¡1 la ¡1t1n1-1...,fcra l~h pnKllu .. :t11.., t..lc dc'.'.echo~ que controlarlo~. sobre t1>do por 
el aspecto ecPnúrnico. Se debe de Ctlll:->iderar a la cllntaminacit'ln del aire comn un 
problema púhlico. que no ~nlo corn:~pondc o concierne ::1 In~ rcspon~ables dt: la 
contan1inación sin(1 t:tnlhién a quic111..·!-. plH.lrían ~ufrir Jas consecuencia~. c ... to cs. 
nosotros. Por lo tanto. la.,. kycs de algunos p;tíc,.e~ pc:rrnitcn ;1 un individuo o grupo 
de individuos de111;1ndar 1..lirc~ta1nentc a una organi.i'.;.1ci(,n o co1npaflía que contanlinc 
esa parte propiedad del dlln1inio púhlico 
El control r;.1cional de la cnnta1nin~1ción del aire, se apoya en cuatro 
suposiciones básicas y generales: 
1 .. EL AIRE ES DEL DO:\-tlNJO PUHLICO. Tal suposición es necesaria si se ha 
de tratar la contaminación del aire como un problema púhlico. esto claro esta. que 
no solo le concierne a quienes causan la contatninación, sino también a quienes 
pudieran sufrir tas consecuencias (nosotros). 
2. LA CONTAl\11NACION DEL AIRE CONSTITUYE UN CONCOl\llTANTE1 
INEVITABLE DE LA VIDA !\IODER.i."ii\.. Existe un conflicto entre las 
preocupaciones económicas y biológicas del hombre; en otro tiempo. no se 
reconoció este conflicto como tal. sólo después de que ocurrieron desastres debidos 
a contaminación del aire. Se necesita establecer sistemáticamente normas y 
programas a fin de conservar 1a atmósfera para que cumpla su función biológica más 
esencial. 
3. SE PUEDEN APLICAR LOS CONOCl.'\.1IE!'o"TOS CIENTIFICOS PARA 
DELl!'i~AR LAS NORl'\lAS PUULICAS. La información acerca de las fuentes y 
efectos de la contaminación del aire dista mucho de ser completa. y se debe de 
trabajar mucho a fin de crear dispositivos y métodos de control. No obstante. se 
1 Que acompa~a a o~ra cosa u obra con e11a 
VI 
dispone de suficiente información para lograr reducciones considerables en los 
niveles de ta contaminación del aire. et hombre no tiene que abandonar ni su 
tecnología ni su fonna de vida. pero si debe usar sus conocimientos . 
.i. LOS l\lETODOS PARA REDUCIR LA CONTAI\tlNACION DEL AIRE NO 
DEUEN AU1\lENTAR l>ICllA CONTAMINACIÓN EN OTROS SECTORES 
DEL A .. l\.lll1EN"l'E. Cicrt.:\s industrias reducen los desechos en el aire disolviéndolos 
en agua y vcrtiendu c~ta agua contan1inada en los ríos. por ejemplo. una proposición 
para reducir e\ dióxido Lle azufre cn1itido por plantas de energía eléctrica que 
consun\cn carhón. resulta en la formación de grandes cantidades de desechos sólidos 
o líquidos. estos ni.étodos m.> solucionan los problemas tlc contanlinación del aire. 
Los eft..~tos de la C<.>ntatninación y la calidad del aire en la Zona metropolitana 
de la Ciudad de r...téx.ico (ZMCM) se ex.plica por hl cantidad de combustibles 
consumidos (qucn1ados) en \.lna zona detcrmin.ada. por ~u calidad. por las tecnologías 
de combustión y control L!c cnüsioncs emplcac.las.. f><-lí e\ arrastre de polvo~ desde 
zonas desecadas o desprovistas de vegetación. por las condiciones meteorológicas 
que dctcrnünan la dispcrsit..">n de los contanünantcs. y por lo que define los procesos 
y productos de interacción entre diferentes \..:'ontan.1inantcs. que es la fisicoquimica 
atmosférica.. 
Existen factores que n1oldcan la estructura úc consun10 de energía y las 
características tecnológicas de sectores específicos <le actividad urbana. como son: 
seivicios. transpones. generación y manejo de energéticos. industria y usos de\ 
suelo. todas tas anteriores características dependen de cienos precios. in1puestos. 
subsidios. etc .• normas y regulaciones vigentes; y capacidades institucionales 
llamados factores económicos. 
Cuando nuestra ciudad dio un paso hacia la m.odcrnidac.1. la industria inyectó 
vitalidad a \a metrópoli. ya que significó nuevos empleos y novcdo-;os productos de 
consumo que facilitaron la vida de los capitalinos. además de ser una ventana a la 
modernidad. como ya se mencionó anteriormente la industria significó una finca de 
fort.a\cz.a económica y tamhién fue el dinamismo del Valle de ~\éx.ico. pero ocasionó 
muchas distorsiones que hoy bloquean sus perspectivas de viabilid.ad con10 espacio 
privilegiado de interacción económica y socia\. 
El crecimiento de las plantas industriales en la ciudad que en el aspecto 
económico generan más del 30'7v de\ PlB (Producto Interno Bruto) de la Z~1CM. 
y representa más de la tercera parte del valor de la producción manu fact\.lrcra a nivel 
Vil 
nacional. La industria ha aport;•do n1uchas cosas buena..-:.. muchas son todo lo 
contrario como sus impactos a1nhicnt;l\cs y urhanos que han sido considerables. Aquí 
trataremos todo lo relacionado con las emisiones :\ la atm6sfcTa como resultado de 
procesos de combustión en la industria asent::ula en e\ l:>i~trito Federa\ y en los 17 
municipios conurbados del Estado de f\.téxico. 
Así corno también cncontr;.lrcn1ns mé-todns para reducir los contaminantes 
gaseosos cmno son absorciún y adsorción en donde analizaremos sus ventajas y 
desventajas. y;., que los contaniinantc!'- indu .. trialcs de las descargas gaseosas se 
complican por que la cnnccntraciún de éstos es h;ija en un g.ran exceso de gases 
diluyentes inertes. Por lo que se pretende cnntrihuir a poder n1cjorar el medio 
ambiente de \a Znna !\.1ctrnpotitana de la Ciudad de ?\i1éxico (ZZ'\-1CM) de los 
contaminantes industriales (principa\nu~ntc) en las descargas gaseosas_ 
VUI 
CAPITULO PRIJ\.JERO 
CARACTEIUSTICAS FISICAS DE LA CALIDAD DEL AIHE 
EN LA CIUDAD DE MEXICO 
l. GEl'o"ERALIDADF..S 
Las características físicas de ta calidad del aire dependen de 1nuchos f.:.ictorc!> 
meteorológicos que pueden caracteriz¡¡r el componamicnco de Ja atmósfera en el área 
que se esta estudiando. Cabe mencionar que la manera más scm.:ilJa y adccu:u.Ja de 
hacer frente al problc:ma que presenta Ja contaminaciún aunnsfédca, es rncdiantc el 
uso de modelos m:ucmáticos. Jos cu;i;Jes nos ayudan a prc<lccir b <.:alidad del ;.iirc y 
nos permiten evaluar medidas de control sin la necesidad de que c~tas ~can Ucvadas 
a Ja práctica. 
Dentro de Jos factores meteorológicos. podc..•mos encontrar la~ fluctuaciones 
de ta velocidad y dirección del vicmu. así con10 tan1hién característica~ topográficas. 
estabilidad de Ja tc1npcratura at1nosférica y las :15.pc:n:.r..a.!'. de Ja superficie. las cua1es 
repercuten mucho en d grado de dilución de las cn1isiones por el viento. 
Así. todos Jos contaminantes del aire cnlitidns por fuentes puntuales y 
distribuidas son transportados. concentrado!<. dispersos por condiciones 
meteorológicas y topográficas. Casi todos Jos cnntaminamcs del aire se c:ncuc::ntran 
en gases. producidos por medio de la c..:nmhustil'm. que :-.nn n1ucho rn;ís calientes que 
el aire circundante; por Jo que !'>on gases 1nás Jig:cro'> tienden a elevarse. esto cs. que 
los gases calientes !'>C hacen n1cnos densos y por cnnsiguicmc son n1ás ligeros que 
Jos fríos. 
Algunos de lo~ nul<lclns matr.:1nfüic:ns 111<.lncjado~ en la ZMCM son: 
HOT~tAC: !\tu<lclo 1nctcnn1lúg,ic,, 
RAPTAD: ~tcu • .h:h' Uc dispcr.,.iún atJnosférica 
CJT: ~tn<lclll de rca<.:t.:ilinc~ qui1nic:.1~ 
Estos progran1as de ctín1pUtl1 (dcsJífllllados por investigadores del L:iboratorio 
Nacional de los Alan1os) se crnph:an t .. lt:ntrn del proyecto dcnorninado .. Estudio 
Global de la Calidad <lcl Aire en la CiudaU de !\1éx.ico" en c:I cual participan: 
a) El Instituto l\tcxicano del Petróleo <I!<-.1P) 
b) El Laboratorio Nacinn:.11 de los Alamas <LANL) 
c) Petróleos !\tcxicano~ <PE!\.tEX) 
d) La Secretada de Dcsar-rollo Urbano y Ecología (SEDUE). ahora SEDESOL 
(Secretaría de Desarrollo Social) SECRETARIA DE ECOLOGIA 
e) El Departamento del Distrito Federal (DDF); y 
O La Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) 
Et propósito de este proyecto es conocer a fondo las condiciones que 
provocan la alta contaminación atmosfél'"ica. para así poder tomar decisiones 
adecuadas en la aplicación de medidas de control. 
2. l\JETEOROLOGIA 
Las condiciones meteorológicas y topográficas influyen en la dispersión, 
concentración y en el transporte de todos los contaminantes del aire emitidos por 
fuentes industriales. Podcn1os hablar que c:xiste un ciclo en la contaminación del 
aire. llamada estancia aérea. el cual consiste en Jos siguientes pasos: a) emisión de 
Jos contaminantes industriales. b) transporte y difusión atmosférica. e) cuando se 
depositan sobre la vegetación. el garmdo. las superficies del sucio y del agua. y en 
otros objetos cuan<lo por la lluvia son arrastrados de la atmósfera. en algunas 
ocasiones tos contan1inan1cs se vuelven a introducir en Ja atmósfera por la acción del 
viento._ además pueden escaparse al espacio. 
La topografía afecta de Ja siguiente n1ancra; junto con las condiciones 
meteorológicas conducen a Ja acu1nulación y concentración de los contaminantes 
industriales. corno en el caso de la Ciudad de l\féxico. ya que los contaminantes 
pueden dai\ar la salud pública y el deterioro de los edificios. así con10 Ja vegetación 
en el área. también encontra1nos can1bios tlsicos y químicos provocados por los 
contaminantes que son arrastrados por el viento. como por ejemplo: El neblumo:?. 
con la consecuente irritación a los ojos. pero muchas veces estas transformaciones 
no siempre son dañinas. como en el caso de algunas sah:s minerales que son 
necesarias para Ja vida de las plantas. 
La dispersión de un contaminante en la aunósfera es el resultado de 3 
mecanismos dominantes: 
I) El movimiento medio general del aire que transporta el contaminante en la 
dirección del viento; 
2) Las fluctuaciones turbulentas de la velocidad que dispersan el contaminante 
en todas direcciones; y 
~ Reeulcado de la inCeracciOn en la atmó•fera de lo• Oxidas d8 nitrógeno. 
ciertos hidrocarburos y la energía so1ar. 
3 
3) La difusión de masa debido a los gradientes de concentración. 
Además tas características aerodinámicas generales. como el tamaño. forma 
y peso. afectan la tasa a las que las partículas de contamhmntcs no gaseosos se 
asientan en et terreno o son mantenidos en el aire. 
Dentro de la tropósfcra ocurren los principales fcnónu:nos meteorológicos. así 
como la dispersión de los contaminantes (Fig. l. 1) 
ttf&:J ··-~·-- ·- '----··· .. _. __ 
··- i --
En esta capa existe un buen mezclado (en flujo turbulento). del cual depende 
en altura. Cuando el sol calienta la superficie de la tierra se genera un flujo 
4 
1-
convectivo ascendente vigoroso. lo que provoca que la capa Hmite3 se extienda entre 
1 y 2 knl de altura._ alcan.z.."lndo su calor máximo pasando al medio día. También esta 
capa tiende a reducirse debido a el enfriamiento de la tierra por Ja noche. este 
enfriamiento de la tierra es más rápido que el ail'"c y el gradiente ténnico se invit!rte. 
desapareciendo el flujo convcctivn y la capa límite se reduce notablemente. 
aproxhnada111cntc a 100 m. tomando su valor mínimo poco antes de la saHda del sol 
por lo que la capa lín1itc cn. ... -cc y disminuye rítrnicamcntc correspondiente al ciclo 
solar diario. de done.Je se puede deducir las concentraciones mínimas y n1áximas de 
contan1inantcs. 
La diferencia de temperatura entre la superficie de cuerpos de agua (océanos. 
mares. lagunas. cte.) y tierra firme e irregularidades del terreno. son factores que 
determinan los vientos locales por lo que es complejo la determinación de la 
dirección de estos vientos. 
Ahora bien con lo que respecta a la contaminación atmosfl!rica es fácil 
deducir los efectos de la velocidad y dirección del viento: de la velocidad del viento 
depende el grado de dilución de los contaminantes. de manera que a baja velocidad. 
el mezclado es mínimo y por lo tanto la dilución también; mientras que en la 
dirección del viento depende el área de afectación de los gases contaminantes. 
En Ja Z?\-1C!\.1. tenemos que las zonas industriales más grandes se localizan 
al norte de la ciudad (Xalostoc. Vallejo. Naucalpan y Tlalncpantla). y como Jos 
vientos dominantes vienen del nonc. los gases emitidos en esta zona son barridos 
3 Se lla.!!la capa l'!tT'i<t:e pl...,ne:::a:-ia a la capa atm~o!"~rica dentro de la cual J.os 
patrones de viento son afectados po~ lao ~rreg~laridades del :::er~eno; se loca~iza 
~entro de la troposfera. 
5 
C:ANAl.-n'.Kl-."'"TU"A.."" f"l .. ICA.. . UF. LA C.41.IUAU lllil. AIMI': ........ l.A ( 11'114h u•: '\U;xu:u 
sobre Ja ciudad y acun"lula{]os en el sur de la tnisrna donde se encuentra la sierra del 
Ajusco que impide su ~alida. 
Existen oh~táculos que desvían la trayectoria del VÍt!'nto llamados rugosidad 
del terreno. que pueden ser: 1nontai1as. edificios. casa~. árholcs. cte. donde la 
corriente será n1cnos uniforme que en un carnpo abierto o en el rnar. 
Dichos obstáculos. dependiendo de su altura. pueden provocar remolinos 
(turbulencias) dentro de l::l corriente. que afectan el rnczclado y al perfil vertical del 
viento. 
En la figura 1.2 podemos observar que el perfil del viento se ha desarrollado 
en un 77% aproximadamente a los 300 m .. en una zona urbana con edificios ahos. 
en una zona rural a esa rnisma altura se ha alcanzado el 90% y en el n1ar se tiene 
un desarrollo total. 
6 
La diferencia de presiones y tempcraturJ que existen entre el fondo de un 
valle y la cin1a de una montaña es la trayectoria local del viento como consecuencia 
de Ja topografía llamada efecto valle·monla.11.a. 
El gradiente de presiones atmosféricas es más fuerte que el gradiente térmico. 
durante el día. es por eso que. la circulación está regida por el gradiente de 
presiones. formándose un sistema valle·montaña. por Ja noche el gradiente térmico 
del aire predomina sobre la diferencia de presiones atmosféricas formándose así un 
sistema montarla-valle (fig. 1.3) 
7 
Pl 
n 
Fi<;J .? E• .. ctc• ·,r~i..,,...J.,......,nt..sl"..a 
•l ._..,._,.,,..,-.t.> C•vrr..: 
t>J~tt"•9"'to~lzl1.~ 
El gradiente vertical de la temperatura atmosférica es de gran importancia en 
la determinación del transporte de las masas de aire. y por tanto en la distribución 
de contaminantes. El comportamiento de la temperatura en las capas de aire cercanas 
a la superficie de la tierra es muy heterogénea. tanto horizontal como verticalmente. 
El gradiente vertical de temperatura se genera porque la tierra se calienta más 
rápidamente que el :iirc o agua y el aire en contacto con el suelo esta más caliente 
que el que se encuentra más alejado. Por lo tanto. el gradiente de temperatura dentro 
8 
de Ja capa límite disminuye conforme aumenta la altura. dT/dz<O. 
El compon.an1iento anterior sucede en el día. pero durante la noche la 
situación se inviene. pues Ja tierra se comporta como un cuerpo negro que al no 
recibir energía la comienza a ceder. enfriándose más rápidamcnle que el aire. hasta 
que ocasionalmente el gradiente lérmico vertical observado es inverso al que sucede 
durante el día. conociéndose a este proceso como inversión té.-n1ica. dT/dz>O. 
La inve.-sión térmica es un fenómeno natural de gran importancia dcntro de 
la cuenca de !vléxico. Su origen puede deberse a diferentes procesos n1etcorológicos: 
topografia (efecto valle-montaña). encuentro frontal e.Je masas de aire. anticiclones4
• 
radiación y advección. 
Finalmente podemos considerar otro factor meteorológico de importancia. la 
humecbd. El vapor de agua no es contaminante. pero por alterar el medio ambiente 
su evaluación es de importancia dentro de un estudio de contaminación atmosférica. 
La humedad del aire afecta Ja visibilidad. además. de actuar pasiva o activamente en 
más de un proceso fisicoquimico productor de contaminanles. 
3. CARACTERISTICAS FISICAS DE LA Zl\tCl\1 
' A6rea de a.l:a preai6n, entorno a la cual giran loa vientos. con movimiento 
ci.rc1,1lar {hacia la derecha en el hem.isferio Uorte y ha.CÍA la. i:o::quierda en el 
hemi•feri.o surl . 
9 
La Cuenca <le r'\.1éxico se encuentra curnprcn<li<la entre los pandclos 1901·1 s .. 
y 20 09• 12 .. de latitud norte y entre los n1eridianos 98 31 ·5g" y 99 30º52 .. <le 
longiwd l'H:stc. a una ahin.u..1 111ínirna de ::?.235 tnsmn y máxin1a de 3.960 m~nn1, 
contando con una supcrfióc: dL· 9 .560 krn2. 
L;1 región geográfica di: la Cuenca de México esta rodeada de sicrr:is. 
constituyendo una cuenca cerrada o cndorrcica5
• es decir, aquella en que los ríos y 
arroyos que escurren desde las partes altas desaguan en una llanura lacustre" dando 
lugar a ciénegas 7 • 
Más de la mitad del territorio de la ZMC?vt presenta un relieve accidentado: 
hacia el Norte formando la Sierra de Guadalupe. al Este la Sierra de Santa Catarina, 
y al Suroeste las Sierras de las Cruces Ajusco y Chichinautizin. Dentro de estas 
sierras las mayores elevaciones se presentan en et Sur y al Norte: al Sur con la Cruz 
del Marqués a 3960 msnm. el Pico del Aguila a 3880 msnn'l que forman los picos 
del volcán Ajusco. el Tláloc de 3690 n1stun y el volcán Pelado de 3S(X) n1snm. entre 
otros: al Norte. en la Sierra de Guadalupe. con los Cerros Chiquihuitc y Zacatenco 
de 2730 y 2550 msnm respectivamente. 
El resto de la Z!\rtC~1 son terrenos scrniplanos formados por los que fueron 
los lagos de Texcoco. Xochilnilco y Chalco. Dentro de esta planicie. que se locali7.a 
a una elevación pron1edio de 2235 msnm. se encuentran prominencias topogrtlficas 
aisladas. como el Cerro de la Estrella. el Pei'i.ón y el Cerro de Chapultepec entre 
S Que no desagua al mar si no en lagunas interiores. 
6 Que vive uobre un lago o ~ ori11ae de ~l 
., Sitio llano de lodo. l.oda:al. 
10 
otros de menor elevación. 
En cuanto a la inversión térmica. ya se menciono que ésta es un fenómeno 
común en ZMCM. en donde se presentan dos tipos de ellas: una es a consecuencia 
de su posición dentro de una cuenca. presentándose la inversión por topografía o 
efecto valle-montai\a y la otra es por Ja pérdida de- calor por radiacíón. conocida 
como inversión por radiación. Bravo ( 1987). 
Las inversiones ténnicas norn1ahncntc no duran n1ás de cinco horas después 
de que e1 sol ha salido. cuando se proh1ngan. puede <.far lugar a situaciones graves 
especialmente cuando su duracit'>n es 111ayor de ::?4 horas. cuando la Cuenca de 
México se ve invadida por n1asas de aire polar continental. durantc el invierno. es 
frecuente que las inversiones térmicas duren tnás de 5 hon1s y su altura sea pequeña. 
requiriendo de n1ás tiempo de calentamiento solar para rompen.e. 
Es 111uy importante observar que durante las horas pico de la mañana (7:00 -
10:00). las inversiones térrnicas persisten. haciendo que Jos índices de 
contaminac:;:ión lleguen a niveles alarmantes. por lo que es rccon1endable evitar los 
congestionamicntos vchicularcs y no realizar ejercicios durante esas horas. 
La topografía es uno de los parámetros de mayor importancia para la 
vinculación de patrones de viento y en HOTMAC se incluye detalladamente esta 
información. 
Las variables numéricas relacionadas con usos del suelo (tipo de terreno) 
aparecen en las ecuaciones de balance de energía del suelo; siendo las de mayor 
importancia la emisividad de la superficie. E. y su difusívidad térmica. Ks. 
11 
(especificas de cada material: concreto. arcilla, agua. pasto. follaje. etc.). 
Para calcular la temperatura del sucio es necesario conocer la posici(Jn 
geográfica de la zona de estudio a panir de la cual se evalúa ta radiación solar 
incidente; pero ya que la ecuación empleada no maneja términos fuente. no es 
posible con.."'iiderar la existencia de puntos calientes (fuentes artificiales de: calor: 
industrias. centros urbanos. etc.). 
En el apéndice A se muestra el modelo tridimensional de mcsoescala aplicado 
a la predicción de la circulación aunosférica en el Valle de México. 
12 
.. ! 
-' 
CAPITULO SEGUNDO 
CONTAJ\llNANTE.'i ll'o'DUSTRIALES GASEOSOS 
l. :r1'7RODUCCION 
El aire es indispensable parJ. Ja vida en la tierra. por Jo tanto. es imponantc 
conservar la pureza del misn10. L1 envoltura predominante que rodea Ja tierra en su 
atmósfera y la materia de que conMa es el .. aire ... si concc..-bimos Ja pureza del aire 
como su propiedad para n1antcner Ja vida. entonces el aire en Ja cin1a del 1\-tonte 
Everest es muy mediocre. porque hasta apenas par-a respirar. p«:ru en la Ciudad de 
México el aire emitido por un n1otor diescl. por ejemplo. es también demasiado 
inferior para respirar. aunque contiene más oxígeno por m 1 (tnL•tro cúbico) que el 
aire.: en Ja cima de 1\fontc Evcrcst. L3 diferencia de esta~ dos muestras de aire radica 
en que una está disminuida en cuanto a su conccntraddn (.!"vtontc EvcrcstJ. y Ja otra 
concjcnc n1atcria~ c.'lttrañas nocivas. por lo que se dice que está contar111inada. 
Gran panc de las malerias cxtraiias nocivas provienen de: las indu~trias del 
Valle de México. a pesar de que se: inyectó vitalidad a Ja Zona Mctropolita~ de 1 ... 
Ciud;id de Mé."<ico (Z.\.1C!-..I). dt: que ofreció empleos y una vcnl;ina a la modernic.Jad 
(la induMria genera más del 30% dd Producto Interno Bru10 CPIB) de Ja ZMC1'1. 
y representa más de Ja tercera parte del valor de Ja producción manufo.cturcra a nivd 
nacional). sin cmhargo. sus impactos ambientales y urbanos han sido considerables. 
