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Maestría en Ingeniería de la EnergíaPresenta:

Lissette Mendoza Barrón

IntroducciónLa contaminación térmica se suele asociar con

aumentos de temperatura del agua en un arroyo, lago o el mar debido a la descarga de agua caliente de los procesos industriales, tales como la generación de electricidad.

El aumento de la temperatura ambiente del agua también se producen en los arroyos donde la vegetación que producen sombra a lo largo de los bancos de peces o arrecifes se retira o donde los sedimentos han hecho que el agua sea más turbia.

DefiniciónLa contaminación térmica es la degradación de

la calidad del agua por cualquier procedimiento donde los cambios del ambiente incidan en que se modifique la temperatura del agua. 1

Se define como los grandes insumos de agua caliente de una sola planta o de varias que se vierten al mismo lago o porción natural de agua, que tenga un lento movimiento en su corriente por lo que puede tener efectos nocivos sobre la vida acuática. 2

FuentesLa producción de energía a partir de una fuente de

combustible o por la conversión de energía térmica en energía mecánica, mediante el uso de un motor.

El principio fundamental es obtener trabajo y el rechazo de calor no utilizado.

El calor residual de centrales de generación eléctrica se transfiere al agua de refrigeración obtenida de los cuerpos de agua locales, como un río, lago o mar.

Resulta ser muy eficiente por su costo. Grandes cantidades de agua se utilizan para mantener

la temperatura del disipador de lo más bajo posible para mantener una alta eficiencia térmica.

Tipo de generación Capacidad efectiva en MW

Porcentaje

Tipo de Generación Capacidad efectiva en MW PorcentajeTermoeléctrica 22,681.69 45%Hidroeléctrica 11,094.90 22%Carboeléctrica 2,600.00 5%Geotermoeléctrica 964.50 2%Eoloeléctrica 85.25 0%Nucleoeléctrica 1,364.88 3%Termoeléctrica(Productores Independientes) 11,456.90 23%

Total 50,248.12 100%

Tipo de Generación Porcentaje

Geotermia 2.97%Carbón 7.46%Nuclear 4.34%Eólica 0.10%Productores Independientes 33.24%Hidráulica 12.64%Hidrocarburos 39.23%

Generación por Fuente*

Por tipo de generación al mes de julio 2009*

Fuente: http://www.cfe.gob.mx/es/LaEmpresa/queescfe/Estadísticas/

EfectosLas temperaturas más cálidas hacen que en el

agua exista un menor contenido de oxígeno disuelto

Al calentar el agua también hace que los organismos acuáticos aumenten su tasa de respiración y consuman más oxígeno, aumentando su susceptibilidad a enfermedades, parásitos y productos químicos tóxicos.

También existe un impacto en el humano y en los ecosistemas terrestres.

Efectos biológicosEn general podemos decir que: La temperatura es importante para el mantenimiento de las

características óptimas en el agua - basado en los sistemas ecológicos.

El aumento de las temperaturas no solo puede matar a los peces o mariscos si no también producir efectos en su metabolismo, como la reproducción y crecimiento.

En el caso de que haya una reducción de algunos organismos hace que se extinga el alimento de otras especies lo que esto alterará el equilibrio en el sistema.

Debido a la complejidad de los sistemas naturales, es un error generalizar sobre los efectos de la temperatura sobre la vida acuática lo mas adecuado es realizar el estudio de las especies localmente importantes.

En el caso de los peces La temperatura afecta directamente la fisiología de los peces. La temperatura de los peces con sus alrededores solo puede

diferir en sólo 0.5-10°C, la temperatura exterior debe adaptarse a la temperatura interna de sus necesidades (esto puede cambiar de manera individual por el cambio en la especie

La tasa de aumento de la temperatura con respecto al cambio en su metabolismo van de acuerdo a los límites letales por que se ven afectados por el nivel de oxígeno en el agua y los cambios en la salinidad.

Efectos sobre el mecanismo de la muerte: Aceleración de las reacciones enzimáticas pueden traer que las

enzimas sean inactivas. La coagulación de las proteínas de la célula. Reducción de la

permeabilidad de las membranas celulares. La producción de productos tóxicos .

