ISSN 19006241
Domingo 20 de Abril de 2014

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Emisiones - Medio Ambiente :: Trabajo de Investigación

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Emisiones - Medio Ambiente: Edición Agosto de 2005 - VIRTUALPRO, la Revista Virtual especializada en Procesos Industriales



Este documento es un trabajo de investigación elaborado por Beatriz Cárdenas González, Víctor Gutiérrez Avedoy (Centro Nacional de Investigación y Capacitación Ambiental, Instituto Nacional de Ecología INE, Ciudad de México, México), Sergio Revah Moiseev, Sergio Hernández Jiménez (Departamento de Ingeniería de Procesos e Hidráulica, Universidad Autónoma Metropolitana de Iztapalapa, Ciudad de México, México), y Avril Martínez Sánchez (egresada de Biotecnología de la Universidad Autónoma Metropolitana de Iztapalapa). Este texto esta publicado en el portal del Instituto Nacional de Ecología INE, y contiene una breve introducción a la contaminación atmosférica en México, una descripción de los principales contaminantes atmosféricos, información sobre las tecnologías existentes para el control de emisiones de fuentes fijas y una detallada explicación sobre la biofiltración y su potencial de aplicación en éste país centroamericano.

La disminución de la calidad del aire debido a la contaminación atmosférica en zonas urbanas es producto de un conjunto de factores como la cantidad y calidad de los combustibles utilizados por los distintos procesos industriales, las actividades productivas y de población y por las condiciones meteorológicas (locales y globales) y fisiográficas que modifican la química atmosférica.

La importancia del control de la contaminación atmosférica tiene que ver no sólo con los daños directos que causa a la salud del ser humano  (enfermedades, hipersensibilidad), a la flora y la fauna (alteraciones foliares, reducción del  crecimiento, pérdida de especies, etc.) o las alteraciones al medio ambiente (atenuación de la radiación solar, aumento de emisiones calóricas, cambios en la precipitación), sino también con los impactos negativos sobre la economía como resultado de las pérdidas derivadas de los efectos directos e indirectos, así como por los gastos relacionados con la aplicación de medidas para controlar dicha polución. La calidad del aire se determina en función del tipo y concentración de diferentes contaminantes gaseosos, aerosoles y materiales particulados presentes en la atmósfera.

Inicialmente, el estudio presenta en su introducción, historia sobre la contaminación atmosférica en México, sobre los instrumentos regulatorios, acerca de contaminantes atmosféricos en México y programas para el mejoramiento de la calidad del aire, puntualizando sobre la contaminación atmosférica por Compuestos Orgánicos Volátiles. Posteriormente se presentan los tipos y fuentes de contaminantes atmosféricos, así como los métodos de control de emisiones de COVs. Dentro de éstos métodos de control se encuentran los métodos físicoquímicos como incineración u oxidación, oxidación térmica, oxidación catalítica, absorción, adsorción y condensación. Dentro de los métodos biológicos, la biofiltración hace parte el objeto de estudio del presente trabajo.

¿Qué es la biofiltración?


La biofiltración se define como todo proceso biológico utilizado para
el control o tratamiento de compuestos volátiles orgánicos e inorgánicos presentes en la fase gaseosa. En la biofiltración, los microorganismos son los responsables de la degradación biológica de los contaminantes volátiles contenidos en corrientes de aire residual. Durante el proceso de biofiltración (ver figura), el aire contaminado pasa a través de los macroporos del material filtrante.

La degradación de los contaminantes ocurre previa transferencia del aire a un medio líquido en donde es utilizado como fuente de carbono y energía (compuestos orgánicos) o como fuente de energía (compuestos inorgánicos). La utilización implica producción de biomasa y la oxidación parcial o total del contaminante. A su vez, la biomasa, bajo ciertas condiciones sufre una oxidación por respiración endógena. De esta manera, los procesos de biofiltración dan lugar a una descomposición completa de los contaminantes, creando productos no peligrosos.

Biofiltros

El diseño de los biofiltros es muy variable: pueden ser sistemas cerrados o abiertos; de uno o múltiples lechos de soporte teniendo cada uno una altura de entre 0.5 y 1.5 m. Los biofiltros permiten, por lo general, tratar flujos específicos de gas de 50 a 300 m3 por m3 de reactor por hora, con valores extremos de 12 m3 por m3 de reactor por hora para el tratamiento de compuestos xenobióticos y de 600 m3 por m3 de reactor por hora para el tratamiento de contaminantes poco tóxicos. La capacidad de concentración de los contaminantes tratados con éxito puede ser de algunos mg por m3 hasta arriba de 5 g por m3, dependiendo del nivel de toxicidad del compuesto.

Esos últimos valores significan una capacidad de degradación de 10 a 200 g de contaminante por m3 de reactor por hora. Se considera que la biofiltración es una de las tecnologías más económicas, en especial para el tratamiento eficiente de grandes flujos de aire poco contaminados. El costo de tratamiento es muy variable y puede oscilar entre 0.3 y 2.5 dólares americanos por 1000 m3 tratados, lo cual es de
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