Las emisiones de combusrión de empresas grandes (más de 250 empleados) 
y medianas (de 101 a :?50 empleados) que consumen ya sea. combustólco y gasóh:o 
13 
o gas natural (así co1110 ta1nbién almaccnamicnh:t y 1nancjo de co1nbustibles. y 
emisiones de los proc.::cso~ industriales) rctlcj:in la responsabilidad de distintns ran1as. 
Las cn1isiones asociadas a la combustión del diescl (uti\i7__ado prcpondcradarncntc por 
la pcquc:i\a y por la n1icrnim.tustria) y a lns procesos productivos Ccn n1uchos casos 
generan cantidades significativas de partículas y de hidrocarburo">) marcan las 
principales fuente~ i:nntaminantcs de la Z?\<tC!\.1 . 
., PRINCIPALES l!'r."lJUSrRIAS CONTA;\.llN,'\.NTES 
Los siguientes grupos se construyeron unic:ndo ran1as industriales para 
simplificar la clasificación de empresas multiprc.._"Xiucto y para resaltar algún tipo de 
industria irnporta.ntc. desde el punto de vista ambiental. Las ra1nas cuya importancia 
a nivel regional es pequeña. se encuentran dentro del rubro: otra~ industrias. junto 
con empresas no identificadas. 
Los 11 grupos son los siguientes: 
a) Celulosa y Papel 
b) Industria Textil 
e) Industria Química 
d) Industria del Vidrio 
e) Alimentos y Bebidas 
O Cerámica y otros Minerales no metálicos 
g) Metálica Ferrosa 
h) Maquinaria y Equipo 
i) Industria del Hule 
j) l"vtetálica no Ferrosa 
14 
k) Otras Industrias 
La industria cemcntL!ra no se incluye debido a que sólo existe una planta en 
el Valle de ?\rtéxico. los datos sobre su consumo de combustibles son dudosos y 
cuenta con equipo avanzado de control de emisiones. por lo que es difícil saber con 
exactitud la cantidad de contarninantes que genera. El sector industrial anatiZ;Jdo 
consume alrededor de 25 billones de kitocalorias anuales provenientes del gas natural 
y combustóleo ( o gas(_"llco). La industria que consume más combustible son los 
fabricantes de vidrio. utilizan cerca de 5 billones de kilocalorfas al año (22 % del 
total del sector industrial). Le siguen celulosa y papel con un consumo anual de 4.4 
billones (18%). y la industria quinli<;a con casi 4 billones (16%). El restante 44% 
se divide entre los demás sectores. 
La gráfica 2. 1 nos tnuestra la rama industrial con mayor relación 
energía/empleado (industria del vidrio). Por cada empleado se utilizan anualmente 
400 millones de kilocalorías. junto con la industria de la celulosa y el papel (380 
mi11ones Kcal/emp) constituye e1 grupo de alta relación energía/trabajo. 
El gnipo medio lo constituye:n la industria química. los fabricantes de 
cerámica y otros productos de n1iner-alcs no n1ctálicos. la industria metálica ferrosa 
y no ferrosa y los fabricantes de hule. Todas estas industl"ias consumen entre 110 y 
160 millones de kih.-x:alorías por empleado anualmente. El resto de 1as ramas 
industriales están por ahajo de 60 millones de Kcal/emp. El promedio de la industria 
es de 125 mi11oncs de kilocalorías anuales por trabajador. 
De los 25 billones de kilocalorías que consume la industria de la ZMCM a 
panir del combustólco. gasóleo y gas. 30% proviene de los primeros y 70% del 
15 
segundo. lo cual confirma que Ja industria en la ZMCM es más intensiva en gas 
narural que en combustóleo. Sin embargo. hay diferencias importantes entre Jas 
distintas ramas. 
16 
MAQUINARIA Y EQUIPO 
OTRAS INDUSTRIAS 
INDUSTRIA TEXTIL 
ALIMENTOS Y BEBIDAS 
METALICA FERROSA 
FABRICACION DE HULE 
INDUSTRIA QUIMICA 
METALICA NO FERROSA 
CERAMICA Y OTROS 
CELULOSA Y PAPEL 
INDUSTRIA DEL VIDRIO 
o 100 200 300 
KCAL/EMP. 
400 
GRAFICA 2.1. KILOCALORIAS ANUALES UTILIZADAS POR 
EMPLEADO. POR RAMA INDUSTRIAL. 
500 
FUENTE: OUAORI DE LA TORRE G, LA CIUDAD DE MEXICO Y LA 
CONTAMINACION ATMOSFEAICA, LIMUSA, MEXICO 1992. 
17 
Cada rarna industrial tiene patrones difcrcnrcs de u~o de combustihlcs; hay 
algunas intensivas en gas y otr:1s intensivas en gasóleo o cornhustólco. lo cual explica 
en buena n1cdida la cornpo~icic"m de sus emisiones cnntan1inantes a 13 atmósfera. 
En Ja gráfica :? . :? se nhscrva que la industria de Ja celulosa y papel es la única 
rama donde la mayor p;1rtc 1..h.• la energía provienen del gasóleo o del combustólco. 
La industria textil y de fihras sintéticas está próxiJna a obtener la rnitad de su energía 
de c;ida tipo de combustihlc. Pero el rc~to de las ran1;1s utilizan de rnancra principal 
el gas natural (111.ás dcJ 757.:>). 
La industria dc Ja Z~1C.:\'I consume alrededor de 537 rnilloncs de litros 
anuales de con1hustóh:o y gasóleo; 493 de este volumen Jo utiliza la industria de la 
celulosa y del papel. La tercera rama en import.ancia en el consumo de estos 
energéticos es Ja rcxtil con 16%. El resto se reparte aproximadan1cntc en panes 
iguales en[re las dcrnás indus[rias. Unicamenrc Ja rama de mcráJica no ferrosa no 
consume estos combustibles. El volumen anual de gas natural consumido por Ja 
industria mediana y grande en la Z.f\.1CJ\if es de aproximadamente 1933 millones de 
metros cúbicos (m3). Su consumo escá menos concentrado que en el caso del 
combustóleo. Las dos principales ramas en el consumo de gas natural son la 
industria del vidrio y la química. La primera utiliza 26% del rotal y la segunda 19%. 
18 
CELULOSA Y PAPEL 1 
INDUSTRIA TEXTIL 1 
ALIMENTOS Y BEBIDAS 1 
OTRAS EMPRESAS 
CERAMICA Y OTROS 
INDUSTRIA QUIMICA 
1 
FABRICACION DE HULE 
METALICA FERROSA 
INDUSTRIA DEL VIDRIO 
MAQUINARIA y EQUIPO VY-------------------J/,..17 
0°/o 20''/o 40°/o 60''1<1 80'!/o 1 00°/o 
l=COMBUSTOLEO =GAS j 
GRAFICA 2.2.INTENSIDAD EN EL USO DE COMBUSTOLEO POR 
RAMA INDUSTRIAL 
FUENTE: OUADRI DE LA TORRE G. LA CIUDAD DE MEXICO Y LA 
CONTAMINACION ATMOSFERICA, LIMUSA, MEXICO 1992. 
19 
3. El\tlSIOl'o'ES POTENCIALES A LA ATl\lOSFERA 
Al evaluar las emisiones que provienen de la combustitln en 1a imlustria 
convienen hablar de emisiones potenciales. Esto es in1portantc si se tienen en cuenta 
las variaciones estacionales en la producción y la existencia 1.h: sistc111as de cnntrnl 
de emisiones. en 1991 Pcn1cx. iniciú en la Z!\.1C!\1 la venta de ga!-.lilco en sustitución 
de combustólco. las emisiones de bióxido de azufre y partículas serán n"lcnon:s en 
el caso del gasóleo que es un comhustihlc n1ús ligero que el cotnhu~tólco. No se 
consideran las c1nisioncs de con1hustión de diese\ y las g.cncr¡1das por procc~os 
industriales diversos (típicos cspccialn1cnte en la c1nisión de particulas e 
hidrocarburos). En esta razt.ln estriba. fund¡uncnt.almcntc. 1a v.ariaciún entre las 
emisiones pt.itcncialcs dctcrn1ina<l.as. 
La tabla :!..1 nos presenta los factores de emisión para los procesos de 
··~mbustión. En donde. con hase en esta información se determinaron las emisiones 
potenciales en términos de UTEA como unidad de cuenta. destacando el elevado 
grado de concentración de las emisiones en unas cuantas ramas. 
• UTE: Unidad de ~oxicidad Equivaiente (ver ap4nd1ce 91. 
20 
Con1.am1n.an1e 
50'l(Kgl) 
NO,<Kg) 
P01.N1cula!i. {KJ.?1 
11co:::g1 
crnKGl 
TAllLA.2.1 
FAC"l·oRE.S DE EMJSJON rARA PROCESOS 
DE COMUU!',TJON 
Comhm.1ólco 
(nul 1) 
76 
b.6 
S JK 
0.154 
0.6 
42.S 
:!.4 
0.:!4 
o 06tJ 
o" 
Gou S;uur.al 
<mil m31 
0.00<)6 
R.K 
OAB 
0.().44 
º·""' 
FUE!SJIT·."''---.,.'"•'°"n'°'•"'o"<._,"T,,,.,..,,,,..,, .... F_,..,'Tf" •>•°"l'"'•""'"'••"'n"'•"°n•'"u,...,,,,."'· ...,.,.,.,,.,.,,...,_e.,,.,,u•r."'•""·"""rr.'""'''"',,......,,,.,...,r,,,,.,.,,~,.,,r.,.,u"'•n"'ffil.,,F-\\"H 
1~>0. 
En la gráfica :!.3 ~e aprcci;1 que una rama industrial (cclulo~a y papel). es 
responsable <lel 38'% de los UTE emitidos por el sector induMrial 
La segunda rarna industrial en importancia por su emisión de UTE es la 
industria textil. ésta contribuye con 13 % • le siguen qui mica y vidrio con 
aproximadamente ::?3% del total. las antcriorc~ 4 industrias son contaminadores 
medios. La industria de alimentos y hcbida~. los fabricantes de cerámica y otros 
productos de minerales no metálicos y metálica ferrosa forman un grupo de 
pequeños emisores. con una participación Je entre 7% y 3 % . Las restantc:s ramas 
(industria metálica básica y pro<luc1os mctáJicos no ferrosos. fabricante~ de 
maquinaria y equipo y los prcxJuctorcs de hule) forman el grupo de emisores 
marginales con participaciones menores al 1.5 % . 
21 
Un análisis de la contribución de las diferentes ramas industriales se desglosan 
a continuación para cada contaminante. 
3.1. UIOXIDO DE AZUFRE (SO,) 
La industria muestreada es responsable pott:ncial de la emisión anual de 41 
mil toneladas de SO: principalmente a partir de la combustión de combustóleo y/o 
gasóleo. y en 1nucho menor medida del gas natural. De ellas el 49% las emite la 
industria de celulosa y papel. el 16% se debe a la producción de textiles. El resto 
se reparte entre las dcn1ás ramas industriales. Esta gran disparidad se debe a que 
existe una gran concentración equivalente en el consumo del combustóleo y gasóleo. 
precursores de la emisión de SO:. 
22 
TEXTIL 
12.8% 
OUIMICA 
11.7% 
CELULOSA Y PAPEL 
38.2% 
CERAMICA Y OTROS 
6.4% 
ALIMENTOS Y BEBIDAS 
7.9°/o 
GRAFICA 2.3. PARTICIPACION DE LAS DISTINTAS RAMAS EN LA EMISION 
DE UTE DEL SECTOR INDUSTRIAL 
FUENTE: BANCO MUNDIAL Y DEPARTAMENTO DEL DISTRITO FEDERAL. 
SHIRT TERM PELLRAM DDF-WBAIR POLLUTANT EMISSIONS \NVENTORY 
FOR MEXICO C\TY METROPOLITAN AREA. INEDITO, MEXICO D.F. 1990. 
23 
De acuerdo a ta información presentada el bióxido de azufre (SO:) es el 
elemento que más contribuye a la contaminación industrial. producto del 
combustóleo y gas. representa et 58% del total de UTE emitidos al ai\o por el sector 
industrial. 
Se produce 502 cuando se quema azufre o un combustible que lo contiene. 
o cuando minerales de azufre. tales como el sulfuro de cobre. se "tuestan .. en el 
aire. 
S+Ol:-SOa 
2CUS + ~0 2 - 2CUO + 2502 
Puesto que el azufre está presente en el carbón y el petróleo. la combustión 
de estos materiales para fines de calefacción y de energfa produce SO:. 
Otro importante oxido de azufre. el trióxido de azufre (S03 ). es producido en 
la atmósfera por la oxidación del SO: bajo la influencia de la luz solar. 
24 
CAPm"l.0 ~l.~l'K) 
Adc:m:is algo de so, se: introduce directamente: a partir de tos procesos de 
combustión juntanlente con S02. La humedad del aire reacciona rápidamente con 
SO, para formar una nube de ácido sulfúrico. 
Cuando estas conversiones tienen lugar .. et material inicialmente introducido 
en la atmósfera se designa como un contatninantc primario del aire. Los nuevos 
materiales producidos por reacción quimica en el aire se designan como 
conta111inantcs Sl.~Undarios del aire. 
Las concentraciones <le SO~ en el aire varían dentro de un n1argen amplio. 
según tos lugares. durante tas diversas estaciones del año y en días y horas distintas. 
Por ejemplo. los niveks medios en la atmósfera rural o en ciudades "limpias .. serán 
inferiorc!'> a 0.01 ppm. en tanto que. en los distritos muy irn.1ustri~1liz.ados, un 
promedio ti pico de un día podrá ser de O. 1 ppn1 y. en un día n1uy malo. el nivel 
podrá inclusive subir hasta 0.5 ppm. Las concentraciones clt.~vadas de esta clase 
representan importantes peligros para la salud. 
La conversión de SO= a ll=SO,. produce una nuhc aunosférica fuertemente ácida que 
corroe metales. dc!'.>truyc tejido vivo y medias de nylon y deteriora diversos 
materiales de construcción <principalmente el nl.ármol). La nube de ácido sulfúrico 
del aire consta de gotitas que suelen medir de 1 a 4 nticrómctros de diámetro. 
tamaf'Jo panicular l.J.UC favorece la penetración profunda del ácido en los pulmones. 
25 
La gráfica 2.4 muestra que las fuentes de origen hu1nano s6to representan 
aproximadamente una tercera parte del total de azufre atmosférico de la tierra. 
Otro compuesto in1portantc que contiene azufre es el sulfuro de hidf"ógcno. 
H:S. su olor característico es el de huevos podridos. ennegrece la pintura de plotno 
y es más vent.:no.,,o que t..•l monóxidn de carbono. La presencia de l-l::S en 
concentraciones nocivas suele rclacionaJ"sc con algun;1s fuentes específicas. tales 
como materia orgánica t:n descomposición. aguas negras o alguna operación 
industrial. 
26 
IA 
35% 
GRAFICA 2.4. CONTAMINANTES GASEOSOS DE AZUFRE DE 
TODAS FUENTES. EN MILLONES DE TONELADAS METRICAS DE 
AZUFRE POR AÑO. 
FUENTE: TRATADO DE ECONOLOGIA. "CONTAMINACION DEL 
AIRE". TURK. TURKWTTTES. WTTTES 1979. 
27 
Debe scr'\alarsc la cnorn1c: a1cnci<."1n que se le ha prestado al hí6xidn dl! azufre 
y como se ha ahatido tncdíantc t!'I mcjorarnicnto y c;1mbio de t:ombustible!'- rcalizados 
por Petróleos !\.lcxicanos. OC" hecho. únican1cntc en 1989 se rt!'gistró un nivel 
significativo de excedencias. y desde 1993 no se han ob~crvado violaciones a la 
norma(0.13ppm.1 hora). 
Las siguientes medidas han probado ser eficaces para mantener el bióxido de 
azufre dentro del intervalo pcrmisihlc<J: 
• Sustitu<::ión parcial de combustúlco por gas narural en las 
termoeléctricas Jorge Luque y Valle de !'\.1éxico. y en algunas 
industrias. 
• Sustitución parcial de combustólco por gasóleo industrial de menor 
contenido de: az.u fre. 
• Reducción del contenido de azufre en el dicsel. 
• Cierre de la rct1ncria 18 de Marzo. 
3.2. OXIDOS DE NITROGE!'iO (SOx) 
Anuahncntc la indu!'-tria muestreada genera potencialmente :? 1 nlil toneladas 
de NOx. en la Z:'\.tC!\1. Su producción se reparte más equitativamente entre las 
distintas ramas industriales que la de SO;:. debido a que. tanto el uso del gas como 
del combustóleo resulta en In emisión de este contaminante. La industria del vidrio. 
la química y los fabricantc:s de celulosa y papel son las tres ramas que más NOx. 
La a-:.,,.,<!s!era o:io;ida~.~~ que pr-eva!.ec~ en !.a ;cona m~r::ropolir::ana, propicia 
ig-ualmen~e !.a ':.ra~s!orm~c::iO~ de! bióxido de azufre en sulfatos y ac::tdo sulfúrico. 
28 
emiten a la atmósfera. y en conjunto representan más del 50'%. En la ZMCM 
representa el segundo contaminante industrial en imporrancia. después del SO~. 
constituye el 33% de Jos UTE emitidos por la industria por combustión de gas y 
combustóleo. 
Los ó.ddos de nilrogcno más imponantcs que se encuentran en el aire como 
contaminantes son: el óxido de nitrógeno (NO). y el bióxido de nitrógeno (N02 ). 
Ambos son producidos por procesos de combustión que tienen lugar en el aire. 
debido a que alguna oxidación del nitrógeno atmosférico se produce a lemperaturas 
de la JJama 'º: 
N 2 + 0 2 - 2NO 
EJ N02 es un gas pardo rojizo. cuyo olor penetrante puede descubrirse a 
concentraciones por encima de aproximadamente 0.1 ppm y contribuye por 
consiguiente al color •parduzco• y al olor de algunas atmósferas urbanas 
contaminadas. 
Al considerar Ja toxicidad de los óxidos de nitró.geno. suele bastar centrar la 
atención en el N02 • porque et NO es convertido en N02 en el aire. además se estima 
l:J Es una. tempera.tura hipoe"!tica que •e alcan:arJ:a &i l'!'l cc:mpue•to f"uese 
JUema.do adi•bat~C•mente. 
29 
que el bió~ido es apn.,,c.iin;·dani.cn\c 4 veces n1ás \Óx.\co que c1 monóx.ido. a la 
concentración que ~e cncut..•ntrn en \a :.unu'lsfcra e\ óx\do ní\rico no es \rrl.tantc y no 
se le C<"lnsidera cn1nn t.tn pdigrn par:.\ hl satu<l. sin c1nbargo. a\ oxidarse se conviene 
en bió:'<.idu <le nitróp.cnll que '.'>Í rcprt:~cnw. un riesgo para \a f.a\ud. Lo~ efectos de cstc 
Sl">brc e\ hnn1hrc van l.\t:~dc un n\or d.c~~1g.r~u.1ab\c y un:.i. irritacil'1n ITil.xlt.:rada a una 
congestión pu1n1onar scn~1 y a la tnucrtc. según las com:cntraciuncs dc NO~ y la 
duración de \a cx.posiciún. 
3.3. PARTICULAS 
Las partículas c1niüdas por \3 co1nbustión. son el conta1n\nantc de mayor 
toxicidad. Debe recordarse que únicatncntc se requieren 150 kilos <le éstas para 
formar un UTE. a diferencia <le \os 340 de SO= o los 11300 de CO. Se registra una 
producción anual de 298~ tnnc\adas de panículas que representan 9% de \os UTE 
,generados. La m\tad de las panícuJas !'.on p<."ltcncialmcntc producidas por la industria 
papelera. 
3.4. IllDROCARRUROS (HCJ 
La producciün potencial de hidrocarburos (HC) por combustión de gas y 
combustó\co en la Z!\.1C:v1 es incnor a la..o; 200 toneladas anuales. El bajo volumen 
y toxicidad \os hace poco significativos en la ponderación final. Representan menos 
del l % de la contani.inación tot:.1\ industrial por combustión. pués no se inctuyen en 
el análisis las etnisioncs de proceso de compuestos orgánicos volátiles. que son los 
más importantes. 
30 
Los hidrocarburos son compuestos de carbono e hidrógeno cuyo número de 
átomos de carbono por molécula va de una (rnetano. CH.,.). a centenares o mil!ares 
(alquitranes y los asfaltos). E1 n1ctano es un componente normal de aire: en sus 
concentraciones atn1osféricas corricnlt:s no es tóxico. El ""gas natural .. utilizado como 
combustible es. con la 1nayor frecuencia. el metano. 
Los octanos son hidrocarburos con1ponentes de gasolina rcpn:sentativos; hay 
18. y todos ellos tienen la misrna f{1rmul;1 C"H'"" Sus puntos de chullición van desde 
99ºC a 1:!6ºC. In que implica que pucdcn evaporarse fácilmente y persistir con10 
vapores en el aire. Por regla general. cuanto mayores son las moléculas. tanto n1enos 
volátil es la sustancia y. por consiguiente. las conccntracic.1ne~ atmosféricas de 
hidrocarburos gaseo~os n1ucho más pesadas que los octanos son insignificativamcnte 
pequeñas. 
En estudios recientes se han encontrado elevadas concentraciones de 
hidrocarburos en la atmósfera dc la Zona Metropolitana. con un origen muy variado. 
Entre otras causas. son el resultado de las emisiones de un sinnún1cro de fuentes 
distribuidas en toda la Z!\1C?\.1. incluyendo gases de escape de Jos automóviles. 
evaporación de gasolina. proceso induslrialcs. distribución de gas LP. aplicación de 
disolventes a nivel doméstico y de servicio. e incluso la vegetación. 
En promedio. la conccncración de hidrocarburos sin metano o compuescos 
orgánicos reactivo~ encontrada en las muestras tomadas en el Valle de México es de 
3.5 ppm medido como carbono (ppmC). con picos de hasta 7. 1 ppmC. Este último 
nivel está dos vece~ por arriba de las concentraciones más elevadas encontradas en 
el Sur de California. donde se presentan Jos problemas de ozono más severos de los 
Estados Unidos. 
31 
La importancia de Jos compuestos orgánicos volátiles prc~cntcs en Ja 
atmósfera radica en su potencial de formacil>n de ozono y en su toxici<..lad. 
Información basada en estudios realizados en diversas ciudades de lns Estados 
Unidos indican que el ctilcno presenta el índice de 100 en la escala de re.actividad 
conocida como Rll\1 11 • con una concentración en la atmósfera de 83 pphC 1
:. y un 
Potencial Fotoquhnicon <le :?89.5. En contraste. c1 propano. que se cm:ucntr.a en 
grandes cantidades en Ja atmósfera (389 pphC). presenta un potencia) fotoquíinico 
menor. Actualmente. se realizan estudios para precisar inforn1ación hajo las 
condiciones de Ja Ciudad de !\léxico. 
R~M: Reactividad MAxima. rncremencal. 
ppbC: Partea por billón medidos como c•rbono. 
11 Abarca cu,:,.lquier efecto qu:tml.co relacionando con l<A emisión o absorción de 
radiacione• de cualquier tipo. Esta definición incluye fenOmenos tale& como llamas, 
fluoreac:enCil:!l, reaccioneP !otogr.1.f ic:as. r~accicnes qu!mi.co- lumini.scentes de todos 
loe tipoe. catAli.sis d~ r~acc~onea qutmicas m~di~nte la acción de la luz y efec:c:s 
qu.trnicos prod~cl.dOs por el pa.so de part!c•-ilas nuc::.~,,_:-es d.., a.!ta energta a trav~• del 
si•tema. 
3:? 
20 
15 
l-XALOSTOC ... MERCED •PEDREGAL 
GRAFICA 2.5. HIDROCARBUROS EN LA ATMOSFERA DE LA ZONA 
METROPOLITANA DE LA CIUDAD DE MEXICO (ZMCM) 
FUENTE: D.D.F. 