Rango de temperatura en el que los peces se reproducen es pequeño la Temperatura afecta el desarrollo embrionario, algunos son más tolerantes a estos rangos de temperatura.

El pez busca la temperatura más adecuada para la supervivencia, llamado "temperatura preferida".

Acciones simultáneas pueden afectar la vida de peces (acción sinérgica). Por ejemplo, el efecto de los aumentos de NaCl con la temperatura y efectos de toxicidad son comunes.

Aclimatación temperaturas son importantes para la vida de peces. Los cambios graduales son mejor tolerados que los cambios rápidos.

MARISCOS Fisiología, metabolismo y el desarrollo de muchas especies se ven

afectadas por la temperatura. Las algas y otras plantas acuáticas: Aumento de la temperatura a menudo elimina las especies deseables

y ayuda a establecer indeseables por lo que es un problema complicado y requiere un estudio específico.

Bacterias En general, aumenta el crecimiento con la temperatura si el

alimento es abundante. no necesariamente perjudiciales a menos que los agentes patógenos aumenten.

Efectos químicosPara una reacción dada la posición de equilibrio con los

cambios de temperatura y con otras condiciones, tales como las concentraciones iniciales de los reactivos, es decir la constante de equilibrio se ve afectada por la temperatura.

Velocidad de reacción se duplica por cada aumento de 10 °C.Problemas de sabor y olor pueden ser inducidas por la

temperatura que acelera la acción química o bioquímica, en particular cuando se agote el oxígeno.

Algunas sustancias que pueden acumularse incluyen los compuestos de hierro, carbonatos, sulfatos y fenoles.

Los sabores y los olores son más pronunciados en agua caliente a causa de menor solubilidad.

El aumento de la temperatura tiene efectos mixtos en las reacciones químicas específicas.

Efectos físicosEn general podemos mencionar 4 de ellos:Puede existir un cambio en su densidad y viscosidad, con

esto también provocar estratificación que también depende de la profundidad y del movimiento del agua.

También un cambio en la presión del vapor, causando una diferencia de presión de vapor entre el aire y el agua y también por la velocidad del viento.

La relación de la temperatura del agua y la solubilidad del gas es un aspecto importante de la contaminación térmica.

La solubilidad es directamente proporcional a la presión parcial a una temperatura dada bajo condiciones de equilibrio.

Los cambios de temperatura causan complicados ajustes en el equilibrio dinámico de oxígeno en las aguas y hacen que sea difícil de relacionar en absoluto el oxígeno disuelto y otros factores a la demanda de oxígeno, como por ejemplo, la producción de fotosíntesis, las mezclas etc.

Dado que rara vez las aguas tienen un valor de saturación de agua, aumento de la temperatura disminuirá la capacidad de explotación que ya es inferior al óptimo.

La evidencia reciente muestra que el aumento de las temperaturas puede aumentar los niveles de nitrógeno con el fin de la vida en este lugar.

Efectos en el humanoLos cambios bruscos de temperatura pueden

llegar a causar la muerte.Si el cambio no es muy brusco entonces el

efecto dependerá de la velocidad con que esto se de.

Un posible cambio en el clima, trayendo problemas respiratorios o problemas reumáticos.

Los que trabajan en estos lugares también se ven afectados con enfermedades específicas.

Efectos en los ecosistemas terrestres Como los cambios de temperatura

se deben principalmente a la actividad de la generación eléctrica o por la industria se diseñaron métodos de condensación de vapor.

El vapor producido va a la atmósfera elevando la temperatura en el aire circundante, afectando el clima de las zonas circundantes.

Al cambiar el clima de las regiones cambia se afecta al sector agrícola.

Teniendo consecuencias en la parte económica y en el ecosistema como erosión, extinción de especies de vegetales y por ende de algunos animales.

MitigaciónCFE para evitar la contaminación térmica propone:Reducción de emisiones a la atmósfera, logrando

niveles inferiores a los establecidos en las Normas Oficiales Mexicanas en la materia durante su fase de operación.

Utilización de aguas negras tratadas para enfriamiento, así como de sistemas de enfriamiento en seco.