33 
PROPANO 
n-BUTANO 
TOLUENO 
1-PENTANO 
i-BUTANO 
n-PENTANO 
ACETILENO 
ETILENO 
m&p-XILENO 
2-Me-PENTANO 
n-HEXANO 
MTBE 
BENCENO 
ETANO 
PROPILENO 
o 50 1 00 1 50 200 250 300 350 
IMPORTANCIA FOTOOUIMICA (CONCENTRACION RELATIVA •RIM) 
GRAFICA 2.6. IMPORTANCIA FOTOOUIMICA DE LOS COV15 EN LA ZMCM. 
FUENTE: LABORATORIO OUIMICA AMBIENTAL. IMP. 
34 
En México todavía no se establecen normas oficiales que regulen las 
emisiones de compuestos orgánicos volátiles (COV). as{ como tampoc:o se han fijado 
criterios de calidad de\ aire para estos compuestos. por \o que su regulación futura 
será muy importante para \a estrategia de control de ozono. 
Como consecuencia de los trabajos realizados en el Instituto r-..1exicano del 
Petróleo y por investigadores de la Universidad de California en los últimos tres 
af\os. se han detectado en ta Zona r..tctropolitana concentraciones relativamcntt: alta 
de hidrocarburos asociados con fugas en el manejo. distribución y uso de gas 
doméstico (gas licuado de petróleo). 
Actualmente el gas licuad.o de petróleo es una mezcla de compuestos como 
propano. butano y. en 1nucho menor proporción. butilenos; el que prt:domina es el 
propano. el butano es ligeramente más fotorreactivo"' que el propano. 
En forma prelin1inar y con un alto grado de incertidumbre. se estima que las 
fugas de gas licuado de petróleo son responsables de entre un 203 y 30% del ozono 
que se fonna en el Valle de Z\.1éx.ico. Una respuesta efectiva y factible de realizarse 
por parte de Petróleos 1\.'tex.icanos con.....,iste en rcforn1ular la composición del mismo. 
disminuyendo su contenido de butano y butilenos. 
35 
3.4.1. OXIGENA TOS 
Estos son compuestos que conticn<:n carbono. hidrógeno y oxígeno; incluyen 
clases tan conocidas como los alcoholes y los ácidos orgánicos. Semejantes 
sustancias son producidas por la combustión incompleta de hidrocarburos tales como 
la gasolina y el diescl. Otro origen de Jos oxigcnatos es el de la cva¡x"lracíún de 
solventes a partir de diversas operaciones industriales. 
3.4.2. OZONO Y OXIDA.,"'1TES 
El ozono. O.}. se encuentra en cierta cantidad en el aire "normal ... pero a 
concentraciones más altas. es una sustancia tóxica. La concentración n1áxima que un 
trabajador industrial sano puede tolerar en una jornada de ocho horas es de O. 1 ppm. 
El ozono es una substancia quilnica reactiva que se utiliza en ocasiones para 
desodorizar gases de escape (como los que emanan del tratamiento de las aguas 
negras). oxid:índoJos en productos nicnos ofensivos para el olfato antes de liberarlos 
hacia ta atmósfera. Las concentraciones dl! ozono para semejante tratamiento van de 
10 a 20 pprn. Concentraciones de este tipo no tardarían en hacerse fatales en el ser 
humano. El ozono producido por los aparato~ dornétil.'.o~ es demasiado diluido 
{alrededor de O. 1 ppm) para afectar los olores corrientes del hogar en algún grado 
perceptible. 
Las altas concentraciones de ozono constituyen hoy en día el principal 
problema de contaminación atmosférica en el Valle de !\.té.""<.ico. De acuerdo con 
análisis estadísticos recientes. en los últin1os 3 años los niveles de este contaminante 
36 
h3ndemostrado una cierta tendencia a estabilizarse. situación contraria al incn:mcnto 
generalizado que se registró en la mayor parte de la ciudad entre: 1986 y 1991. No 
obstante. las concentraciones de ozono superan frecuentemente la nonna de calidad 
del aire. alcanzando niveles que superan en más de un 1003 el lhnitc establecido. 
Como se aprecia en la gráfica 2.7. las conccntracionc~ de ozono alcanzaron 
en 1992 los niveles 1nás críticos registrados hasta ahora. cuando tuvimos 11 días por 
encima de los 300 puntos lmcca" (más de 3 veces la normal) y se alcanzaron 
valores de hasta 398 imcca. A partir de entonces. los niveles máximos de este 
contan"linantc han tendido a disminuir; en 1994 y 1995 no se registraron niveles de 
ozono mayores a 300 imccas. 
La frecuencia y severidad de contigcncias atn1osféricas ha mostrado también 
una tendencia a disminuir. Sin embargo. la ciudad y sus habitantes seguimos 
sufriendo en nuestra salud y en e\ entorpecimiento de nuestras actividades cotidianas. 
\os efectos indeseables asociados con niveles de ozono superiores a 250 puntos 
lmcca. En 1991 se alcanzó un máximo histórico de 56 días con concentraciones 
superiores a este nivel. en 1994 y 1995 todavía se a\c:inzaron 4 y 6 días 
respectivamente. 
1s XMECA 1 ~ndice Mecropol~tano de ia Calidad del ~1re. 
37 
400 
300 
200 
100 
... 
... 
... ... 
•MAYOR QUE 100 •MAYOR CUE 200 
•MAYOR QUE 250 •MAYOR QUE 300 
38 
... 
19R8 
JQ8Y 
1990 
1991 
19'1:? 
J993 
1994 
1994 
TAHIA 2.2 
!'i'Ul\IERO DE DIAS CON l~ECTURAS 
IMECA SuPERJORF..S A LOS 
100. ioo. 250 '\' JOO rt.JNTOS fl?HIJ - 1995) 
(OZONO) 
MAYOR MAYOR 1\.IAVOR 
QUE 100 QUE 200 QUE250 
319 67 11 
319 JS J 
328 H4 27 
353 173 56 
333 113 37 
314 80 14 
344 93 4 
314 •• 6 
J\fAVOR 
QUE300 
1 
o 
H 
JI 
o 
o 
FUEN~~~.~,~~"'ti':::i"'T::~::::i~~:"i<'F.:::~::':~":-::::::r.~:::-\'iM~~""'flft!;~'-~~~~~~ Au1nn1u1 C'U O<' •'ldn torro Almo rru:o (~,...·"ª'"''• ... ,. • 
Existen otros gases conta1nin.an1cs diversos quimicamen1c afines al ozono. que 
se designan colectivamente como "oxidantes ... Las propiedades que poseen en común 
comprenden dctcm1inados efectos nocivos o tóxicos e irritanlcs en las personas. 
diversas clases de daflos en la vegetación y Ja capacidad de producir gric1as en el 
caucho natural. 
39 
Ejemplo de un oxidante: 
Nitrato de peroxiacetico. C 2 HJO,N. oxidante co1nponcnte del smog. 
3.5. MONOXIDO DE CARBONO (CO) 
Las concentraciones encontradas que presenta este contaminante en 
microambientes cotno en las banquetas de calles con intenso tránsito vehicular 
privados y públicos. así con10 el interior de estos vehículos son mucho mayores que 
las concentraciones nlcdidas simultáneamente en las estaciones fijas de análisis 
continuo. esto significa que. a pesar de que no exceda la nonna a nivel de la 
estación. puede haber un nUn1cro considerable de personas que se vean expuestas a 
niveles peligrosos de este contaminante. tal como se comprobó en dos estudios 
extensos realizados por la USEPA 1
" en las ciudades de Dcnvcr y Washington. 
o.c.17 
u; USEPA. Un::..ted Staten Environmental Protection .A.gency. 
1.., US EPA, ( l.9921. Air Quality Criteria for Carbon Monoxide. Research tria.n9le 
Park. N. C. o!!ic;e off hl"!alt and ~nvironmental. assessment. Envi::-onmental Criteria. an 
Aaseaemen office. USEPA. 
40 
Es importante mencionar que luego de revisar la infonnachln científica 
disponible. 1a USEPA ratificó en 1992. co1no nonna de calidad del aire para 
monóx.ido de carbono. un valor dt: 9 ppm para un pron1cdio mt"wi1 de R horas. En 
un individuo promedio c~tc nivd de CX.ft\'l~iciún ~e traduce en nivclco;. de 
carboxihcmo~1ottina 111 (COltb) cercanos a\ :?%. E~tudios de 1~1hur:llono han 
demostrado efectos dc1etc.!rcos 1
..i en sujetos enfenno~ de la ~1r1t:ria ;.:\lrunaria a niveles 
dc COHb de :!3 y 1..9%. Estos hallazgos SUt!iercn que convendría rcvi~!lr el 
estándar recientemente o.u.loptado en !\.1éxico ( 11 ppm par:.i 8 hur;1s). 
El monóxid.o de carhono. CO. es un productn de la cn1nhu~tiún incotnph:ta 
del carbono. o de compuestos <le\ cartK.lnn. El CO es con11..:idn comt..) un gas 
incoloro. inL~oro y que no pnx.lucc irritación. pero que C!-.. cnn to<lo. n1uy tóxico. 
Leemos acerca de n1ucrtcs acch.lcntalcs 1.lchit..las a CO 4uC' !-.e prop~1g.~t pnr un cuarto 
desde un calentador defectuoso de gas, n de suici<lio.., 1\cv:H.1n~ a c~1hn pcnnanccicn<lo 
la persona en un garage cerra<lo. cnn un auton1óvi\ ;.:nn el 1notl'r cn 111:.i.rcha. La 
mayor parte del 1nunúxido <le carht..lno en la at1nú .... kra l\e la tierra prnvicne. ~in 
embargo. de fuentes n:.ituralcs y. concrctan1cntc <le la <'xidación t..11.·\ tnetanu que es 
emitido por la n1ateria orgánica en de!-.c<1n1po~iciún y. en rncnor grado dircctan1cntc 
de la dc~composici<ln y el <lc~arrol\o de clornfi.la. En conjunto, 13.~ fuente:-. naturales 
de ca representan m;J.~ <le\ 90C:-é del nivel n1undi~11 111edio, .Je entre o.\ y 0.5 pp111. 
Puesto que la concentradlln n1undial <le CO e:-. rdati ... atnente e~t~1hlc. ha de c:-;.btir 
algUn n1ccanismo para su eli1nina..;iún D, en ntrl"h h.:nninn.:-.. ha de circular e\ ¡1g.i:ntc 
reacÜ'\'O principal de cstn parecen i.:on.">tituirln unn~ n1icrnorgani~n1os en l;.i. tierra 
ordinaria. en tanto que In ticrrJ c..,tcri\i7ada e~ indica¡ __ 
~~ Ar.gos-::.~-.:..·~n-::o ~~ ::.,~,. ·.ra:;o:•: fi<\n'Ju~r .... -:o!> i:.,.~~-• ... : c~l.l<:!·:-.r. . .-:..~·.r&d • .,. r.:-.! .. rm"!-::i.ad 
cardiaca coron~~~~ . p~?VC~d~~~ ~~r c~~~aM~nAn~PG ~-~ rr~~~~:-~r. ~ .• ~h~~~ y ox~g"!no. 
41 
2C • 0 2 - 2CO 
2CH4 • 302 - 2CO • 4H2 0 
Estos hechos no implican que el CO aunosférico sea siempre benigno. en 
efecto. los promedios globales no se aplican. por ejemplo. a ciudades en donde de 
95 a 98 % de CO proviene de la qucn1a de combustible por el hombre y en donde 
los niveles dominantes pueden ser de 50 a 100 veces mayores que el de la corriente 
intensa de tránsito en una autopista de varios carriles se situará alrededor de 25 a 50 
ppm. La concentración de CO en el escape mismo puede alcanzar el 3%. o 30000 
ppm. La concentración máxima que pueden tolerar trabajadores sanos en la industria 
durante una jornada de ocho horas es de 50 ppm. Una concentración de 1000 ppm 
puede producir inconch!ncia en una hora y la muerte en 4 horas. 
3.5.1. BIOXIDO DE CARBONO (C02) 
Et bióxido de carbono. CO::. es un con1poncnte normal del aire y una parte 
del ciclo del carbono lle la bicísfera. por consiguiente. no se le suele considerar como 
contaminante. Sin embargo. la combustión de carbón. petróleo y gas narural. como 
combustibles. produce grandes cantidades de C02 • Las ecuaciones qu[micas pueden 
verse a continuación. 
42 
C • 0 2 - C02 Ccombust:.i.ón del carbón) 
CH,. + 202 - i....-02 + 2Hz0 ( combust:..i. ón del g.tlS n-3 t:.ura.l) 
La .·eJocidad presenre deJ aumento de la concentración mundial de CO:. es de 
aproximadamente 0.7 ppm por año. Los gases armo:-oféricos que absorben Jos rayos 
infrarrojos son: el ozono. eJ agua y el bicixido de carbono. eJ agua Lh:scmpcña cJ 
p.apeJ prindpaJ en Ja absorción de Jos rayos infrarrojos, porque es tan abum.fanre. El 
ozono es el menos imponanre de Jos ,gases. porqut.• está presente en pcqucñ.:1 
cantidad. el bi<lxido de carbono (CO:) es importante cambién. debido especialmente 
a que nuestra combusrión de materiales fósiles produce cad.:1 vez mayores canridadcs 
del mismo, de: mo<lo que su conccnrr;ición c:"n Ja :umósfcra va aumcnL:lndo. Esca 
rcndcncia hace: prever un calcnwmicn10 de fa temperatura de la superficie de Ja 
tierra. Ncccsit.:tmos saher qué es lo que rcaln1cnrc tiene lugar y qué puede ocurrir 
si seguimo"' qucm.:imJo combustibles fósiles. 
Las concentraciones de CO: en cu.:ilquicr región flucrú:i. entre la noche y el dfa en 
aproxim.:id.:1mcntc 70 ppn1 durante fa temporada de cultivo. En años recientes se h3n 
medido las concen[raciones de CO: en regiones polares ~- en alt:ts mane.afias. Jugares 
donde no varían tanto. Nuc~[ro cálculo mejor es que Ja concentración mundial de 
CO: ha aumentado de: JO a J5% durante el siglo pasado, es[o es. de 
aproxim:i.damcntc 280 ppm a su nivel actual de 3JS ppm. 
43 
-------~-------·--~-
CAl'ITULO TERCERO 
ABSORCION 
l. LVl"RODUCCION 
La eliminación de tos contaminantes de tas descargas gaseosas se complica 
a menudo porque. en general. la concentración de éstos es baja en un gran exceso 
de gases diluyentes inertes. Por lo que es necesario encontrar procesos que eliminen 
el contaminante a estas bajas concentraciones. o que lo concentren en otra fase. 
2. CONCEPTO 
La absorción es el proceso en el cual el contaminante gaseoso se concentra 
en otra fase. en este caso. el contaminante se concentra en un líquido. La selección 
y diseño de la unidad de separación depende no sólo del equilibrio químico y de la 
cinética de las reacciones químicas. sino también de las propiedades físicas y de 
transpone de las diversas especies que intervienen. Estos fenómenos de transporte 
son comunes a todos los proceso e incluyen los efectos de transferencia de materia 
y de energía. Los factores económicos repercutirán también en la selección del tipo 
de proceso utilizado y cabe que planteen limitaciones al diseño de determinadas 
unidades. Así. en el tratamiento de grandes volúmenes de gas. los costes de bombeo 
pueden ser elevados y la minimización de tas pérdidas de presión ser de capital 
importancia. 
La absorción de los gases en los líquidos c:s una de las técnicas más utilizadas 
para controlar la composición de los gases residuales industriales antes de su 
45 
descarga a la atmósfera. En general. los gases residuales son mezclas de 
componentes gaseosos. algunos de los cuales son ~olublcs en una fase líquida 
seleccionada. y la nrnyor parte constituye un gas portador priicticamentc insoluble. 
El contacto directo del gas con el líquido hace que la transferencia de n1atcria ocurra 
entre tas dos fase!. en direcciones controlada~ básican1cntc- por los gradientes de 
concentración de los componentes individuales. En 1.:1 111:.iyoría de los casos. la 
absorción de un con1ponente va acompa1lado si1nultáncarncntc por la dcsorción de 
otro (por ejemplo. ahsorción de SO.: en una solución acuosa acompañada por 
desorción de ;igua). Se consigue dclibcradan1cntc un.a de~orción .;un un cambio de 
las condiciones físicas (elevación de la temperatura. disminución de la presión). 
arrastre (dcsorción) con un gas inerte o por descomposición química del absorbente. 
La absorción seguida de la desorcil>n constituye uno de los n1cdios básicos de 
establecimiento de una operación cíclica con scnsihilizach.">n del absorbente. Este 
esquema actúa como una instalación para separación y concentración del gas 
seleccionado. 
La absorción de gases involucra la transferencia de un componente soluble. 
presente en una fase gaseosa. hacia un líquido absorbente de baja volatilidad. En el 
caso más simple de absorción de gases. no existe vaporización del líquido absorbente 
y el gas contiene sólo un constituyente soluble. Por ejemplo. al poner en contacto 
una mezcla de aire y amoniaco con agua liquida a temperatura ambiente. el agua 
absorbe amoníaco. Este es soluble en agua. mientras que el aire es poco soluble en 
ella. A su vez. el agua no se evapora en cantidades apreciables a temperaturas 
ambiente. Como resultado. la única masa que se transfiere es la del an1oníaco. que 
pasa de la fase gaseosa a la liquida. El amoníaco. al transferirse al líquido. va 
aumentando su concentración en este medio hasta que el amoníaco disuelto se 
encuentra en equilibrio con el que está presente en la fase gaseosa. En el momento 
46 
en que se alcanza este equilibrio cesa la tr.insfcrcncia neta de masa. 
En los casos de absorción más complejos. pueden absorberse muchos 
componentes as( como vaporizarse una panc de líquido absorbente. En los equipos 
de absorción. el liquido absorbente se encuentra a una temperatura inferior a su 
punto de burbujaZ<'. n1ientras que la fose gaseosa está 1nuy por encima de su 
tcmpcrarura de rocío:: 1 • Una diferencia entre la destilación:: y la absorción de 
gases que en esta última. las fases líquida y gaseosa no contienen por lo general 
exactamente los n1is1no con1pt."lncntcs. En la ahsorción. los efectos caloríficos se 
deben al calor de dilución: 1 del gas absorbido. a difert:ncia de los calores de 
vapori7.ación24 y condcnsación:!I involucrado<:; en la destilación. 
En las operaciones de absorción. es necesario afladir un componente al 
sistema (esto cs. el líquido absorbente). En muchos casos. el so luto deberá separarse 
del absorbente. para lo cual se requerirá una colun1na de destilación. un 
dcsabsorbcdor o algún otro proceso de separación. 
::i.o Es la te~peratura a. l.,. c-.:."l una mezcl."l ltqu::.d.it. con un" composiciOn da.da 
cimienza a hervir al ~levaro.,. d::..cha. tel'l"¡:.erat.ur ... 
;n. Es la 'terrperatu1'"a a la cu.a 1 un..i. mezcla de v .. por comier.;."'a a condensarse al 
en!"r1.ar1a 
::i.;i Es la separ~ci6n de doa co~ponentee v~látilee d~ ur.a mezcla l~cp..i.ida por 
medio de calor. 
21 Es la cantidad de c.._:or q,..:e debe surn!.n.i..strara~ a un°" can?::l.d.iJ.d unitaria que 
se encuentra en. su p-...:nto de ebul!::..C:l.6n, para. ca,.,.,bia:- au eetado de liquido a. gaseoso 
l 4 Es la cantidoilld de ca!.or q-...;.e debe suministrarse a und c:ar.t ida.d unitaria que 
se encuentra en su punto de ebul!l.c::..én, pAra camb:i.a::- su ~stado de l!quido a g.:1PeoPo. 
::i.s Es la cantidad de calor que debe ser cedid~ por una cantidad unitaria de 
suatanci.a gaseOB.:1 en el punto de eoull::..ci6n para converti~ae en l!quido. 
47 
2.1 DESORCION 
La deserción es el proceso inverso. es decir. eli.J::ninación de un componente 
de la fase liquida por contacto con una fase gaseo~a. 
La dcsorción o agota1nicnto. es lo opuesto a la absorción. En este caso. el gas 
soluble se transfiere del líquido a la fase gaseosa. debido a que la concentración en 
el líquido es mayor que la correspondiente al equilibrio con el gas. Por ejemplo. el 
amoniaco puede agotarse de una solución acuosa mediante el burbujeo de aire fresco 
a través de la mezcla. El aire que entra no contiene amoníaco. mientras que el 
líquido si lo contiene. de tal fonna que ta transferencia se verifica del líquido al gas. 
La absorción y el agotamiento se utilizan con frecuencia en la industria 
química. El ácido clorhídrico se produce por la absorción en agua del cloruro de 
hidrógeno gaseoso. La fermentación acrobia:u. de los sedimentos y lodos de aguas 
negras requieren la absorción de aire. La carbonatación de refrescos involucra la 
absorción de bióxido de carbono; al abrir una botella. disminuye la presión y se 
presenta algo de dcsorciún. 
Tanto la absorción como el agotamiento se llevan a cabo en equipos de etapas 
múltiples y en menos grado. en equipo de contacto continuo. 
;r.
6 Tranafcrmaci.On que sufren gran na.mero de uubsc.anci.aa org&nicaa en 
det:erm:inadaa circunst:ancias y que ae traduce por una oxigenaci.On o una hi.drac.aci.On. 
48 
3. GENERALIDADES (DISEÑO) 
El diseño de una nueva unidad o Ja valoración de una planta ya existente se 
basa siempre en conocer el caudal total de gas y su composición de entrada. Las 
condiciones del gas de salida tratado podría fijarse por necesidades ambientales. 
factores económicos o por una comhinación de ambos. Los principales objetivos de 
la valoración de cualquier caso r•articular son: 
1. Elegir la fase líquida n1ás aconsejable considerando la selectividad, 
saturación y estabilidad requeridas. 
2. Estimar las concentraciones límites (eficacias) y el equilibrio de 
materias de la operación total. 
3. Seleccionar un aparato apropiado para el contacto gas-líquido. 
4. Estimar los principales parámetros de disei\o. tales como superficie y 
volumen del contacto. razón diámetro-longitud y pérdida de presión 
requerida. 
5. Estimar tos costes del capital. y de operación. 
La selección de un disolvente líquido aconsejable y la determinación de los 
límites de la eficacia de la absorción se basan en los datos de solubilidad. En Ja 
mayoría de los casos no se dispone de fórmulas para calcular la solubilidad y sólo 
ca.be utilizar datos tabulados o gráficos. En la tabla 3.1. se resumen las expresiones 
49 
más frecuentemente empicadas para las concentraciones de las fases gaseosas y 
Uquidas de sistemas binarias. 
TABLA 3.1. 
UNIDA.DE ... '-; DE CONC•:NTKACION DE GAS: .... LJQl11DOS 
l..TOLIZ.Al>OS EN ARSORCJO!"i 
PRESJON PARCIAL 
FRACCION' MASlCA 
CONCENTRACJON MOLAR 
(MOL VOLUMEN') 
FRACCION MOLAR 
RAZON MOLAR 
c. 
y. -
v. -
GAS 
p. 
RT 
p. 
P11. + P1 
P• y. 
p, 1-y ... 
LIQUIDO 
C" - U,,,----,., 
u""'• 
x,,, - ------------
u""'• :.;,,, 
x ... - ------- -
1-U,,, µ,,, l·,,,, 
~E: Albert Purker 0 "Contaminación del aire por la lndu.,tiia". Revcrtt! S.A •• 1983 0 ESPA.. .... A. 
50 
-----
4. EQUIPOS DE ABSORCION 
En Ja tabla 3 .2 se han resumido Jos tipos usuales de equipos de absorción con 
comentarios sobre la disponibilidad de Jos datos de vclocid3d de transferencia y tipos 
de flujo. 
La aplicación de los principios esqucmatiz:idos del diseño de la capacidad de 
un absorbcdor. en cualquier caso particular. requiere datos experimentales de 
velocidades de transferencia de materia. 
Se utili7..an. por ejemplo. para torres de platos. datos de dos eficacias 
directamente definidas. Ja más sencilla es una eficacia global. relativa a la unidad de 
absorción completa. que se expresa como la razón del número de platos teóricos al 
suficiente número de platos reales para alcanzar Ja separación requerida. 
SI 
T ... ,....4crc1-
uJl.a•"'"'·-"'-....... -..... ,. ..... 
T_._. .. r-
.... ..--. ..--.. pnf---.-
Do..pn- """1•-'-
...... ~~-. 
'"'"''°"'·"'"'.d<M'l-
-~ 
~--···.-..... 
~n..od•n...-t<> 
.....- ... .--.....,, .. 
c.lcru~•.bolu 
,. ...... _...-·-· ···--cnu.4-- .. ..... 
_,..._--...-........ 
,... .... _,. .... aaoi-,. 
S1-,...-..llFICtAL 0«1.. GAS 
1 ... t:..'"ilOS A~ICA} 
l-1S'I 
o.>• •.S 
l..J• 12 
O.>• 1 
2~-., 
0-4....,..--,.. •• w. 
~---· """""' .......... ....__ .. _ "'"_ .. ___ , __ 
.... ~.- ....... 
"""-
-~---'- ... 
..... --..d•flc•l~­
.. ~._.... .... L.-G ---·-1-.....I<> por lu p.-.-- .. -.. ,-
2 .., Ea l.a rel.aciOn del. régimen de flujo total. de l.a corr:i.ent:.e l.1qui.da, (mo1/t) 
el régimen de flujo en m.;,,.aa del vapor, (M/tl. 
52 
Para un diseno detallado de Jos absorbedores. se dispone dircctamenlc de 
muchos daros paro. Jos sisrcmas importantes indusrrialmenre (Hobler. Morris y 
Jack:son. Nonhebcl. Norman. Riesenficld y Kohl. Danckncrts). Los aspccros 
tecnológicos y de equipo 1a1nbién se describen en una. serie de procesos químicos y 
revisiones del control de Ja conraminación publicados por Noycs Data Corporalion 
y en un manual de Calvcrr. SakoJ y Schwart.z han cum;idcrado Jos problemas 
específicos de Jos matcriak's de construcción. 
53 
5. ABSORBENTES 
00-....--·-Y -·"---·--
~·-·--· --- - . .-.----.... ____ _ 
------- ---.-- .. -·---. .-,._ .. -9· ... -·---· 
Como se 1nencionó anteriormente la selección de un solvente líquido 
(absorbente). se basan en datos de solubili<lad y como no se disponen de fórmulas 
para cakularla. solo se utilizan datos tabulados o gráficos. en la tabla 3.5 se 
mencionan solventes adecuados para varios gases contaminantes y en la tabla 3 .6 se 
menciona algunos dispositivos de absorción. la efectividad de absorción del dióxido 
de azufre. 
54 
TAHLA3.5. 
SOLVE.,TES ADECUAIX>S PARA VARIOS GASES CO!".TAMINANTES 
GAS COSTAJ\llSA. ..... -rE 
01011do de Azufre 
Oxido~ de Sit.-ógeno 
Sulfuro de Hidrógeno 
Clor-uro de Hidrógeno 
Fosgcno 
SOLVESTES Al>ECUAJ>OS 
lhdró:itido de Sodio. Sulfito de So<..110. 
01ddo de !\fagnes10. Carbonouo de Calcio. 
Oxido de Calcio y ~luciones de 
H1dró:it1do de Calcio 
B1carbonouo de Amonio. lhsulfih, de 
Po1.u.10. H1dróxtdo lle Cak10. ll1dró11do 
de Fl.fagncs10 y s.oluc1ones de H1dró:itido de 
Sodio 
Soluciones de H1dróJ11.1do de Sodio e 
ll1dró•1do de POIOl-~10 
Soluciones de agua. Amonio. ll1dró.,.1do 
de C..i.lc10 e JI 1dró~h.10 de !\fagnesio 
l11dró1ido de Sodio y Agua 
Soluciones de Hipoclonto de Sodio 
C.S. Rao. "En'"·irunmental Pollullon control Engln~crint:'•. rdit. .Juhn \'\"Iley &. Son."i, 
J991. !"OE\\.' OELIU. L ..... "DIA. 
SS 
ABSOROCIÓ 
TABLA 3.8 
  
 
DIARIO DE A RA CAOS 
EFECTIVIDAD DECMIEFARESTIA COMPUESTOS A AA EI RIO IDO DEC AZUTAE 
DE Gara CEATA MINA MES 
TABmia a Mu ARAUCA DA A A, A ay 
añ EATE Fary 
Cm taa 
ANALISIS 
mat XA 
PUNMLLA, 
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56 
  
  
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57 
-·--"'·'--u..oo.c-•--~o,. ____ . ____ ._ ... __ , ___ ~--
58 
__ ... D 
-----· llO"'C'·-
-.en, 
e~.--
6. CONTROL DE LA CONTAMINACION EN EL AIRE 
La absorción del gas es comúnmente conducida en un equipo. el cual es 
diseñado para proporcionar contacto intimo entre dos fases. El contacto entre el 
Uquido y el gas puede ser acompa1lado por dispersión del liquido en el gas o 
viceversa. Algunos de los ahso.-bcdorcs comúnmente usados para el control de la 
contaminación en el aire son: Torres de relleno. torres de platos y torres de 
dispersión y depuradores de gas tipo vcnturi. 
6.1 TORRES DE RELLENO 
Las torres de relleno son aparatos muy eficientes de absorción con un contacto 
continuo entre dos fases. Estos usan una gran variedad de materiales de relleno 
especialmente los discf1a<los de cerámica rellenos de grava. El liquido es distribuido 
en el relleno. el cual propot"ciona una gran superficie de área interfacial y fluye bajo 
la superficie de relleno en forma de capas delgadas o corrientes subdivididas. 
Normalmente. el liquido y el gas fluyen a contracorriente. es decir. en dirección 
contraria uno del otro, el gas fluye hacia arriba y el líquido fluye hacia abajo. El uso 
de las. tones de relleno solo se limita para la limpieza de los gases. como un 
precipitador o condensador. 
6.Z TORRES DE PLATOS 
En las torres Je platos siempre ocurre contacto entre el Hquido y el gas. El 
líquido es introducido en Ja parte superior de la torre en forma de cascadas por 
59 
etapas. y eventualmente es retirado desde la parte baja de la torrc. El gas tluye en 
dirección contraria a la caída del Hquido. En cada plato. cl gas pasa a través de 
pequci'\os agujeros perforados o debajo de tapas ranur..idas inmersas en el liquido. 
formando burbujas. La absorción toma lugar durante la formación de la burbuja y 
esta sube a través del liquido. En las torres rociadoras el flujo es normalmente a 
contracorriente y cruzado. 
El liquido es introducido por una hoquilla rociadora y otro equipo atomizador. 
el cual fonna gotitas. Estas gotitas suministran la superficie de la transferencia de 
masa. Las torres rociadoras son usa<las para absorción de gases altamente solubles 
y partículas sólidas presentes en el gas. 
6.3 DEPURADORES VENTURI 
En los depuradores vcnturi el gas y el liquido tluyen en una misma dirección. 
El líquido absorbente es introducido por el cuello del vcnturi y la dispersión del 
líquido es realizada por la alta velocidad de vapor de gas. El resultado marca una 
gran área intcrfacial del depurador vcnturi como un absorbc<lor extremadamente 
eficiente. La energía requt!rida para alcanzar dicha eficiencia es considerable. 
En el control del aire contaminado. el medio más popular de o para la 
limpieza del gas son las torres de relleno; porque las torrL-s de platos. de dispersión 
y los depuradores de gas venturi son usadas en casi 10% de los casos. Con respecto 
al diseno y construcción de equipo de absorción existen diversos textos de ingeniería 
60 
qutmic:a que se pueden consultar2 11
• 
Los efectos de la contaminación atmosférica pueden detectarse en la salud 
humana. en la vegetación. en animales o en materiales. Sin embargo. con base a 
estas observaciones no se puede determinar en todos los casos de que contaminante 
se trata. Por lo tanto. es de suma importancia contar con un equipo analttico 
cualitativo y cuantitativo que no sólo especifique cuál es el contaminante. sino 
también su concentración en el an1bicnte. 
7. MONITOREO DE COl'o"TA!l.l'NANTES AT!l.IOSFERICOS 
El monitorco del aire consta de dos procesos: el de muestreo y el análisis de 
contaminantes aunosféricos. El muestreo es el proceso por el cual las muestras son 
colectadas. mientras que el análisis involucra métodos para detenninar las 
concentraciones de los contaminantes en una muL~tra de aire. 
Para poder medir los niveles de los contaminantes. es necesario contar con 
métodos que produzcan resultados comparables.. es decir que sean especificas. 
sensibles. estables. precisos y exactos. por lo que la medición de los nivdcs 
señalados para los contaminantes de interés se debe llevar a cabo aplicando métodos 
de referencia (tabla 3. 7). o bien sus equivalentes. 
2 • - MAODOX, ROUERT u., •rr .. naferencia de Masa. rundamenc:os y .Aplicaciones•. 
Prentice Ha1l., 1984, MEXICO. - OWE:NS, w. R .• AUC R.N. MAODOX, Ind. En9. Chem •• 60, 
No. 1.2, l.4 1196pp>. - PAR!CER, ALBERT, Canc:.-m.tr.ación del Aire por la Indusc:ria, 
Editorial Revert~ S.A., l.9B3, ESPA..qA. - SUJATA, A.S .• Hydrocarban Procesa. Pecro. 
Refiner, 40, No. 12, 13"7 (1961.). 
61 
Los métodos y los instrumentos parJ la medición de contaminantes 
aunosféricos deben ser cuidadosamente seleccionados, evaluados y nonnaliz.ados. 
so, 
co 
M~l.ODO llE 
RE1'r:Rt-:="'ClA 
P:t.raro'larU11n:i 
E!io¡io;tromcuia de 
i.nfrarro10 no das{l'Crsiva 
O~idantcs fo1oqulm1co~ Qu1mu;;olom1n1sccnc1a 
(07ono) 
l·hdroc:irhun1"> <no met.u\o) Crumatogral1a de g~ 
rtU!'oi'Cll'lO DE 
DETECCIOS 
Coloumttnco 
Infrarrojo 
lonU'.adón de flama 
Qu1m1colorni.n1St;.:cnc1a 
1--.JE!'-oi ...... : Lonu~aon .-.ac1un111 oc: 1-hf"C'C l~ 
cau..~-. y cfc:ctoc¡ en 111 ~lud .. , l'J'Q:?, !\IEXlCO. 
A cunuan1 nac1on Atn1l>!>lt:s-1c>l c-n !'olc:"-1co, su'l 
62 
CAPITULO CUARTO 
ADSORCION 
l. INTRODUCCION 
La adsorción es un proceso en que los gases. vapores o líquidos se concentran 
en una superficie sólida corno resultado de fucrLas de superficie o químicas. Estos 
sólidos. denominados adsorbcntcs. sirven para separar gases o vapores de corrientes 
gaseosas. El grado de adsorción varía con la naturalcw y ca.r:.ictcr del sistema 
adsorb(!ntc-adsorbato. Cabe utilizar el adsorhcntc sólo una vez y Juego desecharlo. 
o bien. emplearlo y Juego reactivarlo (proceso conocido como regeneración). Las 
moléculas adsorbidas sobre una superficie están mantenidas por fuerzas de dicha 
superficie. Estas fuer.tas pueden ser de naturaleza física. dcnomin.1.ndose entonces 
Ado;orción Física. o química conocida como Quinliadsorción. En Ja tabla 4.1 se 
resumen Jas principaJcs propiedades de los dos tipos de adsorción. 
La ad~orción es un proceso de separación que se basa en la capacidad que 
tienen ciertos sólidos para remover en fonna preferencia). co1nponcntcs gaseosos (o 
líquidos) de una corriente. Las moléculas del gas o vapor contaminantes. presentes 
en una corriente residual. se acumulan en la superficie del 1naterial sólido. Al medio 
adsorbcntc sólido se Je llama con frecuencia ad'iorbcntc. mientras que;: el gas o 
vapor adsorbido se le IJama el adsorbato. Además de contribuir a Ja 
deshumidificación dd aire y otros gases la adsorción es útil en la remoción de olores 
y contaminantes objctablcs. procedentes de gases industriales. así como en la 
recuperación de vapores de solventes valiosos del aire y otros gases. La adsorción 
es una tc!cnica e~pccialmcnte útil en los casos en que: 
63 
a) El gas contaminanlc no es con1bustibh!. o es difícil de quemar. 
b) El contaminatc es lo suficicntcmcnlc valioso para justificar su recuperación. 
e) El contaminante se encuentra en una concentración muy diluida en el sistema 
de escape. 
La adsorción hace lan1bién posible económicamente purificar gases que 
contienen sólo pequeñas cantidades de contaminantes. \os que resultan difíciles. si 
no imposibles de purificar por otros medios. 
2. CONCEI'TO 
La adsorción implica \a transferencia de un constituyente de un fluido a la 
superficie de una fase sólida. para completar la separación. el constituyente 
adsorbido debe separarse del sólido. la fase fluida puede ser un gas o un liquido. si 
varios constituyentes se a<lsorben en distintas proporcione~. casi sic1npre es posible 
separarlos en componentes relativamente puros. 
Puesto que la adsorción es un fenómeno de superficie. sólo sin.·en aquellos 
sólidos que contienen mucha superficie interna. ya que la superficie externa dt: 
sólidos incluso muy finan1cntt: divididos cs. relativamente pequeña. Los adsorbentes 
dpicarnentt= comerciales tienen áreas superficiales de 50 a 500 m::g· 1 • con un radio 
medio de poro de -10 a 1000 A. Otras propiedades del adsorbentc ideal son: 
l. Estar disponible fácilmente a un coste razonable para reducir \os costes 
de reposición por pérdidas. 
64 
2. Regenerarse fácilmente. 
3. Ser químicamente incne aJ componente global portador de la corriente 
gaseosa. Tener asimismo adecuada resistencia fisica y dureza a fin de 
minimizar las pérdidas por desgaste. 
4. Elevada capacidad para la sustancia que ha de adsorber. de otro modo 
el tamai'\o de Ja unidad de adsorción sería muy antieconómico. Una 
gran selectividad es una ventaja útil si hay varios componentes en Ja 
corriente O u ida que se ha de tratar. 
2.1 ADSORCION FISICA 
Las moléculas de gas se adhieren a la superficie del adsorbente sólido como 
resultado de las fuerzas atractivas intermoleculares entre ellas (fuerzas de Van der 
Waals). El proceso de adsorción es exotérmico. El calor liberado que depende de 
Ja magnitud de la fuerza atractiva. es del orden de la entaJpia (o calor) de 
condensación deJ vapor. Por lo general. está dentro del rango de 2 a 20 Kj/g. mol. 
La ventaja de la adsor-ción física se apoya en el hecho de que el proceso es 
reversible. Al bajar ta presión del adsorbato en la cor-riente de gas o elevando la 
temperatura. el gas adsorbido es fácilmente dcsadsorbado sin cambio en la 
composición química. El efecto de temperatura es el que se usa. Esta característica 
de reversibilidad es e:iittrcmadan1cntc importante si resulta económicamente deseable 
la recuperación del gas adsorbido o la r-ecupcración del adsorbcntc. para volver a. 
utilizarlo. La cantidad de gas que se adsorbe físicamente decrece rápidamente con 
65 
la crccicnh: temperatura criticaN del componente adsorbido. Por Jo general. Ja 
adsorción es directamente proporcional a J:t camidad disponible de superficie sólida. 
No obstante. esu acumulación no está. limirada a una capa monomoJccuJar; cieno 
número de capas de moléculas se pueden acumular en Ja superficie. Otra 
caractcristica conveniente de Ja adsorción fisica es que Ja tasa es por Jo general muy 
r:lpida. 
:?.2. QUll\llADSORCJON 
La adsorción química o quimiadsorción es el resultado de una interacción 
entre el adsorbato y el nicdio adsorbcnte. La fuerza de unión asociada con este tipo 
de adsorción es mucho más fuerte que para Ja adsorción fisica. por tanto. el calor 
liberado durante Ja adsorción química es mucho mayor que el liberado durante Ja 
adsorción física. por ejemplo. del orden de un entalpía de reacción (calor). Esta 
puede encontrarse dentro del rango de 20 a 400 kjfg·mol. Debido a este elevado 
calor de adsorción. Ja energía asocfada con las moléculas adsorbidas quimicamente 
es significativamc:ntc difcrcnrc de Ja asociada con l;is moléculas presentes en Ja 
corriente de gas. Por ranlo. la energía (o activación) requerida para que las 
moléculas adsorbidas químicamcnrc reaccionen con otras t:spccics moleculares. podrá 
ser considcrLtblemcntc menor que la energía requerida cuando las dos especies 
reaccion;in dircctam<..·ntc en Ja fase gasc:osa. Este rcqucrimicnro n1ás bajo de energía 
:i' es l.a t:.err:perat:.ura a ¡,.. cual la cor.centraci6n molecular y todas las 
·estantes propied.;¡des se hacen l.g1..1alea en l.!qu.id::: y ·.•apor. Por encl.ma de esta 
ernperatura la sustancia es un gas y no a"? licuar..t bajo ~i:i2una pr..;!si6n por e¡evada 
ct..e sea. Para licuar u:i gas. primer<:lm ... nc• d~be er.~ri<l::"i:H.! por debaJc d"!' nu 
emperatura cr!t:.ic~, de$pu~s debe el~varur cu preci~~ ~~r ~ncima de 5~ presión de 
apor a esca te~perat:.ura 
66 
es u113 de las bases de la explicación del efec10 catalítico de las superficies sólidas 
de aumen1ar de tasa de algunas reacciones químicas. Exisle 01ra diferencia 
importan1e adc1nás de ser un proceso más altamente exotérmico. la adsorción 
química es también con frecuencia irreversible. 
Al experimentar Ja desadsorción. Ja naturaleza química habrá cxpcrimcnmdo 
un cambio. Si es concicntr:. ya sea Ja recuperación del adsorbenlc o Ja recuperación 
del adsorba10. se h:1brá de seleccionar de ral manera que el proceso de adsorción 
física sea el que controle. Por otra parte. es d proceso de adsorción química el que 
es responsable del efecto catalítico. L.:t catálisis es un proceso extrcn1;1damentc 
importante en cieno número de sistemas de comroJ de la contaminación del aire. 
Cuando la tasa de adsorción química varia con Ja temperatura. la adsorción 
se conoce como adsorción quírnica activada. cuando la adsorción química tiene lugar 
muy rápidamente. Ja adsorción química se conoce como adsorción química no 
ac1ivada. Finalmente. otra característica distintiva de Ja adsorción química es que 
sólo una capa monomolecular de adsorbato aparece sobre el medio adsorbcnte. Este 
efecto se debe a las distancias extrcmadamcnre cortas sobre las que son efectivas las 
fuerzas de valencia que vinculan c:I adsorbaro con el adsorbcnte. 
67 
TAU.LA 4.1 
CO:\ll"AHACJOS UE l.A Al>SORCJON FISICA Y QUJ:\llADSORCJON 
Fuerzas impl1cad~&S 
Jn1cnsidad de la unión 
VC'locidad a la que se 
alcanz.a el equilibrio 
011 
Reversibilid.-id 
Especifidad 
J\USORCIOS 
1-,SJCA 
Fuerzas de Van dcr Waah 
Corno la c:ohes1ón en un 
lh¡mdo 
EJ1:01érm1ca 
Nonnalmcme c:;omplcJ.'.I y 
rápida 
Pcc¡uet'l;i 
QUl!\llAOSORCION 
Fuerza.,; de valcnc:1a 
quimic:a 
Enl.-iccs qulmicos 
No nccesa.ri.a.mcn1c rip1da. 
las energlas de :.ds.orc1ón 
pueden ser grandes 
E.'.ll:oltrmica 
Puede ser lema o 
irrcvc-rsiblc 
Gr..•ndc 
FUE!"ii,.i¡.¡_,.,,,,....--,.ir.~,~ •• =:,:-Ar.,=,..,"::,n:""."'~L•o~n<~a"::m~m~~~-"::,o~n:""a:'r.,e~Af',,,,,.:-::po::",:"T:,a~•n<>::T!:u"::s<"::n"'•'P.-.,.,F.'.~,"::,o"::,~,.,:1"1,~"<~•"'==•.,,.:-_.,,,.."" •• 1983. 
ESPAÑA.. 
3. ADSORBEl'iTES 
Se utilizan muchos adsorbcntcs sólidos. Estrictamente hablando. el término 
adsorbcntc se aplica a un sólido que retiene al soluto en su superficie por la acción 
de fuerzas fisicas. Un ejemplo sería Ja adsorción de vapores orgánicos en carbón. 
Las fracciones 1 igcras del gas natural se separan en la industria mediante un Jecho 
móvil de adsorbcnte. Muchos otros procesos industriales utilizan lechos fijos y 
procesos cíclicos o intermitentes. en lugar de equipo de etapas múltiples. debido a 
68 
1a dificultad de mover el sólido. 
L:ls maltas moleculares son adsorbentcs sintéticos especiales para separar 
mezclas por diferencias del tamai\o. polaridad o saturación de enlaces ~rbono'° de 
tas molécu1as. Por ejemplo. las moléculas de agua son relativamente pequeñas y 
tienen una polaridad elevada. por lo que se adsorben en forma preferencial en 
adsorbentcs tales como Jas mallas molccul::ircs. Estos adsorbentcs .son útiles para 
secar gases y líquidos; las ma11as moleculares se utiJizan para separar parafinas 
normales de corrientes de hidrocarburos en refinerías de petróleo. que se us.an en la 
fabricación de detergentes biodcgradables. 
En la tabla 4.2 se indican los adsorhentcs de uso industrial hoy día más 
importantes y sus aplicaciones. Vista esta tabla se comprueba que con la adsorción 
pueden efectuarse muchas separaciones. 
Jo L&• fórmula• de los hidrocarburos paraftnicoa de cadena abierta responden 
a la fórmula general cnH 1 ... 2 • A los 2o•c loa 4 primero• aon gaaeai del c.,Hu al. CuHu 
aon ltqui.doa. y 1-oe auperi.ores al c,.H,. a6lidoa. Eetoa hidrocarburos ee encuentran 
en el. petróleo y en el gas natural. Todos son combuati.blea. ardiendo completamente 
a diOxi.do de carbono y agua o. parci.almente, en preaencia de una canti.dad 1imitada 
de oxigeno. a gua y carbono o monOxido de carbono. Son inerte• ~rente a &cidos Y 
b••e•; aon prActicamente insolubles en agua; la pequef\a cantidad que ae diaue.1ve no 
ae ioniza dando ionea de hi.dronto. por tanto, no aon Aci.do•. 
69 
Tierra de Fullcr 
Bauxita 
Carbón de huesos 
Carbón activo 
Alumina activa.da. 
Gel de Sihce 
Tamices moleculares 
TAUl.A 4.2. 
USOS ISDUSTRIALES 1='-IPOH.TA ..... l&'i 
Dec:olor¡¡ción de fracciones .Jcl petróleo. de :ac:eues 
comestibles 
l 1 cn:oloración de fr;n;c1unc!> dc:I petróleo, 
desh1dr:uac16n de ~a'l.Cs 
Refino de ar.Uca.r 
Dcco1oraci6n de su .. 1a.nc1as org3.n1cas e inorgántc:u. 
recuperación de d1!>olventcs. ellm1nac1ón de olores 
industnales y gases noc1,•os. punficac1on de ga.sc" 
industriales.. caretas. amig.is, pur1ficac1ón de 
hidrocarburos. h1pcr-sorci6n11 
Oes.hidratac16n y líquidos de ga.5ocs 
Desh1dra1~ión y purific.;ic1ón de ga..cs. ¡;:aretas 
antiglb 
Ads.orc1ón s.elecu .. ·a de moléculas po.1larcs. tales 
como H:O. co!. Nll,, C)i:. U, .. S y SO:. 