Repotenciación de termoeléctricas y cambio de combustible a gas natural.

Análisis de las opciones de usos productivos del embalse en centrales hidroeléctricas.

La Planeación participativa en el desarrollo de los proyectos hidroeléctricos.

Contaminación radiactivaSe denomina contaminación radiactiva a la

presencia no deseada de sustancias radiactivas en el entorno. Esta contaminación puede proceder de radioisótopos naturales o artificiales.

RADIACIONES NATURALESRadiaciones Cósmicas

Radiación de los materiales contenidos en la Tierra.

Elementos radioactivos contenidos en el cuerpo humano

Uranio (238U, 235U)Torio (232Th)Actinio (234Ac)Potasio (40K)

Potasio (40K)Carbono(14C)Sodio (32Na)

Radiaciones ArtificialesSon los radioisótopos

que no existen de forma natural en la corteza terrestre, sino que se han generado en alguna actividad del hombre.

Cualquier cantidad que se llegara a encontrar se podría considerar contaminación

Plutonio (239Pu)Curio (244Cm)Americio ( 241Am )Cobalto ( 60Co2)

Posibles contaminacionesLa contaminación de las

personas. La contaminación de

alimentos.

La contaminación de los suelos.

La contaminación del agua

IngerirAbsorciónInhalaciónInyecciónSuperficialmenteA profundidad

Disueltos en la misma agua

Radón

Accidentes radiactivosnuclearesTerroristas

Radón

Procedencia de la contaminaciónMédica: en Medicina Nuclear y Radioterapia se generan

resíduos contaminados (jeringuillas, material de laboratorio, excretas de pacientes tratados, aguas residuales, etc.)

Industrial: por la producción de energía nuclear: estas centrales emiten a la atmosfera sustancias radiactivas

En la minería con el radón.Militar: ensayos, a cielo descubierto o subterráneas, de

las bombas atómicas, a su fabricación o a la investigación asociada.

Accidental: la contaminación radiactiva artificial puede ser resultado de una pérdida del control accidental sobre los materiales radiactivos durante la producción o el uso de radioisótopos.

El decaimiento alfa (α), como ejemplo al 238U al decaer emite partículas α que están formadas de 2protones y 2 neutrones entonces el nuevo isótopo esta disminuido en número de partículas y se representa como sigue :

El decaimiento beta (β) La desintegración o emisión beta es un proceso por el cual un nucleido no estable puede transformarse en otros nucleidos mediante la emisión de una partícula beta. Este tipo de radiación es penetrante; desde algunos milímetros hasta unos dos centímetros en los seres vivos, según sea su energía.

La radiación gamma (γ) No tienen carga , es un tipo de radiación electromagné-tica producida generalmente por elementos radioactivos o procesos subatómicos, no interactúan directamente con la materia pues lo hacen a través del efecto Compton, el efecto fotoeléctrico y la producción de pares. Una de sus características es que son del tipo de radiación ionizante capaz de penetrar en la materia mas profundamente que la radiación alfa o beta.

ThU 234238

Son llamados radioisótopos primarios a los que existen desde que la Tierra se formó con vida media muy larga. El uranio y el Torio se encuentran en cantidades variables tanto en el suelo como en las rocas.

La mayoría de los radioisótopos provienen de estos procesos de decaimiento emiten partículas α, provocando que los isótopos en los que decaen tengan características radiactivas distintas, produciendo radiaciones más intensas que las del propio uranio.

En general comienzan con un elemento cabeza o padre con masa muy elevada y termina con el isótopo estable, a los isótopos generados por las desintegraciones sucesivas son descendientes o hijos.