"2:1. Mecanismo para. 1A neparaei.On de hidrocarburos l.igf'!ros en gas de refiner!.a. 
uci.1izando carbón acti.vado como aduorbente y vapor de agua para 1a regeneración. 
70 
4.2.1. TIPO DE Al>SORBENTES 
TIPOS DE ADSORllEl'óTES 
Existen una gran ,·aricdad de sólidos con propit.•dadLas 
adsorhcntcs. Algunos de estos sólidos ~· su u-.o industrial para Ja 
purificación y control del aire conta111in:.ulo son los siguientes: 
Carhón :u.::tival.Jo 
Alún1ina 
Bauxit;i 
Gel de sílice 
Rccupcracit'>n <lc solventes 
climinacitln de olores. 
purificaci,·m de gasc!'. 
Dcshklrataciün de ga"'c.,. y 
liquidns 
Dc~hidrataci<"Sn y purificación de 
g.a~cs 
l .. .-. .... ud~ur tl"lltt...~ ¡.::ranulan..~ ~on U•••U..lo .. en colu11111as uc- n:11cnu. 
Str:iub. Cunr.ad C •• !'\.l.C.E •• Ph. O .• "Pr..ictical llundhook or en,rlron1nrn1ul 
control". Editori;.al CRC Pn."S.•. lnc. 2da •• 1990. L'SA. 
71 
TABl..A ... 2..2 
A.PARA.TOS DE CONTROL PARA •;1 .. A.IKY. CONTAJ\•l?"iAUO 1-0R GASF-~ 
TIPO 
A<hon:ión 
Pll.INCIMO DE 
01"1-:KACION 
Condensación '!.Obre: la 
supc:rlictc de: un s.óli41o 
F~PLOSOV. 
CONY" A.""INAHTFS 
COKT"a<H.APOS 
V<qJOrcs de 
"°l"cn1c:s org.i.nicos 
y fl\.:llos OIOrC$ 
Editorbl CRC ~ lnc. Zd..111 •• 1990. USA. 
4. ASPECTOS TEOR.ICOS 
OBSl!MVACIO~-.;..,; 
Ads.orbcn1c:s gel de 
s11icc, alununa 
iKIÍ"Vilda. cartlón 
OICtl"Vado 
Como en muchas operaciones de ingeniería química. se neccsimn los datos 
cinéticos y de equilibrio para caracterizar el diseño de una unidad de adsorción. 
Puesto que la mayoría de las operaciones de adsorción son dinámicas. los datos de 
equilibrio para adsorbentes se utili7..an principalmente para calcular la capacidad 
absoluta de cieno adsorbcnte para determinado adsorba.to. Estos datos sirven 
entonces para una evaluación preliminar del sistema propuesto. 
A menudo se ha.Han fácilmente los datos de equilibrio de adsorción en la 
bibliografía específica o entre los datos que facilita el fabricante, cuando éste no es 
el caso los equilibrios de adsorción se pueden medir sin grandes dificultades. Los 
datos de equilibrio se expresan en forma de una de las muchas isotermas teóricas que 
se han propuesto. estas isotermas relacionan tas cantidades de absorbato en el 
72 
adsorbcnre con la concentración de absorbaro en la fase Ouida para una tempcrJtura 
dada. 
Se han csludiado a fondo los equilibrios físicos de la adsorción de gas sobre 
diversos adsorbentc..~. la distribución de cquilihrio de las 1n0Jécula~ de adsorbato 
entre la superficie del adsorhentc y la fase gaseosa depende de la presión. 
h:mpcratura. nalurale;..a y superficie del ad!<.orhcnte. y del tipo de adsorbato. 
El material ;u.Jsorhcnte puede ser rcntovido por la rcducciún de t.a prc~ión o 
por el incremento de la tcrnpcr;1tura. a~í el proceso es reversible. por lo que el gas 
condensa sohrc la superficie del !'.{1Jid(l, acompafiadn por una evolución de calor 
(adsorción física). En quin1iadsnrcicín. el cual es el resultado de un;l intcracci6n 
química entre el scílido y el matl.!'rial aho;.orhidn, es U!<.Ualrncnte irreversible con el 
calor de ad~orci,'Jn que e~ n1w.:hn ntá!'. alto que el <le ;idsnrciün física. Las n1olécula~ 
son detenidas en la superficie sútida químicamente y el material original experimenta 
camhio~ quín1ico..,_ La quin1ia1.hnn.:itln tiene una importancia particular en catálisis 
pero no es un rnecanisn10 primario en 111étodos de control de la cnntarninación del 
aire. 
Las técnicas de adM"ln:ión son muy usadas en el ~mpo Je control de olores 
cuando se rcn1ucvcn pequeñas cantidades de contaminantes presentes en un gran 
volumen de ai.-e_ E~tas té-cnica~ <de adsorción) son también usada para colectar 
valiosas susl3ncias orgánkas que no pueden ser extraídas por n1étodos de 
depuración. El grJdo de adsorción de una sustancia depende de la concentración del 
material alrededor del adsorhemc. de la superficie de área del absorbente. del 
volumen del poro del adsorhcntc. y de algunas otras propiedades. tales como la 
rcmpcratura. polaridad n1olccular y de naturaleza química de la superficie del 
73 
adsorbente. Varios sólidos contienen propiedades de adsorción con grandes 
superficies de área. Algunos de estos adsorbentes comúnmente usados en el control 
de aire contaminado son: (como ya se menciono :interiormente). carbón activado. 
alumina actiV:J.da. gel de sílice y tamices moleculares. (tabla 4.3) 
La adsorción de un gas sobre un sólido ocurre en varias etapas. La primera 
etapa es la difusión del contaminante en fase gaseosa hacia la superficie externa del 
adsorbente (del sólido). y esto es similar a la difusión del gas en Ja interfase gas-
liquido en absorción. La segunda etapa es Ja difusión de las moléculas de gas dentro 
de los poros del sólido. y la tercera etapa es la adsorción actual sobre un lugar 
activo dentro de los poros del sólido. La tercer etapa es relativamente rápida 
comparada con las primeras dos etapas. y todas estas etapas anteriores determinan 
el grado de adsorcíón. Usualmente no es posible detcnninar cual de las primeras dos 
etapas controla el grado de adsorción. En algunos casos esto es de igual 
significancia. 
La separación de contaminantes por adsorción pueden ser transponados fuera 
en etapas o de una manera de operación continua. La Fig. 4. 1 muestra una 
operación típica de cama (adsorbcnte) fija de un sólo ciclo. El vapor de gas 
contaminado sobre la parte a1ta de la cama. viaja hacia abajo a través del adsorbcntc 
y sale por el fondo del adsorbcdor. 
Cuando el gas entra primero por Ja cama sólida. la parte principal de la cama 
adsorbe el gas contaminante muy rápidamente y la pequeña cantidad de soluto es 
absorbido por capas muy profundas de la cama. A!-.í el gas inicialmente salido de la 
cama es completamente más libre de contaminantes. Después de un período de 
tiempo. las capas del sólido se saturan con el gas absorbido y la :zona activa de 
74 
absorción se mueve al fondo de la cama. finalmente Ja principal zona activa alcanz:t 
el fondo de la cama. por lo que Ja cama se inactiva y el conta.minante sale con el 
vapor de salida hacia arriba y continua hacia arriba hasta que se acerca al influente 
de concentración. La curva de Ja concentración del contaminante como una función 
del tiempo. tiene una apariencia en fonna de ese (S). y es comtlnrnente llamada 
curva de rompimiento. La Fig. 4.2 muestra una curva típica de rompimiento . 
.............. ?i;;; 
ABSORD ENTE 
FIG.4.1 Operación Típica de cama absorbente de fecho fijo 
75 
.. .. 
1 
~ !l 
11 !! 
~ " :. .. 
FIG.4.2 Tlplca curva de agotamiento de ndsordón 
FUENTE: c.s. Rao. •environmental PollutJon control Englneortng'". Editorial .John 
WJley & Sons. New Delhl, 1991. INDIA.. 
En et tiempo en el cual la curva de rompimiento alcanza una. altura apreciable 
es Jlarnado punto de agotamiento. y el tiempo en el cual el chorro de salida 
csenciabnente de concentración que alcanza Ja concentración del contaminante a la 
entrada. es llamado punto de agotamiento. 
El adsorbedor es normalmente regenerado cuando el punto de rompimiento 
es alcanzado. principalmente la
0
rcgcncración remueve el contaminante al adsorbcntc. 
por eso el adsorbedor esta listo para otro uso. Para el adsorbcdor de cama sencilla. 
como se mostró en Ja FIG. 4.1 la regeneración esta acompañada por el detenimiento 
del vapor de gas y el cual permite que el vapor o un gas inerte fluya a través de Ja 
cama adsorbente. 
76 
S. CINETICA DE LA ADSORCION 
La cinética global del sislema de adsorción utilizado depende del tipo de 
método de contacto gas-sólido y de los proceso de transporte del adsorbente desde 
el seno del gas hasta las superficies internas del adsorbente. Los siguientes procesos 
de transporte pueden afectar la vc:locidad global del proceso de adsorción y se han 
de te.ner presentes. 
1) Transferencia del adsorbato desde el seno de la corriente gaseosa hasla la 
superficie externa del adsorbcntc (transferencia de masa externa. difusión de 
la película o transferencia de masa, difusión dentro de Ja película}. Este efecto 
es análogo a Ja resistencia de la película gaseosa en la absorción de gases. 
2) Transferencia del rnatcrial desde la superficie externa de Ja panícula hasta la 
superficie interna de la panícula porosa por algún mecanismo de difusión 
(difusión dentro de la panícula). 
3) Cinética de la adsorci{1n superficial. por la que t:l adsorbato se transfiere 
desde la fase gaseosa hasta la fase adsorbida. La velocidad de adsorción 
puede variar desde n1uy rápida (como en la mayoría de los casos de adsorción 
física). hasta muy lenta (como puede ocurrir en algunos casos de 
quimiadsorción. en que se necesita un considerable rc;ijustc molecular en la 
superficie del adsorhcntc). El proceso de adsorción va acompañado 
normalmente de desprendimiento de calor. 
4) Transmisión del calor generado desde el interior de la panícula hasta la 
superficie externa de Ja panícula por un proceso de conducción a través del 
77 
sólido y del gas (conducción dentro de la partícula). 
5) Transmisión de calor desde la superficie externa de la particu1a hasta el seno 
de la corriente gaseosa por transpone a través de la película gaseosa externa 
(transmisión de calor externa.). 
6) Transmisión de calor desde el seno de Ja corriente gaseosa a la pared del 
recipiente. 
Si todas las velocidades de transmisión de calor son muy grandes. entonces 
el techo actúa como un adsorhcdor isotermo (está condición se cumple en muchos 
experimentos de lahoratorio). Sin embargo. si la velocidad de transmisión de calor 
desde el seno de la corricntt: gaseosa hasta la pared del adsorbcdor es nula. entonces 
el lecho actúa como un adsorbedor adiabático (como en muchos adsorbcdorcs 
grandes industriales). En general. todas estas etapas tienen velocidades 
marcadamente diferentes y la velocidad global de adsorción depende de las 
velocidades de las etapas n1ás lentas. Estas etapas se denominan normalmente como 
etapas controlantcs de la velocidad. 
Las etapas(!). (2). (3). (4). (5) y (6) son consecutivas y las etapas (2). (3) 
y (4) ocurren en paralelo. 
6. TEc:-aCAS DE UNIDADES DE ADSORCION 
Los procesos que retienen sol u tos en sólidos por diferentes medios. están muy 
relacionados con la adsorción. Uno de dichos procesos es el de intercambio iónico. 
78 
donde el soluto se retiene por et efecto de una reacción química con la resina sólida 
de intercambio iónico. Con10 et nombre lo dice. los iones que se encuentran en una 
solución pueden etin1inarsc mediante este proceso. el cual se uti1i7..a mucho para 
producir agua de gr::in pun:za. 
La form::ición de cl::itratos es un fcnón1cno físico que se aplica para separar 
mezclas con base en su forma nlolccular. El cintrato sólido atrae y retiene a las 
moléculas que tienen una forma molecular determinada. Por ejemplo. por medio de 
un proceso industrial se separa paraxilcno de metaxilcno. mediante un compuesto 
clatrático que atrapa al primero. Estos dos compuestos tienen propiedades físicas y 
químicas 111uy parecidas. por Jo que no pueden emplearse técnica~ de separación 
convencion~lles. El compuesto clatrático puede considerarse corno un tipo particular 
de adsorbcntc. 
Las resinas de intercambio iónico. las mallas moleculares y Jos compuesto 
clatráticos son relativamente costosos si se les compara con adsorbcntcs de tipo 
convencional. como son el carbón activado y la silica gelatinosa. Por ello. estos 
adsorbcntcs especiales se emplean en separaciones que no pueden realizarse por 
métodos convencionales. Estas separaciones especiales se Jlevan a cabo en proceso 
intermitentes con adsorbcntcs de lecho y,;.-.. en Jugar de utili7..a.r equipo de etapas 
múltiples o de contacto continuo. 
En Ja tabla 4.3 se indican las diferentes técnicas utilizadas para poner en 
contacto fluidos y sóJidos. 
79 
ESH 
SALm 
TESIS 
DE LA 
NO fJEBE 
BIBLIOTECA 
TABLA 4.3 
CLA..o;:n·1cACION l>t•: LO.,.t,¡ PROCFSOS DE ADSORCION 
TEC~ICA 
l-'TILl7 ..AUA 
Ccon1.:ac10 ror cu.r .. ,, 
Conucaa conunuo 
l. E ... 1.;1dco 
.a) lA>c;ho mc)v1I 
b) Lecha nu~.f~do 
e) Lecho dC"~C'nJenae 
Lecho fiJO 
Gases y lJquidos 
METOPO UF. 
01° .. :K.ACIOS 
Con11nuo 
Semac:on11uuo 
E..11-:.'"l.fPLO 
Jf1pcr:1nrc1o1,\n. 
pni<:eM> ~nJ1T1..1.rl 
para C'I CS1 • prt-..;C'"'' 
RC"inlut1 r.ara C"f 501 
RiN:upcr.:u.:1o1,.,n Je 
d1-.oh·cn1c-... s.c-,;;~Ju 
de gau::s. 
rarkC'r All><'rt. -Lon1:11n1&n<M:--. de- al.re- por W nduslraa· • 1-.:.dllorua K1.,.rrlr, ~.A •• 198.J, 
6.1 CONTACTO POR ETAPAS 
En la práctica industrial. las operaciones por etapas se limitan al tratamiento 
de soluciones líquidas diluidas. 
6.2 CONTACTO CONT'INUO 
En estas operaciones, el fluido y el adsorbcnte están en contacto continuo sin 
separación periódica de las fases. El proceso puede realizarse en condiciones de 
estado estacionario estrictamente continuo, caracterizado por el rnovirniento del 
80 
sólido. O bien. debido a la rigidez de las partículas sólidas adsorbentcs. es con 
frecuencia ventajoso trabajar de manera semi-continua .. que se distingue por un 
fluido móvil y un Jecho estacionario (Jecho fijo). Esto conduce a unas condiciones 
de estado no estacionario. con et resultado de que et análisis teórico de dichas 
unidades es complejo. 
6.2.I LECHOS MOVILES 
Los lechos en que los sólidos se mueven en flujo de pistón con respecto al 
recipiente que los contiene se diseñan para trabajar en estado estacionario. y por 
tanto. el análisis teórico de su diseño es más sencillo que el de Jos lechos fijos. En 
csras condiciones. cabe considerar los lechos móviles en función de unidades de 
transferencia y entonces se procede al análisis matemático de manera similar a la 
utilizada para los absorbcdorcs. 
6.2 . .2 LECHOS FLUIDIFICADOS 
El comph:jo con1portan1icnto del fluido y del sólido en un lecho fluidificado 
es un tratamiento riguroso de la adsorción continua. pero es altamente ventajoso 
utilizar etapas múltiples. y para estas condiciones. los cálculos se realizan 
exactamente con10 en el caso <le la absorción en torres de platos. siempre y cuando 
exista un equilibrio de materias. cuando no se puede suponer equilibrio han 
esquematizado un mc!to<lo de dbcfio utili7...ando un modelo de lecho de burbujas. La 
composición media en la fase gaseosa se calcula a partir de las velocidades de 
transferencia medidas por el modelo de Jecho de burbujas y de un hipotético modelo 
81 
de cinética gaseosa. 
Se ha encontrado una solución suponiendo una reacción de primc:r orden pero 
incluidos los efectos de burbujeo en el lecho fluidificado para sólidos completamente 
mezclados y para Oujo pistón. Estas soluciones son rcalrncntc para reacciones 
catalíticas de primer orden. pero son aplicables al problema de adsorción siempre 
que la velocidad de adsorción a una partícula única pueda expresarse por una 
ecuación de velocidad de seudo-primer orden. El lecho fluidificado se ha utiliz;ido 
con éxito en el proceso de Landmark. 
6.2.3 "l'o"UBE" DESCENDENTE 
En el proceso de "nuhc .. descendente en que una nube de partículas cae a 
través de una corriente ascendente de gas. las partículas son completamente 
independientes. y puede con<>idcrarsc como un lecho móvil de fase dispersa. 
6.3 ESTADO NO ESTACIOSAIUO 
6.3.1 LECHOS FIJOS 
Comprender los procesos que ocurren en un lecho fijo es fundamental para 
el diseño de cualquier equipo de adsorción. Se ha concedido a este problema 
creciente atención. pero las soluciones desarroUadas no sirven para describir con 
precisión el comportamiento de grandes lechos. Sin embargo. los lechos fijos son el 
82 
dpo más ampliamente utilizado de equipo de adsorción debido a su simplicidad de 
operación. 
Es posible separar una mezcla de varios solutos adsorbiblcs ulilizando un 
lecho fijo de adsorbcnte. Primero se alimenta un pequeilo volumen de Ja mezcla aJ 
Jecho que se adsorbe por completo cerca de la cntruda. Entonces. se pasa un flujo 
continuo de disolvente a través del lecho. Pane de la mezcla se dcsabsorbe y avanza 
con el disolvente. La velocidad a Ja cual avanza cada soluto sobre el Jecho. depende 
de su adsorción de equilibrio en el sólido. Si el adsorbcnte retiene fuenemente a un 
componente. éste pasará con lentitud a cravés del Jecho. mientras que un componente 
que se adsorbe poco. avafl7..ará c:;on n1ayor rapidez. como resultado Jos componentes 
saldrán del Jecho en tiempos difcrcnccs y podrán separarse. Este proceso de 
separación recibe el nombre de cromatografía. La separación por cromatografía es 
un método de análisis químico para muestras pequeñas. el cual tiene pocas 
apJicadoncs a gran escala. 
7. REGE1'o'ERACION DE LOS ADSORUENTES 
La rcg:ener.acil':m de Jos adsorbcntcs es una de las operaciones más impon.anles 
en Ja adsorción. Puesw que Ja energía libre del sistema disminuye durance la 
adsorcjón. se ha de suministrar energía al adsorbentc sarurado para desprender el 
adsorbato. La parte principal del coste de funcionamiento de cualquier proceso de 
adsorción reside en esta ccapa de regeneración. Deben encontrarse las condiciones 
óptimas de regeneración para obccncr las mayores eficacia y vida del adsorbente con 
una entrada mínima de energía durancc Ja regeneración. Exisrcn v:irios ciclos básicos 
de regeneración-adsorción que se examinan a continuación. 
83 
7.1. Ciclo de oscilación lérmica 
7.2. Ciclo de oscilación de presión 
7.3. Ciclo de dcsorción de un gas de purga 
7 .4. Ciclos de desplazamiento 
7.5. Ciclos de con1binación 
7.1 CICLOS DE OSCILACION TEIU\llCA 
Eslc ciclo es el más corrientcmcnlc usado y se define ampliamente como 
cualquier ciclo que emplee diferentes márgenes de lcmpcratura para la adsorción y 
la deserción (Tdes > Tads). La calefacción para la regeneración puede ser directa o 
indirecta. Si se usa calefacción indirecta. el scrpcnlín de calefacción sirve también 
como serpentín de refrigeración después de la regeneración y durante la adsorción. 
La principal característica de este cido consiste en la posibilidad de obtener elevadas 
capacidades de adsor-ción. 
7.2 CICLO DE OSCILACION DE PRESJON 
Cabe desarrollar los pr-occsus de adsorción a temperatura constante utilizando 
más baja presión para la rcgcnc:ración que para la adsorción. Este ciclo puede ser 
relativamente sencillo ya que se han eliminado las etapas de calefacción y 
refrigeración. lo cual facilita cambiar rápidamente el ciclo reduciendo así las 
dimensiones globales del adsorbedor. 
84 
7.3 CICLO DI': DESORCION DE UN GAS DE PURGA 
Purgando un adsorbentc con un gas inerte se reduce la presión parcial d~l 
adsorba to en la fase vapor. y cMo causa la dcsorciún. El gas de purga puede ser 
condensable. Jo que reduce cnonncmentc las necesidades de bombeo y simplitic:i la 
separación del gas de purga y C!I adsorbaro después de Ja dcsorción. 
7.4 CICLOS DE DESPLAZA.'\llE.'.'.'TO 
Los ciclos de desplazamicnro. en que se usa un adsorbato más fuertemente 
adsorbible para desplazar el adsorba to original. se utilizan algunas veces cuando el 
adsorbato original se descompone fácilmente. 
7.5 CICLOS DE COMUINACIO:-o; 
El uso de vapor de agua de proceso es una de las formas más corrientes de 
regeneración. ya que el vapor de agua actúa cr-cando un ciclo de oscilación térmic:i. 
gas de purga y dcsplazan1icnto a la vez. El vapor de agua es. además. fácilmente 
condensable y está disponible en grandes cantjdades. 
Normalmente en las unidades de adsorción de Jecho fijo se utiliza el sistema 
de dos h:chos donde uno se está n:gcncrando mientras el otro está adsorbiendo. 
aunque si el ciclo de regeneración es largo qui7..á un sistema de tres lechos. 
85 
CAPITULO QUINTO 
VENTILACION INDUSTRIAL 
l. LVTRODUCCION 
En este capítulo se hace una recopilación de Jos artfculos m:1s importantes que 
se han publicado y se presentan los procedimientos para el diseño de campanas de 
extracción y duetos de ventilacibn. Tambi¿n se incluye un mCtodo sencillo para el 
cálculo de chimeneas. 
Fuentes de contan1in11ci6n. Las fuentes de contaminadón del aire se pueden 
clasific:ir en cuatro grupos principales qut! son: industria. plantas de generación de 
energía. agricultura y transpone. 
La industria debe considerarse en primer ténnino no porque produce Ja mayor 
pane de contaminación. sino porquc es la fuente de contaminación más notoria. Para 
controlar Ja contaminación industrial se pueden hacer cambios a las condiciones de 
proceso o al flujo de materiales. dichos cambios pueden eliminar por completo la 
contamin<Jdón. o h<Jcen que la recolección o dispersión de contaminantes sea más 
fácil. en algunas ocasiones se observa que Jos cambios al proceso no son factibles 
desde el punto de vist.a técnico y/o económico. esto no significa que no se considere 
como una parte de la solución. 
Otra forma de control es la dispersión. pero sólo se aplica cuando se requiere 
reducir la concentración del contaminante a los niveles permitidos por la ley. 
Cuando se necesita ventilar algún lugar dentro de Ja planea industrial mediante esta 
técnica. Jo más apropiado es inyectar una cantidad de aire fresco de tal forma que 
87 
Ja concentración del contaminante se diluya hasta el punto deseado. Si una planta 
industrial está descargando a la aun6sfcra algún material contaminante y se quiere 
controlar el prohlcma n1cdiantc dispersión. una chimenea elevada sirve para tal fin. 
Pero las chimeneas sblo sirven para distribuir el contaminante en un.a área mayor. 
Si la ventilación por dispersión o los cambios al proceso no sirven para 
controlar las crnisioncs. se dchc in.o.;:talar un sistema que capture a los materiales 
contaminantes. después de ser generados y antes de que los gases sean descargados 
a la atmósfer.i. Estos sistemas constituyen el corazón de la t«..-cnología para el control 
de la contaminación del aire. Todo sistema de ventilación esta compuesto de cuatro 
partes o equipos básicos: 
1) Campana de extracción. que son las encargadas de capturar todo tipo 
de emisión; una vez capturadas las emisiones se transportan a través 
de: 
2) Duetos diseñados para tal fin; 
3) Abanicos. son los encargados de proporcionar el gradiente de presión 
necesario para el transporte del fluido y los contaminantes; y por 
último se encuentran los 
4) Equipos de filtración para recuperar o eliminar las emisiones 
contaminantes. Además. se instala una 
5) Chimenea al final de todo sistema de venlilación industrial para 
dispersión a la aunósfcra las panículas que no alcanzaron a filtrarse. 
88 
CArmJLO QUL...,,.-0 
o biCn para proporcionar una cantidad extra de fuerza de succión o 
tiro12
• 
Los equipos de un sistema de ventilación pueden ser instalados en dos 
arreglos diferentes. tal como Jo muestra la Fig.-S.1 
Para disci\ar o evaluar cada uno de tos equipos de un sistema de ventilación 
industrial e;tliste la tecnología apropiada. pero se encuentra ampliamente 
diseminadan. por lo que se hace una recopilación <le Ja bibliografia existente. con 
el objeto de presentar en forma clara y ordenada Ja forma con10 se diseña. se 
selecciona o se evalúa cualquier sisten1a de ventilación industrial para control de 
contaminación. 
22 Corrienee de aire que •ostiene la com.buatiOn. 
>> Mucha de eaca tecnología ae encuentra dispersa en diferentes procesos. de 
cua1e• no codoa tienen tecnología requerida en todos sus equipos. 
89 
FIG.5.1 Sistemas de Ventilación Industrial 1) Campanas de extracción: 2) 
Abanicos: 3) Equipos de filtración: 4 duetos: 5) Chimeneas 
2. CONCEPTOS BASICOS 
Para diseñar o seleccionar Jos componentes de un sistema de ventilación 
industrial es necesario recordar cienos principios básicos de mecánica de fluidos. El 
fluido puede ser aire o una mezcla de aire y contaminantes que pueden ser panicular 
solidas. gases u olon:s. 
El primer concepto básico a mencionar es acerca de las condiciones estándar 
de presión y temperatura. En ventilación industrial se considera aire a condiciones 
estándar. aquel que tienen una densidad de 0.075 lb/ft3. equivalente a aire seco a una 
90 
presión barométrica:w de 29.92 in (760 mm) de Hg y a una temperatura de bulbo 
seco de 70ºF (20.2ºC (ACGUl)n). También es conveniente mencionar que el aire 
como cualquier otro gas es comprensible. Pero dado que la diferencia de presiones 
en un sisten1a de ex.tracción es generalmente menor de 12 pulgadas de agua. Ja 
presión total del sisten1a se toma corno una con.stantc. (Aldcn. John). 
La presencia de polvillos en una corriente gaseosa puede despreciarse en el 
diseño práctico. si Ja concentración de s(1I idos es biija. Sólo en aquellos casos en 
donde la conccntracit.'>n ~ca mayor de 0.0015 lb/f(' de aire o alrededor del 2% en 
peso. el proccdimícntn de cálculo implica modificar Ja densidad de la mezcla. En 
cambio. si se ai'ladc agua para enfriar los gases. o si el peso rnolccular del gas de un 
proceso difieren substancialmente del peso del aire. se debt:rá hacer la corrección 
correspondiente (Alden John). Bajo estas circunstancias. el flujo de aire en un 
sistema de ventilación se puede describir por medio de la ecuación de bernoulli 
(Brodkey R., Hcrshey H.). 
3. CAMPANAS DE EXTRACCION 
Las campanas de extracción son los principales elementos de un sistema de 
ventilación industrial y se ulilizan para capturar tas emisiones de materiales 
contaminantes. Los cuales una vez capturados por las campanas se transportan a 
través de los duetos para su recuperación y/o descarga a Ja atmósfera. Las campanas 
1' En !..<:l :[uer~a. que CJerc:e la. atmOi:ifera aobre los cuerpo& y ae mide con el 
k.a.r~met:ro; var!a. con el l.ugar. la. alt:ura. la t.empcratura. y loe fenOmenoe 
met.corolOgl.cos 
JS American Co~terence of Governament:al Industrial Hygienats. 
91 
se deben colocar en los punces más adecuados del proceso para vencitar con el menor 
volumen de aire posible: se debe buscar cerrar los puntos de emisión sin que se 
intcñiera en Ja operación o mantenimiento de Jos equipos. Las campanas de 
extracción se clasifican en cuatro tipos básicos tal como lo muestra Ja fig. 5.2. 
FIG.5.2 Tipos de campanas de extracción. a) campanas bajas; b) campanas . . 
3.1 CAJ\IPA."IAS BA.JAS 
Son pequeñas estructuras colocadas muy cerca de Ja fuente contaminante. Ja 
distancia entre Ja campana y Ja fuente no excede un diámetro de dicha fuente o no 
92 
' 
llega a 3 ft. Las campanas bajas son capaces Je.~ atrapar a las panículas antes de que 
se dispersen hacia las áreas adyacemcs. Se usan para controlar las crnisiones de las 
herramientas de corte o pulido de metales. y en los pumos de transferencia de 1as 
bandas transportadoras. 
3.2 CAMPANAS ELEVADAS 
Son c1cmcntos capaces de manejar grandes volúmenes de aire y se colocan 
en la parte superior de un equipo. Estas campanas se usan en los hornos de fusión 
de metales y en la boca de descarga de los hornos de ~opio. En este tipo de 
operaciones se transfiere una gran cantidad de calor hacia el nu .. aclio ambiente. lo que 
provoca que se fonne una corriente ascendente de aire caliente con velocidades hasta 
de 400 ftlmm y que se ex.trae junto con las c1nisioncs. Las campanas bajas no son 
adecuada..-; para los procesos piromctalúrgicos porque se deberían construir de 
material rcfractariolh. 
3.3 CA.'IPANAS LATERALES 
Se instalan a un lado del equipo a ventilar para no interferir con la operación. 
para que los operadores no entren en contacto con el aire contaminado. También 
deben ser capaces de n1anejar grandes volúmenes de aire. Estas campanas se usan 
en las pilas electrolíticas y en los baños de pintura. 
>A Fa el materia1 que reaiate sin fundirse a una temperatura elevada. 
93 
-------·---
3.4 CAl'tPANAS CERRADAS 
Son l:is camp:inas con disei'\o más efectivo. por que un punto productor de 
contaminantes se aisla del área de trabajo y porque para la remoción de partículas 
utilizan un volumen minimo de aire. Para prevenir el escape de contaminantes basta 
con permitir la filtración de aire a través de las puestas de inspección o por las 
ranuras diseñadas para tal fin. se usan en casi todas tas operaciones. o al menos eso 
debe intentarse al diseñar un sistema de ventilación industrial. 
4. DISEÑO DE CAMPA.NAS 
Para diseñar correctamente las campanas de extracción es necesario conocer 
o determinar la velocidad del aire capaz de capturar las panículas contaminantes y 
la velocidad mínima requerida para transportarlas a lo largo de los duetos. Existe un 
procedimiento de cálculo comprob41do para dimensionar correctamente las campanas 
elevadas y bajas usadas en los procesos de elevadas temperaturas. Para dimensionar 
las campanas de otro tipo o para operaciones específicas se recurre a los estándares 
de ventilación publicados a la fecha (ACGil-1). Posteriormente se evalúan las 
pérdidas de presión en la campana~ estos datos son de elevada importancia porque 
nos ayudan a determinar el tamaño de un ventilador y evaluar los gastos de energia. 
4.1 VELOCIDAD DE CA.PTUlL" 
La velocidad de captura se define como la velocidad rninima con la que un 
contaminante o emisión puede ser atrapado. La velocidad debe ser de magnitud 
suficiente para también transportar a los contaminantes a la zona de alta velocidad 
94 
en Ja boca de la c¡1mpana. Algunos dalos lfpicos de velocidades de captura se 
present3n en Ja tabla 6. J. (Aldcn. John). 
CO:"if.JJCION DE' 
GF.SF.RACION DJ-:L 
CO!"rri.TA!\IJNA!\.TJ-: 
Lihrc-mc-nre a baja 
\.'elocidad c-n aire esr.irico 
Libremente a bolja 
veloc:id:ad 
100 - 200 
En aire a baja \.'docid:>d 
T.ADLA 5.J 
F...Jf.:J\JPLO 
Evaporación en r:anques 
Llenado de ranques 
Transpon.adores de baja 
veJocrdad 
A alla velocidad en aire en P1mura a spray. moJJnos y 
movimiento 
A afl-1 veJoc1dad en aire a 
aJ1oas veloc1d.:tde"' 
rransponadon:s 
Pulido nonnal o a chorro 
'\'ELOCJDAIJ 
n1n1ln 
50 • JOO 
200 - 500 
500 • 2()(X) 
,...UE~ r.: AJdc.•n ·"'º"• "JJc.·,ui:n ur JncJu:!>tTlal '\. enlil.uiliun .:-..11-:!>tC'n1!. • !i Ut 1·.<11t1on. Jndu:!>tnal f"re!!i.'i Jnc. 
J9S2.. VSA. 
4.2 VELOCJOAO DE TRANSPORTE 
Es Ja velocidad 1ninima de transporte de Jas parrícuJas en Jos ducros para evitar el 
asentamienro de Jos sólidos y poslcrior taponamiento de Jos duetos. La velocidad 
95 
debe ser constante en todos los ramales del sistema de ventilación. Para lograr esto. 
Jos puntos donde se unen dos ramales al dueto n:sultantc deberán tener un diámetro 
cal que perrnita conservar la velocidad de transporte seleccionada. La tabla 6.2 
presenta Jos rangos de velocidad de transporte para algunos contaminantes. Los 
cuales han sido determinados experimentalmente. 
TABLA 5.2. 
VELOCIDAD DE TRANSPORTE PARA ALGUNOS CONTAML....;A!'ITES 
NA'l"URALF.ZA Dt-:1 .. 
CO:"tioTA~llSA.'iTF. 
V.aperes. O.ases y llun10s 
Sólidos condensados 
Polvos nluy finos 
Polvdlos secos 
Polvillos pesados 
Polvos pesados 
Polvos hUmedos 
VELOCIDAD 
h/min 
1000. 2000 
1400 - 2000 
:?000. 2500 
:!SOO • 3000 
3SOO. 4000 
4000. 4500 
.;X>Q y MAYORES 
F'lJE.', ~: ·--en"'º""• --•a.:n u nuu'.">CJ"IM C'Utl i&taon ~.).:!>lcms ;i 1 1, lr'.un un. nnusl u. i· es.s lnc. 
1992, USA. 
4.3 PERFILES DE VELOCIDAD 
El aire enfrente de las campanas se mueve libremente hacia la abertura por 
el efecto de succión. La velocidad en el eje de las líneas de contorno dependen del 
área de la abertura y de Ja distancia desde la cara de Ja campana hasta el punto de 
medición. En términos generales para una campana circular o rectangular sin cejas 
96 
Ja velocidad se expresa como: 
v-
iox 2 + A 
(l.) 
Para otro tipo de campana.s cxisrc una serie de ecuaciones expcrimenta.Jes para 
evaluar Ja relación entre el flujo. Ja velocidad y Ja distancia cnf"rcnrc de Ja campana 
tabla 6.3. 
TABLA 5.3. 
•·oR.'\fULA.S PAN.A CALCUl .. AR LA VELOCIDAD ENl-"RENT"E 
DE UNA CAAIPANA 
TIPO DE CA!\fPANA 
R.anunu rccuangularcs 
R..anunts. rcctangul~ con 
cejas 
Cin:ular o n:c:rangular con 
ctjas 
ANCHO I 1-ARGO 
0.2 meno.-
0.2. meno.-
0.2 ó ~yor 
"'OLUl\.IEN 
fl/mfn 
Q-3.7 LVX 
Q-2.8 LVX 
Q-0.7~ V (10X2+A) 
EJcv-U Q-J.4 PDV 
· ....,~ --.: :M1U1Jn. u.~.. .. .. e ~pe~ on 01 ••ot Lo-a..'liC.":'li n tnc Atmospncre • .1ourna 01 ""~C1rrcology. 
Vol. 7 0 OC1-l950 
97 
4.4 DIMENSIONES DE LAS CAMPANAS ELEVADAS 
Las campanas elevadas se disci\an en base al concepto de ascensión del aire 
caliente. El cual forma una pirámide invertida como se muestra en la Fig. 5.3. 
Sutton. O. G. desarrol1o una serie de ecuaciones empíricas para el cálculo de 
velocidades y diámetro del cono de aire caliente a cualquier altura de una fuente 
hipotética localizada a una distancia Z por debajo de Ja fuente real. 
Xr • Y+Z 
Z • 1. 7048 D:· 323 
Vt' • B.0196 A.s(4T) 5 /2 
xj'' 
(2) 
(3) 
(4) 
(5) 
Por razones de seguridad las campanas se fabrican un poco más grandes. Por 
lo que el diámetro de Ja campana y el flujo se calculan con las siguientes ecuaciones: 
(6) 
(7) 
98 
F 
4.5 DL'\IENSIONES DE LAS CAl\.IPANAS BAJAS 
Cuando una campana esta colocada 1nuy cerca del punto de emisión 
prácticamente no hay mezcla de aire caliente con aire frío. Las campanas se 
dimensionan con un diámetro igual al de la fuente caliente más una longitud extra 
de 1 (ft) por concepto de seguridad. En el caso de campanas rectangulares se suma 
un pie de longitud a cada lado de la fuente calicntt:. Los flujos volumétricos para una 
campana circular o rectangular se calculan por n1cdio de las ecuaciones (8) y (9) 
99 
respectivamente. 
Or • 4.774 D}-n AT5 .l12 (8) 
4.6 PERDIDAS DE PRESION 
En una campana simple Ja presión dinámican a Ja entrada representa Ja 
presión requerida para acelerar eJ aire en reposo hacia el dueto. mientras que Ch..s) 
representa Ja energía necesaria para vencer las pérdidas originadas a Ja entrada. La 
suma de ambas es igual a la presión estática,. en la campana. 
(10) 
3 ~ .Ea la tuerza que •e ejerce en cuerpea en movimiento. que ee puede devidir 
en ein6tic& (relación del movimiento con l.a• tuerza• que lo producen). y cinem.Atica 
(•n.4liaia del movimiento miemo) ; aue prJ.nci.pi.oa y m~todos •on apl.icablee a todoa lo• 
problemae de movimiento. 
3• .Ea l• ruerza que •e ejerce en cuerpo• en equi.l.ibrio o en eetado de 
movimiento unirorme. 
100 
En la práctica. las pérdidas a la entrada de la campana se expresan como una 
fracción de la presión dinámica. esto es: 
(l.l.) 
La magnitud del factor de corrección (F.,) depende de la forma de abcrrura de 
succión. Una campana que no cause mucha turbulencia tendrá un factor (F.,) muy 
pequeño. por el contrario. una campana en donde 5c forme una vena contracta muy 
pronunciada tendrá un factor (Fh) de valor elevado. Tahla 6.5. Las pérdid;1s de 
presión se pueden evaluar por n1cdio del ""coeficiente de entrada .. definido corno la 
relación entre el flujo real de una campana y el flujo teórico resultante de una 
conversión total de la presión estática a presión dinárnica. o sea. cuando F., = O. 
La relación entre Cr y F., esta dada con10: 
c1 - e;> 
e; 
101 
( 12) 
(l.3) 
5. DUC"rOS V ACCESORIOS 
El flujo de aire de un dueto siempre encuentra una resistencia debida a la 
fricción o a las turbulencias. La energía necesaria para vencer las resistencias puede 
expresarse como una caída de presión. por que ellas representan una cantidad extra 
de presión estática generada en el ventilador. Las pérdidas de presión por cada 100 
ft de tubería se calculan por medio de Ja ecuación modificada de Darcy (ACGIH. 
Alden. John). 
hr • 7. sx.io-s ~;J. (14) 
Las pérdidas por fricción también pueden expresarse en términos de la presión 
dinámica. 
(15) 
Las pérdidas por fricción se pueden calcular por medio de las gráficas 
(ACGIH) que relacionan: flujo volumétrico. velocidad. diámetro del dueto y 
pérdidas por fricción en 100 ft de rubería. Para fines computacionales se puede usar 
la siguiente ecuación: 
102 
(16) 
Se debe mencionar que sólo se hacen correcciones por tc1nperatura cuando se 
opera el sistema de ventilación fuera del rango de 31.-100 ªF. Si se usan duetos de 
sección transversal no circular se debe usar el radio hidráulico en lugar del diámetro. 
5.1 PERDIDAS EN LOS CODOS 
Cuando una corriente de aire carnbia de dirección y de velocidad en un codo 
hay pérdidas de presit.Sn apreciable. La magnitud de ellas depende del radio de 
curvatura. del ángulo de giro y de la velocidad de aproximación. Las pérdidas de 
presión en codos de 90º con radios de giro mayor a 1.5 se pueden calcular por 
medio de la siguiente expresión (ACGIH). 
Le .. [0.7_. RR 2 -3.982 RR +- 6.805) Dd -3.0 (17) 
h,; = 1.414 -0.957 RR • 0.194. RR 2 (18) 
103 
.,1 .• 
CODOS 
FlG.5.4 Codos y expansiones de Hu)o 
Cuando el ángulo de giro es diferente de 90°.. las pérdidas se evalúan 
multiplicando tos resultados de las fórmulas anteriores por un factor calculado con 
la siguiente expresión: 
Angu.lo de.l Codo 
90 
104 
(19) 
CA.Pm.'l..cl Ql.r.n'ft 
5.2 PERDIDAS EN LAS EXPANSIONES Y EN LAS CONTRACCIONES 
Si el aumento en el área de flujo en una tuhcría se hace suavemente se 
permite la libre conversión de energía cinCtica''' a energía potencial"º. La 
disminución de la presión de velocidad en una cxpan->i<">n se con1pcnsa parciahncmc 
con un aumento en la presit._\n estática. Las pén.lid;1~ en una expansh"tn es la cantidad 
de energía que no logra transformar~c tot.aln1ente y se puede manejar 
maten1áticarnente como una función de la diferencia entre las presione~ din~ímicas 
ames y después de Ja expansión. 
(20) 
hf - k [ ( 4:~5) .::_ ( 4;~5) 2] (21) 
En una expansión brusca con un ángulo de transición mayor o igual a 60º. 
se tiene un máximo en tas pérdidas <le presión y el factor tomo el valor de 1.0. 
Cuando el ángulo de transición es menor de 60º el valor del factor k es menor de 
' 9 Es la energ1a. que tien""' un cuerpo ~:-1 virtt.:.d de su m.:>vimi..-nto. ni la masa 
de1 C"'.ierpo es m y o....:. velocidad en ·.r. sL.: er-.er;¡!a c.;.né~l.Ca eb ~nerg1a cinético -.ec: ... 
~ m~-
4
:J Eu la er.er!J1a que tl.ene un c:t.:.O'l'rpo en v!.rt:ud d°" ou po&ic16n. Un libro 
aoateni.do .s una det:erminada al'!:ura oobr ... el pl.so, tiene und. energ1a potenc1al 
gravita.cion.:il debJ.do a que p·...1ed,.. re.-.li::ar traba Jo &cbr,.. otro CU"'.!rpc c•.,;ilndo ca.,. - La 
energ.ta. pctenc:i.al gravitac:i.onal de un cuerpo de maaa m ".¡'Ue IJe encuentr.li a una Altura 
h sobre un determinado nivel de referen~ia es: 
Energ!a poten=i.:il gravitacion.:il •E?• mgh dende g eo la ac~!cr.:ición terrestre 
gravedad. En t6rm.:!.ncs <.i"!l peso w del cuerpo, EP--...h 
105 
la unidad y es función únicamente del ángulo de transición (tabla 5.4). Cualquier 
contracción en el área de flujo también causa pérdidas de energía. En este tipo de 
accesorios se tiene un factor de pérdidas menor de la unidad. y cuando el ángulo de 
ta transición es menor de 45º las perdidas de presión son tan pequcfta.s que pueden 
despreciarse. 
106 
CarITiiO QUO 
TABLA 5.4 
 
 
      
FACTORES DE PERDIDAS DE PRESION EN LAS CONTRACCIONES 
Y EXPANSIONES 
EXPANSIONES CONTRACCIONES 
ANGULO FACTOR k ANGULO FACTOR k 
7.00 0.22 20.00 0.06 
10.00 0.28 30.00 0.08 
20.00 0.33 20.00 0.10 
30 00 0.58 50.00 0.11 
30.00 0.72 60.00 0.13 
50.00 O0.R7 20,09 0.20 
60.00 1.00 120.00 0.30 
FUENTE: Alden, John, "Design al industrial Venmtitation Systems” 5 th edition, Todustrial Press,     
Inc.., 1952, USA. : 
5.3 PERDIDAS EN LAS CONEXIONES 
En los sistemas de ventilación con dos o mas campanas de extracción hay 
varios ramales de tubería conectados a un ducto principal (Fig. 5.5.). En la conexión 
de un ramal en otro ducto se producen turbulencias y hay pérdidas de presión. En 
orden de minimizar dichas pérdidas es recomendable conectar el ramal de la tubería 
principal por medio de un expansión gradual. El diámetro del ducto resultante al unir 
dos mbos deberá ser aquel donde se mantenga la velocidad de diseño constante o 
sea: 
107
°l'AIJl~A S.4 
CTORt-:..<.; 1n: IDA...<; l>E PKl-:..~ION ¡.:.""J S S"'l"RA CIOSFS 
 t: SI t-:S 
t-: !"oiSI J-:...¡ CO~-rRACCIONES 
GULO TOR  Ul.O ¡.·ACTOR 
. 0 O.:?:? :!0. 0 . 6 
.00 O.:?M .00 O.OH 
:!0.00 o . ..i.a 4 .00 . 0 
0 0 O 5M ~0.CXl . 1 
4 .00 . "1 .00 . 3 
~.00 0.8  9 .00 .-:!.0 
.00  0 CXl . 0 
 
="'"JF;.,---A...,,ld1'<,,. ,-,i!,:>,,,... ..,~."'·""'u~"'•"'~"'"°"",..,,'""''""'u"°""'""ª""'''°'<"n"u"'u"'•"•o"'n'"""''"''"'«"'n"'""'"",..,""'•h"""<S'P.'d¡<1"0"'n'".'T•"'•d"'~"'•"'•n,,,.,,Ya 1..-css, 
l c., -,M:?, l.1SA. 
.3 DIDAS l'ó S 01''EXIONES 
n l s i t as e ntil ción n os  as panas e tr cción ay 
arios ales e ería ectados  n eto ri cipal ig. .5.). n  exión 
e n al  tro eto e r ucen t lencias  ay rdidas e r sión. n 
r en e ini izar i a.s rdidas s endable nectar t al e l  t ería 
ri cipal or edio e n ansión r dual. l i etro el eto r ltante l nir 
os rubos berá r uel nde  antenga l  l cidad e i ño ."itantc  
a: 
 
(22) 
Las pérdida.s de energfa en este tipo de accesorios depende grandemente del 
ángulo de entrad.a deJ ramal en el dueto principal. Las pérdidas de presión se pueden 
manejar como un longitud equivalente. Las ecuaciones (23) y (24) mucsuan las 
pérdidas de presión para conexiones con un ángulo de .JOº y 4.5° respectivamente. 
L- • 1. 06 5 Dlf - l.. 415 (23) 
L,. • 1..701 o, - 2.605 (24) 
l...as pérdidas de presión dinámica se calculan como: 
h~ • exp (D.0330 - 2.605) (25} 
108 
(22) 
Las pérdidas de enc:rgla en este tipo de accesorios depende grandemente del 
ángulo de entrada del ramal en el dueto principal. Las pérdidas de presión se pueden 
manejar como un longitud equivalente. Las ecuaciones (23) y (24) muestran las 
pérdidas de presión para conexiones con un ángulo de 30º y 45° respectivamente. 