La actividad de una sustancia radiactiva se determina por el valor del número de transformaciones o desintegraciones que sufre por unidad de tiempo. La unidad establecida en el Sistema Internacional es el Becquerelio (Bq). 1 Bq = 1 transformación por segundo

UThU 235232238 ,,

Elemento Padre o cabeza al decaer puede emitir una partícula, α, β, γ

2°Elemento hijo

1° Elemento hijo

3° Elemento

hijo

Cadena de desintegración del 238U

El uranio 238 tiene una vida media de 4.51E9 años, padre de la serie que incluye al radio y al polonio, acabando finalmente en el plomo

Radón vida media 3.82d

Se estima que una gran parte del la población pasa alrededor de un 90% de sus vidas en un ámbito intramuros3 es decir en interiores de edificios laborales o casas habitación respirando aire con gas radón y sus descendientes, pues éste gas emana de las paredes, pisos, tierra o suelo aumentando con esto el riesgo de cáncer pulmonar debido a este factor.

*L. Garzón Ruiperéz. Radón y sus riesgos. Servicio de Publicaciones, Universidad de Ovied

Referencia: CSN (Consejo de Seguridad Nuclear) España, EPA

GAS RADÓN Único gas radioactivo emisor de

partículas α, descubierto por F. Dorn en 1900Gas noble IncoloroInsípidoInodoroZ=86Existe en la naturaleza desde el principio de la

creación de la Tierra. Los productos de desintegración del 222Rn son

isótopos de Po, Pb, Bi

GAS RADÓNPara el humano representa un 57% de la radiación natural

recibida (según las Naciones Unidas)La exposición al radón ocurre en su mayoría por inhalación,

también puede estar disuelto en agua o a través del consumo de vegetales y tabaco.

Fuentes de Radiación Natural para el Ser Humano

Radon57%Rayos

Cósmicos17%

Potasio14%

Otros12%

Efectos del 222Rn Sobre la SaludUn posible riesgo que se corre al estar en contacto con las

emanaciones de radón son principalmente adquirir cáncer pulmonar.

El 222Rn cuando se inhala y no se une químicamente a los tejidos corporales, se depositan en el tracto respiratorio y por su decaimiento propio emite partículas α que por tener un corto alcance depositan toda su energía en los pulmones.

Estas radiaciones pueden dañar al ADN iniciando así un posible cáncer pulmonar.

According to the EPA. Indoor RadonIs the second leading cause of Lung cancer in the US.

A counting for 5,000 to 20,000 deaths a year.

U.S., E.P.A. Report OPA 86-4 (1986)

LOS NIVELES MAXIMOS RECOMENDADOS

POR US-EPA

148 Bq m148 Bq m33 (4 pCi/L) (4 pCi/L)

400 Bq m400 Bq m33 (10.8 pCi/L) (10.8 pCi/L)

El valor recomendado por la U.E. a sus Estados miembros para iniciar acciones de remedio en casas

ya edificadas (90/143/EURATOM) es de 400 Bq/m3

Viviendas anteriores a 1990 (vieja construcción)

Lugares de Trabajo: 1000 Bq/m3

Viviendas posteriores a 1990 (nueva construcción): 200 Bq/m3

Tratado constitutivo de la Comunidad Europea de la Energía Atómica (Euratom)

Creado en un principio con el fin de coordinar los programas de investigación de los Estados miembros en favor de una utilización pacífica de la energía nuclear, el Tratado Euratom contribuye en la actualidad a la puesta en común de los conocimientos, de las infraestructuras y de la financiación de la energía nuclear. Garantiza la seguridad del abastecimiento de energía atómica mediante un control centralizado.

Electret

MONITOR DINAMICO

SARAD DOSEman

Dispositivos para radón intramuros

Métodos Dinámicos Métodos pasivos

¿Cómo medimos la concentración de Radón?

Sun Nuclear 1027

CR-39

C12H18O7

Allyl Diglycol Policarbonate

DISPOSITIVO

Vaso volumen fijo

Membrana para evitar el paso de

partículas

CR39

Desecador

Bibliografía 1 http://www.pollutionissues.com/Te-Un/Thermal-

Pollution.html 2

http://www.rpi.edu/dept/chem-eng/Biotech-Environ/Environmental/THERMAL/tte1.htm

3 L. Garzón Ruiperéz. Radón y sus riesgos. Servicio de Publicaciones, Universidad de Oviedo, España,1992

B. Mendoza L. Medición de radón intramuros en ambientes laborales, UNAM 2009

Llerena J. J. Medición de radón intramuros. Universidad de Santiago de Compostela, España 2006