L. - 1 • 06 5 DR - 1 • 4 l. 5 (23) 
L. - 1.701 D¡t - 2.605 (24) 
Las pérdidas de presión dinámica se calculan como: 
h: • exp (0.0330 - 2.605) (25) 
108 
o 
o 
FIG.5.5 Conexión de un ramal al dueto principal 
6. CHIJ\IEl'lo'EAS 
Las chimeneas son una pane importante dentro de Ja ventilación industrial. 
estos equipos provocan una succión en la pane inferior para mantener bajo tiro 
inducido a los equipos de filtración si los hay y/o a los equipos de proceso. 
En principio de la operación es bastante sencillo. La succión se debe a las 
fuerzas de ascensión del aire calienre dentro de:: la chimenea. La medida de ésta es 
la diferencia del peso de la chimenea de gases calientes y el que tendría si se llenaba 
de aire a temperatura ambiente. 
109 
FA • HS (pe- - p,.) (26) 
El tirón calculado de esta forma sin tomar en cuenta Jas pérdidas se denomina 
succión toral o cabeza totaJ. y se puede expresar en unidades de presión (lb/in2
). 
o como :iJrura de una columna en puJgadas de agua. 
hr; • :.A (0.0J.62) (12) (27) 
Pane de Ja fuerza de succión que proporciona una chimenea se desperdici:i 
para vencer Ja fricción de las paredes. otra pane se utiliza para proporcionar 
movimiento a los gases que circulan por Ja chimenea. Sólo una pane de Ja fuerza 
tocal de succión queda disponible para efecruar el tirón en los duetos. hornos o 
equipos hacia la base de Ja chimenea. 
La energía necc::saria para mover el gas dentro de la chimenea depende de Ja 
velocidad con que se mueve dicho gas y se calcula con Ja ecuación: 
e dgua 
p gases 
110 
(28) 
Por otro fado. siempre hay pérdidas por fricción en las paredes de la 
chimenea. Esta~ se expresan como una función de la succión real. suponiendo que 
no hay pérdidas. Para ese cálculo sc usa Ja siguiente expresión: 
donde: 
k= O.OS para duetos lisos 
k = o. 1 :! para duetos de alta rugosidad 
k = O.OS promedio 
(29) 
Entonces Ja cantidad real del tirón depende de tas pérdidas por fricción y de 
la encrgía necesaria para mover el gas. matemáticamente ·se puede arreglar en la 
siguienle fonn.a: 
(30) 
Los proccdimicncos de balanceo de los sistemas presentados son dos métodos 
de cálculo. los cuales se encuentran ejemplificados en el ·manual de ventilación 
(ACGIH). También se recomienda el articulo escrito por Lynch. Jeremiah. 
111 
7. NOMENCLATURA 
A = Arca de ta abcnura de la campana 
Ac. = Arca del cono de aire caliente en su base 
c. == Coeficiente de entrada en una campana 
0 1 = Diámetro antes de Ja expansión 
D.: = Diámetro después de la expansión 
De = Diámctr"O del cono caliente en su base 
Dd = Diámetro del tubo 
D, = Diámetro de la campana 
Dn = Ancho de la campana 
Dr- = Longirud de la campana 
f = Factor de fricción de Darcy 
F" = Fuerza de ascensión 
F 11 """' Factor de corrección de pérdidas de presión 
H = Altura de la chimenea 
hm = Pérdidas a la entrada [ = ] in H.:O 
lit' = Pérdidas de fricción en un dueto recto en función de la presión 
h,. = Perdidas de fricción en un dueto recto 
h, = Pérdidas de presión en una chimenea 
h. = Succión total en in H:O 
h., = Succión de velocidad 
k = Factor de pérdidas 
L., = Longitud c:quivalente 
Q 1 = Flujo volumétrico en el dueto principal antes de la conexión[=] 
Q 2 = Flujo volumétrico en el dueto principal después de la conexión [=] 
112 
dinámica 
t:Arrn.:1.0 Qt"l!"ttlO 
ft3/min 
Q :::::::i Flujo volumétrico 
Qa = Flujo volumétrico en el ramal 
Qr = Volumen total a manejar por la campana ft3/min 
Ra = Radio de giro del codo ( = J in 
RR = Coeficiente de rclaci6n RG/Dd 
S = Arca transversal de Ja chimenea 
SPh = Presión estática en Ja campana [ = J in H,:O 
V = Velocidad del aire 
v ... = Velocidad de discrlo o velocidad de transpone 
VP.i = Prcsiün dinámica en el dueto [=J in H,:0 
V, = Vclrn:idad del aire en el espacio libre cnrre el cono y la campana 
Y = Di~tancia de la fuente de cmisil'ln a Ja campa~ 
Z = Distancia <le la fuente hipotética a la fuente real 
T = Diferencia de tcn1pcratura entre la fuente caliente y el aire 
f = Densidad 
t:t = Angulo de giro o ángulo de la expansión 
113 
ambiental. ºF 
CAPITULO SEXTO 
LEGISLACION AJ\.fDIENTAL 
J. INTRODUCCION 
En las úlrünas <lCcadas. han ocurrido sjmuJtáneamen[e, una rápida 
modernización de Ja economía y un crecimiento aceJcrado de la población. Duran[e 
esre período. se consideró que. con Ja urbani7...ación y Ja industriaJización. mejoraría 
automáticamenrc la calidad de vida de la población. sin considerar el impacto que 
tendrían. ta.nro la expansión de las nuevas actividades económicas como la 
concentración de la población en grandes ciudades. ActuaJmcnrc enfrentamos los 
..... ...:.:.equilibrios provoc.:u.Jos por el uso de rccnologfas. nsvciadas con Ja modernización. 
y por Ja concencración pohfacional. en forma semejante a lo que ocurre en Jas 
sociedades desarrolladas. 
Para responder a Jas nuevas necesidades sociales y al crecimiento pobJacionat 
se hizo énfasis en 1:J diversificación de la cconoinía. pero no se atendió .. en forma 
suficiente. Ja conservación de Jos recursos naruraJcs y la protección aJ ambiente. por 
lo q~c C!'n Jos últimos años. wnro en las ciud.:1dcs como en cJ campo. se ha cobrado 
mayor conciencia de Jos problemas ccológjcos y su atención se ha convertido en una 
de las prioridades de la sociedad. 
La solución a los problemas ecológicos no está. desde luego. en sacrificar eJ 
desarroUo. menos aún, en una situación como Ja que enfrenta el país. con e.ancas 
115 
necesidades pendientes de alimentación. empleo y vivienda. La solución está en 
lograr un mejor equilibrio ecológico. prevenir tos impactos adversos a las 
actividades económicas y aprovechar. en forma racional. los recursos naturales de 
que disponemos. 
Hcnios llegado a una situación en la que con frecuencia. la mejor solución 
ecológica es también la mejor solución económica. Es decir. que resulta más 
conveniente intercambiar y tratar las aguas residuales que continuar transportando 
el agua de una cuenca a la otra; que es una mejor solución. perfeccionar los 
procesos de combustión que pagar los costos adicionales que implica un mayor 
consumo de conibustiblc. en las industrias. Aunque desde luego. llevar a cabo un 
número importante de acciones de protección ecológica. puede representar un costo 
adicional para la sociedad. por Jo que éstas requieren ser evaluadas dentro del 
conjunto de las prioridades de nuestro desarroUo. 
Tomando el párrafo del articulo 25 de la Constitución Política de los Estados 
Unidos Mexicanos. modificado el 3 de febrero de 1983 en el Diario Oficial de la 
Federación quedando como sigue: 
ARTICULO 25.- ..................................................... . 
Bajo criterios de equidad social y productividad se apoyará e impulsará a tas 
empresas de los sectores social y privado de la economía. sujetándolos a las 
modalidades que dicte e interés público y al uso. en beneficio general de los recursos 
productivos. cuidando su conservación y el medio ambiente. 
El 10 de agosto de 1987 en el Diario Oficial de la Federación se reformó el 
116 
LICAIZLA CIÓN AMPUENTAL. 
párrafo tercero del artículo 27 de la Constitución Política de los Estados Unidos 
Mexicanos, para quedar como sigue: 
ARTICULO 27. o rorccoccocro o rena nara A Vanorenananano 
La nación iendrá en todo tiempo el derecho de imponer a la propiedad privada las 
modalidades que dicte el interés público, así como el de regular, en beneficio social, 
el aprovechamiento de los elementos naturales susceptibles de apropiación, con 
objeto de hacer una distribución equitativa de la riqueza pública, cuidar de su 
conservación, lograr el desarrollo equilibrado del país y el mejoramiento de las 
condiciones de vida de la población rural y urbana. En consecuencia, se dictarán las 
medidas necesarias pata ordenar los asentamientos humanos y establecer adectiadas 
provisiones, Usos, reservas y destinos de tierras, aguas y bosques, a efecto de 
la fundación. conservación, ejecutar obras públicas y de planear y regular 
mejoramientos y crecimiento de los centros de población; para preservar y restaurar 
el equilibrio ecológico; para disponer en los términos de la Ley Reglamentaria, la 
organización y exploración colectiva de tos ejidos y comunidades; para el desarrollo 
de la pequeña propiedad agrícola en explotación; para la creación de nuevos centros 
indispe ¿ para el de población agrícola con tierras y aguas que Jes sean spensables 
fomento de la agricultura y para evitar la destrucción de los elementos naturales y > 
los daños que la propiedad pueda sufrir en perjuicio de la sociedad. Los núcleos de 
población que carezcan de tierras y aguas O no las tengan en cantidad suficiente para 
las necesidades de su población tendrán derecho a que se Jes dote de ellas, 
tomándolas de las propiedades inmediatas, respetando siempre la pequeña propiedad 
agrícola en explotación. 
117
tl.C:.tslACION~AL 
árrafo tercero deJ artícuJo 7 e Ja onstjcución olítica. e Jos stados nidos 
l\.fexicanos. ara edar o si ue: 
TI ULO .- .............................•...........•............. 
:l ación 1endrá e  i o 1ie po eJ erecho e i poner a la r jedad ri ada las 
odalidades e ic1c l i 1erés blico. sf o l e r ular.  neficjo s cial. 
el r c h n1ic:n10 e l s l entos aturales s sceptibles e r piación. n 
je10 e acer a í.srri ución uitativa e J  ri eza blica. idar e  
servación. l rar l sarrollo e iJ i r do el aís y l ejora icnlo e l s 
diciones e i a e Ja hl i{>n r ral  r ana. n nsecuencia.  i t rán J s 
edidas cesarias ara r .ar J s sc t icn1os anos y sr.abf ccr ecu das 
r visiones. usos. r rvas  sti os e ti rras. uas  sques. a f cto e 
j utar ras blicas y e l ear y rc uJar J  f dación. servación. 
ejoramientos y rc inlicnto e J s ntros e blación; ara r servar y rcst.."J.urar 
el e uilibrio ecológico; ara is oner e  Jos 1énninos e Ja y eglamentaria. Ja 
r anización y loración k ti a e.Je Jos ji os y unidades; ara eJ esarroJJo 
e la pcqucfia r piedad a rícola e  e ploración; ara Ja creación e evos centros 
e J.ación rícola n ti rras  uas e l s an i i nsables; ara l 
fo cn[o e Ja a ricultura y ara e itar Ja estr cción e Jos clc en1os naruralcs y 
J s ños e Ja r piedad eda s f"rir  erjuicio e l  ciedad. os cleos e 
blacjón e carezcan e tierras y a uas o o las le an e  carHidad s ficiente ara 
l s cesi ades e  blación t rán r cho a e  l s ote e JJas. 
1o ándolas de las r iedades i ediatas. res eta do sie pre fa e ueña r iedad 
rícola  plotación. 
 
Al artículo 73 se le adicionó la fracción XXIX-G para quedar como sigue: 
ARTICULO 73.- .......................................... . 
I A XXIX·F.- ........................................... . 
XXLX-G.- Para expedir leyes que establezcan la concurrencia del Gobierno 
Federal. de los gobiernos de los Estados y de los municipios. en et ámbito de sus 
respectivas competencias. en materia de protección al ambiente y de preservación 
y restauración del equilibrio ecológico. 
Con estas reformas se empezó a establecer una Ley General del Equilibrio 
Ecológico y la Protección al Ambiente. pero aquí les presento algunos artículos de 
la Ley An1biental del Distrito Federal con respecto al impacto ambiental en la 
atmósfera. espccifica1nente de fuentes fijas que involucran a las industrias de la 
Ciudad de México. 
La Ley Ambiental del Distrito Federal está conformada como sigue: 
CAPITULO l. 
CAPITULO 11. 
CAPITULO 111. 
TITULO PRll\IERO 
DISPOSICIONES GENERALES 
Normas comunes (del articulo 1 al 14). 
De la competencia (aniculo 15). 
De la coordinación metropolitana (del articulo 16 al 19). 
118 
TITULO SEGUNDO 
DE LA POLITICA AJ\1BIENTAL 
CAPITULO l. Normas Generales (del artículo 20 al 23). 
CAPITULO JI. Del ordenamiento ecológico (del artículo 24 al 25). 
CAPITULO III. Del impacto ambiental 
SECCION l. Disposiciones comunes (del artículo 26 al 34). 
SECCION 11. Del contenido del infonnc preventivo. manifestación o 
estudio de impacto arnhicnt.:11 o de riesgo. (articulo 25). 
SECCION lll. Del procedimiento de evaluación de impacto ambiental 
(del articulo 36 al 53). 
CAPITULO IV. Estímulos (anícuto 54). 
TITULO TERCERO 
DE LA PROTECCION Y RESTAURACION DE 
LOS RECURSOS NATURALES 
CAPITULO l. 
CAPITULO II. 
CAPITULO III. 
Del agua y suelo y de la tlora y fauna silvestres (del artículo 55 
al 59). 
De tas arc;:is verdes (del articulo 60 al 72). 
De las areas naturales protegidas (del artículo 73 al 90). 
119 
TITULO CUARTO 
DE LA PREVENCION Y CONTROL DE LA 
CONTAJ\llNACION AJl.IDIENTAL 
CAPITULO l. Dispo~kiones generales (del artfcuJo 91 al 100). 
CAPITULO IJ. De Ja conuminación generada por fuentes fijas {anfculo 101). 
SECCION l. Del registro de fuemes fijas y de descargas de aguas 
residuales (del artículo 102 al 106). 
SECCION 11. De la verificación de emísiones y del trata.miento de 
aguas residuales (del artículo 107 al 112). 
CAPITULO III. 
CAPITULO IV. 
CAPITULO V. 
CAPITULO VI. 
De la contaminación generada por fuentes móviles (del aniculo 
113 al 127). 
De las actividades riesgosas (del artículo 128 al 129). 
De las contingencias ambientales (del artículo 130 al 134). 
De las medidas de seguridad (del artículo 135 al 136). 
TITULO QUINTO 
DE LOS PRESTADORES DE SERVICIOS AJl.IDIENTALES 
CAPITULO l. 
CAPITULO 11. 
Disposiciones comunes (artículo 137). 
De los prestadores de servicios de Impacto Ambiental (del 
artículo 138 al 144). 
120 
CAPITULO 111. 
CAPITULO IV. 
De. los verificadores ambientales (del artículo 145 al 156). 
De los laboratorios asnbicntales (del artículo 157 al IS8)~ 
TITULO SEXTO 
DE LAS SANCIONES 
CAPITULO UNICO. Sanciones administrativas (del artículo 159 al 182). 
CAPITULO l. 
CAPITULO 11. 
TITULO SEPTIMO 
DEL PROCEDIJ\llENTO ADJ\llNISTRATIVO 
Normas generales (artículo 183). 
Denuncia popular (del artículo 184 al 192). 
TRANSITORIOS 
(del artículo PRIMERO al DECIMO) 
121 
En el Diario Oficial de la Federación del 3 de diciembre de 1994 se 
publicaron \as normas vigentes de calidad de\ Aire. las cuales son: 
CONTAMINANTE 
VALORES NOk..'1.tADOS PARA LOS CONTA~t1N4NT'ES 
VALORES LJ).lITli 
EXJ>OSlClON ACUDA 
CONCENTRAClON Y 
TIEMPO PROMED10 
0.11 ppm O bon) 
FRECUENCIA 
ACEPTABLE. 
Bió.aido tic Azufre (SO¡) O. 13 ppm (24 horu) l vez. al afta 
Bióaido de NiUóccno 
CNOal 
Monohida 6e Carbono 
(CO) 
hrtkulat. S&Upef'4~s 
\DUlcs (PST) 
Pll.rtic;ubs ruc:ct/ln 
respirable Cl'M 10) 
0.21 ppm u han) 1 v~alafto 
l l ppm (8 horas) 
260 P"'"" C24 hora..> 
l vez al afio 
122 
ESPOSlCtON 
CRONlCA 
(PARA LA 
PROTE.CCION DE LA 
SALUD DELA 
POBLAClON 
SUSCEPTIDLEl 
0.03 ppm 
'75p¡lm1 
(mc4i.a ariuntuc:a anual) 
50jt&' m 1 
(meda.a anunluca anual) 
(pri:unedio anun.ttico en 
La siguienre Ley Ambiental del Distrito Federal se publicó en marzo de 1997 
en un suplemento de la revista 26 del suplemenro Legislativo de Asan1blca 
2. LEY A.'\IBIEl'o'TAL DEL DISTRITO l•r:DERAL 
TITULO PRIMERO 
DISPOSICIONES GENERALES 
CAPITULO 1 
NOR.'\IAS COMUNES 
ARTICULO 1.- La presente Ley es de orden público e interés social y tienen 
por objeto regular la prorección del ambiente. así como Ja prevención y control de 
la contaminación. la restauración y con..~crvación ecológica del Distrito Federal. 
ARTICULO 6.- Para Jos efectos de la presente Ley. se entiende por: 
XV. Emisiones contaminantes: La generación o descarga de materia o 
energía. en cualquier cantidad. estado fisico o forn1a. que al incorporarse. 
acumularse o actuar en Jos ~eres vh:os. en la aunósfcra, agua. suelo. suhsuclo o 
cualquier elemento natural, afecte negativamente su compo~ición o condicil'>n natural: 
XVI. Fuentes fijas: Los cstahlecimicntos industriales. n1crcantilcs y de 
servicios y los espectáculos públicos que emitan contaminantes al ambiente. uhicados 
o realizados. según corresponda. en el Distrito T=cdcraJ; 
123 
XVII. Platafonnas o puertos de muestreo: Instalaciones que permiten el 
análisis y medición de las descargas de conla.minantes o materiales de una fuente fija 
a la atmósfera. agua. suelo o subsuelo. de acuerdo con las normas oficiales: 
TITULO SEGUNDO 
DE LA POLITICA AJHHIENTAL 
CAPITULO 1 
NOR.'\IAS GENERALES 
ARTICULO 22.- Las obras o actividades que se realicen en el Distrito 
Federal. se sujetarán al ordenamiento ecológico contenido en los programas de 
deS3rrollo urbano. así como a Ja evaluación del impacto ambiental. en su caso. y a 
las normas de manejo de las áreas naturales protegidas. Las licencias de uso del 
suelo o de construcción y constancias de zonificación. se sujetarán a estas 
disposiciones. 
124 
CAPITULO 111 
DEL ll\.IPACTO Al\.IBIENTAL 
SECCION I 
DISPOSICIO:-O'ES COJ\IUNES 
ARTICULO 33.- La persona que construya una obra nueva. amplie una 
existente. realice nuevas actividades industriales. comerciales o de servicios o 
explote recursos naturales sin contar pn:vian1cntc con Ja autorización de irnpacto 
ambiental respectiva o que contando con ésta irn:umpla los requisitos y condiciones 
establecidos en la misma o en esta Ley. estará obligada a reparar los daiios 
ecológicos que con tal motivo hubiere causado a Jos recursos naturales o al 
ambiente, sin perjuicio de la aplicaci{1n de las sanciont.:s respectivas. 
SECCION 11 
DEL CONTENIDO DEL 1:-;FOR.ME PREVE!'o"'TIVO. 
l\IA!'o'lFESTACION O ESTUDIO DE IJ\IPACTO AJ\IBIE:-O'TAL 
O DE RIESGO 
.t'\.RTJCULO 35 .. - El informe preventivo. la manifestación o estudio de 
impacto ambiental o de desgo. deberán contener lo siguiente: 
e) La caractcri7.ación de Ja clase y cantidad de emisiones contaminantes que 
se generarán. de las fuentes de energía. combustible. sustancias. productos y 
125 
recursos naturales que: se utilizarjn o efectuarán tanto en la construcción y montaje 
como en el desarrollo de la obra o actividad y como resultado de ésta. i"lcluycndo 
el tipo y volumen de emisiones a la atmósfera. de consumo de agua. de descargas 
de aguas residuales y de generación y manejo de residuos; 
O Las medidas de seguridad: 
g) La solicitud de inscripción en el registro de fuentes fijas y de descargas de 
aguas residuales del Distrito Federal; 
h) La descripc:ión de las condiciones de operación. así como de los materiales 
y residuos involucrados en el proceso. incluyendo sus propiedades y características 
fisicas. químicas. corrosivas. tóxicas. reactivas. <:xplosi'\.·as. inflamables o biológicas 
infecciosas. 
CAPITULO IV 
ESTl:l.IULOS 
ARTICULO 54.- La Secretaria promoverá el otorgamiento de estímulos 
fiscales. financieros y administrativos a quienes: 
l. Adquieran. instalen y operen las tecnologías. sistemas. equipos y materiales 
o realicen las acciones que acrediten prevenir o reducir en más del treinta por ciento 
Jos limites de emisiones contaminantes establecidos por las normas oficiales. o 
prevenir o reducir en esa proporción el consumo de agua o energía. y; 
126 
11. Realicen d""sarrollos tecnológicos viablt:s cuya aplicacil''m demuestre 
prevenir o disminuir en n1ás del treinta por ciento la cn1isión dc contan1inantcs. el 
con."iumo de :igua potable o de energía. 
TITULO CUARTO 
DE LA PREVENCION Y CONTROL DE LA 
CON"rA!\IJNACJON Al\llllE:"."TAJ... 
CAPITULO 11 
DE LA co:-.TAl\llNACION GENERADA POR 
FUEl'o'TES FIJAS 
A.RTJCUI_O 101.- Los porpictarios o poseedores de fuentes fijas de la 
competencia de la Administración Pública del Distrito Federal que e1nican 
contaminantes. están obligados a: 
l. Cumplir con Jos limites de emisiones contaminantes y con los requisitos. 
procedimientos y n1étodos cstahlccidos en las normas oficiales o en las condiciones 
particulares de descarga; 
IV. Proporcionar en los términos de las normas oficiales y en los formatos 
determinados por la Secretaria. un inventario de sus crnisioncs contaminantes. 
incluyendo su naturaleza y cantidad; 
VIL Contar con plataformas y pucno .. de muestreo para la mcdici<''>n y análisis 
127 
CArtn."UJ MY.XTU 
de sus en1isioncs contaminantes. en Jos lérminos fijados por las normas oficiales: 
VIIL Dar aviso in1ncdiato a la Administración Pública del Dislrito Federal y 
lomar las medidas conduccnlcs en caso de emisiones contaminanu:s. accidenles. 
fugas. derrames. explosiones o incendios que pongan en peligro o afecten la 
integridad de las personas o del ambiente. 
TITULO SEXTO 
DE LAS SANCIO!'o."ES 
CAPITULO UNICO 
s,""ICIONES ADMINISTRATIVAS 
A.RTICULO 160 .. - Se sancionará con mutca de veinte a mil días de salario 
mínimo a tos propietarios o poseedores de fuentes fijas: 
l. Cuyas des~rgas de agua residual o emisiones contaminantes a la atmósfera .. 
agua. suelo o subsuelo rebasen del 0.1 % al 50% los límites establecidos en las 
normas oficiales o condiciones particulares de descarga. por cada límite. 
IV. Cuyas emisiones contaminantes por energía térmica. lumínica o visual. 
rebasen tos límites determinados por las normas oficialc::s. 
128 
APENDICE A 
.MODELO TRIDIJ\IENSIONAL DE MESOESCALA 
APLICADO A LA PREDICCION DE LA CIRCULACION 
ATJ\IOSFERICA EN EL VALl.E DE J\IEXICO 
GUSTAVO SOSA. Quíntica i\.1nbicntaJ. Instituto ~Jcxicano del Petróleo. AP. 14-
805. MEXICO. D.F. 07730 
l\.:UCHEL \VILLIAZ\..JS. I...os Alantos :"."ational Lahuratory. Group A-4 Mail Stop 
8299. Los AJ;.in1us. Nll\J 87545 
RINA AGUIRRE. Dh.-isif:in de Estudios de Posgrado. Fat:ulrad Ingeniería. UNAM. 
AP. 70-256. MEXICO D.F. 04510 
J. RESU;\IEN 
En el presente tr;Jbajo se empica un modelo dc mcsocscala. tridimensional con 
turbulencia a segundo orden para el cák:ulo del flujo atmosférico dentro del Valle 
de !\.léxico. Se presentan resultados arrojados por el modelo para perfiles de 
tcmpcratura potencial. contenido de vapor de agua y tluctuacioncs de Ja componente 
vertical del viento, generada por la turbulencia. Adcrnás. se presencan comparaciones 
del campo de vicmo calculado con los valores medidos en algunas estaciones de 
monitoreo. 
129 
2. INTRODUCCION 
Como resultado de tos altos índices de contaminación en la Ciudad de 
México. diversos grupos de científicos se han dado a la tarea de cstudi.ar los aspectos 
fundarncnc:iles que la generan. así. gn.tpos de cxpcrimcntalistas y teóricos tratan de 
descubrir el origen y consecuencias que la contaminación del aire produce a los seres 
vivos y a sus bienes materiales. Dentro de la línea teórica. el desarrollo de modelos 
matemáticos ha sido de vital in1ponancia. ya que se han implementado modelos 
ca.paces de predecir condiciones mctcorolúgicas a diferentes escalas especiales y 
temporales. (piclkc. 1984. Cntton, 1975). Con respecto a los mndclos de dispcrsi6n 
de contaminantes. también se encuentran desde los modelos más simples como el 
gausiano. hasta modelos de csc;ila glohal capaces de predecir el transporte de 
partículas a nivel continental (Piclkc. am.J !\.1c:"iidcr 1983; McHcnry 1991). 
El desarrollo de modelos de dispersión y n1ctcorológicos en !\.téx.ico ha estado 
limitado; la nccc:sidad de ese desarrollo comienza a surgir con los graves problemas 
de contaminación del airc. cn particular de l;i Ciud:id de !\rtéx.ico. Actualmente es 
necesario evaluar las posihJcs medidas de control. por anticipado. sin tener que 
recurrir a su aplicación a ciegas y esperar sus consecuencias. con el consecuentc 
riesgo de fracasar. En este scntido la aplicación del modelo HOT:VIAC (High Order 
Turbulcncc of Atmosphcric Difusion) en conjunción con el n1oddo focoquimicn CIT 
(Carncgic/Caltcch lnstitutc of Tcchnology). esta.n siendo adaptados a las 
características físicas del Valle de Mt!x.ico (Z:-..1C!'.rI> con el fin de utilizarlos en Ja 
evaluación de la calidad del aire de Ja ciudad. E~tc esfuerzo está coordinado por el 
Instituto !Y1cxicano del Petróleo y el Lahoratol'"in Nacional de los AJamos. USA. con 
130 
  
MORE TRIDIMESSAHINM AL. HO MEEMOESCA LA ARPLIUATHS A LA PREVICOSC 
DECGA CIMCULACIÓN ATUISFEMEC A Fe El VATEE DEOSMEXIOTS   
la colaboración de instituciones como UNAM, DDF, SEDESOL, SMN, entre otras. 
Resultados preliminares encontrados para el mes de febrero de 1995 se 
presenan como avance de la adaptación del Modelo HOTMAC en el cálculo de 
campo de viento dentro del Walle de México. Comparaciones con los valores 
reportados por las estaciones de monitoreo meutcorológico son presentadas. 
3. DESCRIPCION DEL MODEI.O 
HOTMAC es un modelo matemático tridimensional y con evolución en el 
tiempo. Para facilitar la descripción de las condiciones de frontera, HOTMAC 
transforma la coordenada vertical en una coordenada que sigue la topoyrafía (ec. 
1). 
2. AZ z R 4 lec.1) 
En donde el significado de las variables y constantes están en la figura 1. 
  
131
~tllPt"l .. O llllll:'\ff'_ ... !oolll,.._l. llf': '11.U;...,Jf'-"'<-"-"l.A -"rl.ll.".\UU-" l. . l'Mlo.'.lUC'CIO' 
l•t'. t.A. c:1 rt·1-u·111' -" "lfJ .. t't 1r"' t::"- t.I. \'-"l.f.•: ni-: \U''IC•• 
J  l oración e t i nes rno A!\f .. DF .. ESOL. l\.1N. t .: otra~. 
esuhados i .arcs cncomrado~ ara '-"I rncs e rero e 95 .se 
tan o ance e  ;iptación t..•I !\kx.Jcln ll l\.:IAC  cJ l ulo e 
po e i nto entro d Va le e !\léxico. on1p racioncs n u!-. alore' 
rt dos or s c t d c-. e onitorcn rnct rológicu ~on prc~cntadas. 
. SCRJPCIO:" EL :\IODELO 
HOT~JAC s n odelo atc ; tico idi ensional  n olución  l 
e po. ara cilitar Ja scri ción : s diciones e ntera. !\.-1AC 
ra a J  r enada ertical  a m:uJa e ue Ja ografía {ce. 
). 
(...C.l.) 
n nde l ifi do e s ariables  nstantes t n n  ra . 
 
'·· ... ..., .... 
'· '• ..... 
FIG. 1 • Definición de parámetros para transformación de coordenadas 
Las ecuaciones que lo describen consideran transpone de momento lineal. 
conservación de energía y de humedad. así como transporte de energía turbulenta 
y longitud de escala turbulenta. La cerradura del sistema de ecuaciones se hace con 
un modelo de segundo orden en los flujos verticales turbulentos de las variables 
mencionadas (Yamada. 1963). 
Para Ja solución numérica. el modelo utiliza dos mallas anidadas de diferente 
resolución; para la malla gruesa 6."(6 Km:! y para Ja malla fina :?.x.2. km~. Por su parte 
Ja maJJa fina contiene a la zon:i. urbana de la Ciudad de México y sus municipios 
conurbados. Las condiciones de frontera se determinan para ambas mallas y son las 
132 
'IOUt:l .. O "l"'Mltll:\11'=-"'Slfl""'°''· Of' ~lt.SUl'-'•ICAl..4 Art .. ICAIMI A l-' rKl'.IJfl"CIO-. 
Ot". ,_,.. (•1MCl"LA1l·1oo,; AT'IO!Ot'Y.MICA Y.:"> ti .. V41 l .. t: tu: :\ltc"CICO 
siguientes: 
3.1 Lll\lITE INFERIOR 
Las com.liciorn.~~ de frontera para la!-- ecuaciones (l'-"\.l ). (A:?) y de (A4) a (A7). 
son dadas por las fórmu1as crnpiric:.i!-. de Dycr and llicks ( 1970). Para la tcn1pcratura 
del suelo se integra la ecuación de conducciún de calor con un balance c:ncrgc!tíco 
en ta interface sucio-aire ;1dccu: .. u.Jo CYatnada et al 1969>. 
Ecuach_Sn de conscrvach'm para ta con1poncntc este-oeste del rnomento lineal. 
(AJ) 
Ecuación de conservación para Ja componente norte-sur del momento lineal. 
~ • - r (U-U~I ... g R-R:;_:_ 
(.A2) 
133 
Ecuación de ta continuidad de la masa con la aprox.1mación hidrostática y 
expresada en el sistema de coordenadas transformado. 
(A3) 
Ecuación de transpone para la energía cinética turbulenta. 1:& cu:ll es ta suma 
de energías cinéticas d~ los ténninos <le au10 correlación para cada una de tas 
componentes del viento. 
(A4) 
Ecuación para la variable turbulenta q:::l. 
!AS) 
134 
'-HJUY.l.O TlCllU'-1111-'SfO"C ... l. l>t.: '-H:.•.or::..c: .... 1-' .... 't.ICAfN)" ..... 1"Mt:.n1c·ct1l:O.. 
ntt l.A CUICl,.ACIO'lil .\.T!\UlSl't:.NICA t.::'lo u., ........ .....:; ur. ilolr-\.l~:o 
Ecuación de C'onservación de la energía. establecida a través de Ja ecuaci611 
de transpone de temperatura potencial. 
(A6) 
Ecuación de conservación de la razón de mezclado de humedad. 
(A7) 
Para mayor detalle sobre c!stas ecuaciones se propone consultar a Yarnada 
(1981). 
3.2 Lll'llTE SUPERIOR 
Para las componentes horizontales del viento. sus valores se determinan por 
los vientos geostróficos calculados intcrnamente 9 dados por la siguiente relación: 
(U,Vl'" "!./:'(-0~ ~),, f<!'PC. ;o 
135 
En llande f t..-s el parámetro de Coriolis y P es la presión U y V son las 
componentes horizontales del viento. La temperatura potencial y humedad se 
especifican como datos de entrada. Las variables turbulentas se suponen anuladas. 
ya que en la superficie los efectos de la frontera inferior son nulos. 
3.3 FRO::-O'TERAS LATERALES 
Para la malla gruesa los valores se determinan resolviendo las ecuaciones 
(Al) a (A7). suponiendo que variaciones en las direcciones horizontales se 
desprecias. Para la malla fina se obtienen directamente por los valores de la malla 
gruesa en los límites del área anidada. 
3.4 CONDICIONES INICIALES 
El perfil de viento inicial en la zona del aeropuerto (ver fíg. 2). punto en donde se 
realiza el radiosondco atmosférico. se supone que sigue un comportamiento 
logariunico desde el suelo hasta el nivel en el que alcanza el viento geostrófico. Para 
el resto de la malla. se escala este perfil de tal manera que satisfaga la continuidad 
de ta masa. El perfil vertical para la temperatura potencial se supone lineal con la 
altura. los valores particulares de dicha relación se obtienen a partir de los perfiles 
de temperatura potencial~ presión y valores observados por el radiosondco. La 
inicialización de los términos turbulentos se hace utilizando tas relaciones 
encontradas por Yamada (1975). 
136 
FJG. :! 
~ltlll.,LO TMllUMY-'IL"H,"'IAI. r>F. ~n::OUY.SC.ºAl-.11. Al"l.ICAIMI Al.A Milll'l•lt"CIO"" 
O~ l.A CJN<:L,.At."10~ .,T"lf>"'t"Y.JUCA l':"f t:.I. YAl.l..F- UV. 'l.lt."ICCI 
2163 
2153 ,. 
2143 
(Km) 
2133 
2123 
466 476 486 496 506 
X( Km) 
!\lallu frlu de r~luchín 2"-2 km. para rl ntodrlu. El punto estable la po!iicJón del 
Aerupuerto, e-n Jg zona C!ltC de la ciudad. 
4. DESARROLLO 
Durante el mes de febrero de 1995 como parte de las actividades del proyecto 
Estudio Global de Ja C.alidad del Aire (EGCA). se llevó a cabo una caznp.aña 
intensiva de monitoreo aunosférico y de parámetros de calidad dc:l aire para el Valle: 
de México. El interés fundamental de tal campaña. es calibrar et modelo con los 
detaJlcs particulares de la región (albedo. balance energético y situación geográfica. 
entre otros). 
137 
El sondeo atmosférico se realizó en aeropuerto de la Ciudad de !\-léxico. 
extendiéndose a 7 sondeos diarios. el lugar de los dos que normalmente se realizan. 
Por haber sido el 22 de febrero el día que se recolectó más informacjón. fue elegido 
para ha.cer las comparaciones entre los cálculos del modelo y los valores medidos 
en las estaciones de monitoreo. 
a.lruru 
(Km) 
,.¡ DESVIACION EN \V 
o 
1 
wo 
SIG~IA w[x 10-3) 
138 
' 600 
FJG.3 
llotOOELU Tkn•atKSJOU)!'lllAl.. Dlr ~IF.!'iOl'.M:AIA. Art.ICAIM• A ..... f"'NtchlCCJO~ 
DE L4 CIJICL'!ACJO!'li A'TMO.~JCA ~ F-1. VAl.fl. PE MICUCO 
altura 
(Mu) 
(Km) 
b) CONTENIDO DE lll'll-fEDAD 
It~. ~I 
1 3 5 7 9 11 13 
C. HUl\IEDAD 
e) ~IPERATURA POTENCIAL 
IiL::J 
321 323 325 327 329 331 333 335 
TE.'\.IP. POTENCIAL (k) 
Cálculos de a)T..-. b) Co•t~ de ~acl y e) Temptt"9llWll potft>Cial pilra 
r~brrro 22 ...... 'I 3:fl0 a.m. 
139 
En fo figura 3 se prescnca Ja fluctuación en Ja velocidad vcnical. medida por 
Ja variable Tw. la ternpcrarura potencial y eJ comcnido de vapor de agua. calculados 
para las 3;00 a.m .. La prin1cra variable determina el grado de turbulencia en Ja 
dirección vertical (dilución atmosférica). Como se puede apreciar. Ja acrividad de 
mezclado csrá restringida a Jos primeros 100 metros y es notllblc Ja correlación que 
guardan las 3 variables. Ex.iscc una inversión térmica hasta una alrura de 500 metros 
y el mayor contenido de hun1cdad se lin1ita a este intervalo. 
En las figuras 4 y 5 se prescnt;¡n tas mismas variables par las 10:00 y las 
13:00 horas. rcspeccivamcnre. Como se puede ohscrvar en Ja figura 4.a. la inversión 
rénnica se ha roto y C."tisrc una inestabilidad acmosférica a 300 metros. Ja 
distribudón de humedad. (fig. 4.b). se ha extendido a esta misma altura. la agitación 
térmica en Ja componente vertical (Tw). como se ve en la Fig 4-a. se incrementó en 
magnitud. pero en Ja altura no se nota gran diferencia con respecto a la calculada 
parn las 3:00 hrs. 
En la fig. 5 se puede apreciar el incremento en el transpone vertical. el cual 
alcanza una altura de 1500 m aproximadamente. Jo mismo sucede con et contenido 
de humedad {fig. 5-b). Para Ja rempc:rarura. potencial (fig. 5-c) se aprecia una 
inestabilidad hasta lktn. aproximadamente. 
En la fig. 6 se presentan campos de viento calculados a 14 metros de altura 
sobre el ccrreno para distintas horas del dfa. Las ncchas desplazadas representan Jos 
valores de viento medido. A Jas 6:00 horas (fig. 6-a) se distingue un Oujo de aire 
fino descendente de Ja Sierra del Ajusco hacia Ja Ciudad. generando un campo 
convergente. A esta hora de Ja mañana el sol no ha calentado Jo suficiente la tierra 
como para poder invertir dicho parrón. el viento reportado está prácticamente en 
140 
JlolOl>t:'.1 . .0 TMUJl'~U::N..'iU:"l:'llAil. UF: iur.sn~ ... :Al.A Arl.ICAllO A l.A r1u:uacc10 ... 
u~ l.A CIMCl."l.AC..-10 .... A•T'lf)!l¡>"'r.MICA ........... r...1.. VALl.I. n.:: Ml':Xlrll 
calma y sus •nagniludcs son del mismo Ot"dcn comparadas con las del mcx.Jelo. Para 
las 10:00 horas (fig. 6-b). el nux.lclo continua reportando una situación convergente. 
pero de rncnor in[cnsi<l.ad. rnicntras que el viento medido reporta un cambio de 
dirección. A las 11 :00 horas (fig. 6-c) el modelo reproduce el c;imbio de dirección. 
y a las 12:00 horas (fig. g-d). modelo y mediciones coinciden en el patrón de 
dispersión. Para rcproc..ludr adecuadamente- la inversión de dirección del viento se 
deben introducir algunas mejoras al modelo. 
141 
al tuna 
(Km) 
a) DESVIACION EN ~V 
~b 
o 1 1 
200 400 
SIG!\.IA w (• 10-3) 
1 
600 
b) CONTENIDO DE HUJ\-IEDAD 
Il~./ altura 
(Km) 
l 3 5 7 9 ll 13 
C. llUl\.IEDAD 
142 
1 
FIG.4 
MOUd.D TMIPDIY-NJllONAL 1Hr.: !lolr.sQ•:SCA.LA AM-'CAIM."l A 1.4 rtUCJ>ICCION 
PK 1-"' C1Mct."LACtoN AT.lol~ICA EN r.L VAl,:_tt PK ~uouco 
e) TEMPERATURA POTENCIAL 
u.huru 1c::j (Km) 
324 326 329 330 332 334 
TEl\tP. POTENCIAL (K) 
Cálculos de a) Jt... h) Contenido de humedad y c:J Temperu.tura potencial pura 
Cebrero 2Z a hu l 0:00. 
a) DESVIACION EN '\V 
altura 
(Km) lb----.J. J 
o 200 ~ 600 800 
SIGMA W (• 10-3) 
143 
FIG. S 
b) CONTENIDO DE HUMEDAD 
ullura 
<Km> \~~I 
o~ 
l 3 5 7 9 ll 
C. HUMEDAD 
e) TEMPERATURA PüTENCIAL 
altura lE::I <Km> 
325 327 329 331 333 336 
TEMP. POTENCIAL (K) 
Cálcu:los de p) "-~ b) Contenido de humedad y e) Temperatura potendal para 
febrero :22 u las 13:00. 
144 
1'-IOlltU-0 TKIOL,11'.N1il(lN4L lltt MF..SOESCAt..4 4rt.ICAllO A 1.4 PM,.nlCCIO:"o' 
llr.: LA CIMct"t.4Cl0""" AT"'fOSPEMICA r.N n. VAl.f.I'; nr.: ~llOUCU 
a) -5 mis 
-- ºC\? . ~ : .. ·... : 
(Km) .. -
(Km) 
b) -5 mis 
-4).·'_-_ 
y - / -- . , . 
{Kin) t1'• 
466 491 
(Km) 
145 
FIG.6 
e) -5 mis 
(Km) 
466 491 
x (Km) 
d) -5 m/s 
-- .t"&\. 
-- - ~· 
y 
t. 
(Km) -. 
<Km> 
Comparación del campo de "-lento calculado con los vientos medidos para a) 6:00. 
b) 10:00. e) 11:00. d) 12:00 del d(a 22 de febrero. 
146 
APENDICEIJ 
FACTORE..'i DE TOLERANCIA PARA EMISIONES BASADOS 
EN UN TIEMPO DE PROl\.IEI>IO COl\.IUN DE 2~ IIORAS. 
P.lon.\uJo Je ..:.1rt•<>nn <CO) 
Da.~Ju c:n l.1'i norm.i' Je EVA<~ hor;n) - 9 rrm !o' !\.IC-.ucu (8 hor.n) - IJ 
rrm 
H.i~Jn., en l.:a' norm.t' .1nu.11C'' Je EllA - Oº' rr•n y !'o-leu.,. .. ( l hor•> -
0.::1 rrm 
(An1ho.)' .. ;1lorc' n1ul11pl...;;;i.<Jd" p•r:: p.ar• 1n.:lu1r 1.11Uo '''' cfcc.lt>" del N<l ..:umo 
del N0,1 
Oto.~.uJo Je A.l'ulrc (SO,i 
lb.~J•1 en I•' nnrm.1" Je l~t;A r::4 hora .. > - 0.14 pptn )' !\fe,.t.:n 11 hural U IJ 
rrm 
JhJn...:uhuros (llC) 
trJ.nutn - o.::4 rrm 
P.;a"l..:ul.1" ....... r<'nJ1J.n 1<u.:alc' (f>'!o.T) 
Ml-:x1co 
th:z.J 
11:wo 
J<xJ 
340 
J·:.,tAJ>OS 
1,_:;o.;J1>0S 
(lia:_J 
7MOO 
HO 
lb:<-.l.Ju en 1.:a .. nurm.n Je FlJA \.:!4 hora') - ::WJ.11,f•m'} !\.k'''"" (::4 hor;u.) = 273 ::o.o 
::7!5 JI!" m 1 
P.1rt1cul.i'i n1enurc" .a 10 1n1<.:r<~rnc1rns IP!\I'") 
O;a,;aJo en 1-* nnrm.1 Je l·.lJA <24 hor:l'>J - 15üp¡;im' 1!50"' 150 
Plum" (1'11> 
u .. ....aJn "" l.;a nnrm.1 Je J:f_IA () mc'e"' ~ l .'JJ~"'m' 3.9 
• .'>lr,1..:u nu 11<'11"' crltt'rltJ .. o u:l.ól ~ p¡,tról .,.,.lu~ c:uut-..nun .. nlC"!> 
Qu.1dri de lo1 Torre G., S.inchr.i c .. 1;1f\u, l •. R., "1-a Chul;1d de :\lt!dco y S.. Cont.amlnaclón 
Aunu .. h'rica", l.iluu .... , 19<1!, :\1EXICO. 
147 
Los datos anteriores representan Jos factores de tolerancia que equivalen a 
UTE (uniJad de toxicidad equivalente). 
Por Ja tabla anterior conocemos que el monóxido de carbono es más tolerable 
que los contaminantes citados. (en otros términos. el menos tóxico por unidad de 
masa) .. mientras que tos óxidos de nitrógeno son los menos que se toleran. por 
ejemplo. expresándolo en manera sencilla. el CO es 11300/300 = 38 veces más 
tolerable que Jos No •. 
148 
CONCLUSIONES 
Para solucionar el problema de la Contaminación en las descargas 
atmosféricas es necesario que todas las empresas contaminantes (fuentes fijas) 
apliquen el mC:todo de ahsorción o el método de adsorción,. los cuales tienen ventajas 
y desventajas que se presentan en este trabajo. 
A pesar de que uno de Jos obstáculos que evitan Ja aplicación de dichos 
métodos es el ccom''>rnico. el Gobierno del Distrito Federal ha creado algunas 
estrategias. donde existen premios cconc">micos, es decir. estrategias de incentivos 
económicos espccificamc:mc incentivos fiscales para el uso de tecnologías de control 
de emisiones en 1.a inl..!ustria. 
Par-..i que el coJHrnl de las cn1isioncs contaminantes aunosféricas sea eficaz es 
neces.'1.rio utilizar Jos n1éto<los de absorción y adsorción. que por ejemplo. para el 
control de las cn1isinnc~ c..Jcl l'>xjdo y bióxic..Jo de azufre y los óxid<lS de nitrógeno se 
puede usar el n1ét0Jn <le adsorción. para el n1onóxiúo de carbono y los 
hidrocarburos el método de absorción. 
Hay que aprovechar la buena disposicidn del gobierno para disminuir las 
emisiones aunosféricas contaminantes. para in1plantar de tecnologías industriales 
útiles para tal fin en Ja Z!\-fCM. ya que se ¡xx.lrá contar corno ya se mencionó 
anteriormente con Ja utilización de inccnth•os fiscales vigentes. exenciones 
arancelarias y nuevos t:réditos internacionales para financiar la reconversión 
tecnológica. 
Existen algunos procesos en donde se adapcaron Jos métodos de absorción y 
adsorción. por Jo que sólo falta la buena disposición de Jos empresarios industriales 
por mejorar Ja calidad del aire en Ja Z~fCI'vf y aplicar el método que más vcnlajas 
149 
presente para la obtención de buenos resultados y por que no. el que más convenga 
a sus intereses. 
En conclusión la adquisición de equipos anticontaminantes y/o tecnología de 
punta para disminuir las emisiones contaminantes a Ja atmósfera depende en gran 
parte de Ja aplicación. funcionamiento y vigilancia de un programa existente para 
mejorar la calidad del aire en el Valle de México en el año 1995-2000. por Jo que 
una buena alternativa para el sector industrial son Jos dos procesos que en esta tésis 
h;igo mención. espero que sea de utilidad Ja información contenida en ésta. 
150 
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