bioética, notas principales

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Bioética, notas principales Basado en el libro ECOLOGÍA, CONTAMINACIÓN, MEDIO AMBIENTE Autores: Dr. Amos Turk, Dr. Jonathan Turk, Dr. Janet A. Wittes Editorial McGraw Hill México, 2006 Resumen preparado para los estudiantes de preparatoria abierta en México. El presente material debe ser considerado únicamente como complemento para el estudio, y de ninguna manera sustituye al libro de texto ni a la guía de estudio. Unidad I: INTRODUCCIÓN A LA ECOLOGÍA / MEDIO AMBIENTE AGRÍCOLA / PESTICIDAS Módulo 1: ECOLOGÍA Definir el concepto de fisiología: Ciencia que estudia el funcionamiento de los órganos de los seres vivos y su interrelación. Enunciar el significado de ecología: Aún con todos los mecanismos de la vida integral, una planta o un animal son individuos que no pueden existir como entidades aisladas sino que dependen del medio ambiente. Concretamente, han de ingerir alimentos, agua y minerales, eliminar desperdicios y mantener una temperatura favorable. El estudio de las acciones recíprocas entre sistemas vivos y su medio ambiente constituye la ciencia de la ecología. Considerados juntamente los organismos vivos y la materia inerte con la que actúen en reciprocidad, constituyen el ecosistema. Describir las partes principales de un ecosistema: un ecosistema está constituido por: • El entorno físico (suelo, montañas, ríos, mares, etc.) • El grupo vegetal que lo caracteriza (pastos, árboles, etc.) • La fauna que lo habita (animales, incluido el hombre) • Las condiciones ambientales (el clima, la precipitación pluvial, etc.) Describir en qué consiste la homeostasia del ecosistema: La resistencia al trastorno del equilibrio de un sistema se designa como amortiguamiento; así pues el amortiguamiento es una acción protectora. El organismo tiende a mantener un equilibrio de diversos procesos vitales, alimentándose, reparándose a sí mismo (curándose a sí mismo) y adaptándose a los cambios externos; esta tendencia a mantener un medio ambiente estable se designa como homeostasia. Un ecosistema natural, tal como una tierra de pasto tiene muchas oposiciones, los organismos nacen y mueren, la humedad y los elementos nutritivos salen de la tierra y son devueltos a ella; por otra parte muchas de estas oposiciones están delicadamente protegidas contra trastornos. Durante una temporada seca, cuando los ratones de una tierra de pasto tienen menos alimento y su natalidad decrece, regresan a sus madrigueras e invernan, de modo que su mortalidad decrece, en esta forma su comportamiento protege tanto el equilibrio de su población como el de las hierbas que no son consumidas por los ratones invernantes, semejante tendencia se designa como homeostasia del ecosistema. Reconocer ciertas sustancias como ricas o pobres en energía: Un material rico en energía es aquel que puede arder con producción de calor, en tanto que la Página 1 de 26

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Resumen basado en el libro ECOLOGÍA, CONTAMINACIÓN, MEDIO AMBIENTE (Turk / Turk / Wittes), para la materia Bioética de la preparatoria abierta en México.

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Page 1: Bioética, notas principales

Bioeacutetica notas principales

Basado en el libro ECOLOGIacuteA CONTAMINACIOacuteN MEDIO AMBIENTEAutores Dr Amos Turk Dr Jonathan Turk Dr Janet A Wittes

Editorial McGraw HillMeacutexico 2006

Resumen preparado para los estudiantes de preparatoria abierta en MeacutexicoEl presente material debe ser considerado uacutenicamente como complemento para el estudio y de ninguna

manera sustituye al libro de texto ni a la guiacutea de estudio

Unidad I INTRODUCCIOacuteN A LA ECOLOGIacuteA MEDIO AMBIENTE AGRIacuteCOLA PESTICIDAS

Moacutedulo 1 ECOLOGIacuteA

Definir el concepto de fisiologiacutea Ciencia que estudia el funcionamiento de los oacuterganos de los seres vivos y su interrelacioacuten

Enunciar el significado de ecologiacutea Auacuten con todos los mecanismos de la vida integral una planta o un animal son individuos que no pueden existir como entidades aisladas sino que dependen del medio ambiente Concretamente han de ingerir alimentos agua y minerales eliminar desperdicios y mantener una temperatura favorable El estudio de las acciones reciacuteprocas entre sistemas vivos y su medio ambiente constituye la ciencia de la ecologiacutea Considerados juntamente los organismos vivos y la materia inerte con la que actuacuteen en reciprocidad constituyen el ecosistema

Describir las partes principales de un ecosistema un ecosistema estaacute constituido por bull El entorno fiacutesico (suelo montantildeas riacuteos mares etc) bull El grupo vegetal que lo caracteriza (pastos aacuterboles etc) bull La fauna que lo habita (animales incluido el hombre) bull Las condiciones ambientales (el clima la precipitacioacuten pluvial etc)

Describir en queacute consiste la homeostasia del ecosistema La resistencia al trastorno del equilibrio de un sistema se designa como amortiguamiento asiacute pues el amortiguamiento es una accioacuten protectora El organismo tiende a mantener un equilibrio de diversos procesos vitales alimentaacutendose reparaacutendose a siacute mismo (curaacutendose a siacute mismo) y adaptaacutendose a los cambios externos esta tendencia a mantener un medio ambiente estable se designa como homeostasia

Un ecosistema natural tal como una tierra de pasto tiene muchas oposiciones los organismos nacen y mueren la humedad y los elementos nutritivos salen de la tierra y son devueltos a ella por otra parte muchas de estas oposiciones estaacuten delicadamente protegidas contra trastornos Durante una temporada seca cuando los ratones de una tierra de pasto tienen menos alimento y su natalidad decrece regresan a sus madrigueras e invernan de modo que su mortalidad decrece en esta forma su comportamiento protege tanto el equilibrio de su poblacioacuten como el de las hierbas que no son consumidas por los ratones invernantes semejante tendencia se designa como homeostasia del ecosistema

Reconocer ciertas sustancias como ricas o pobres en energiacutea Un material rico en energiacutea es aquel que puede arder con produccioacuten de calor en tanto que la sustancia pobre en energiacutea no puede hacerlo la celulosa la grasa el azuacutecar el carboacuten y el petroacuteleo son sustancias ricas en energiacutea pero el bioacutexido de carbono el agua el nitroacutegeno y el granito son pobres en energiacutea

Calcular la eficiencia de la transferencia de energiacutea a lo largo de una cadena alimenticia Resulta interesante considerar la eficiencia de la transferencia de energiacutea a lo largo de la cadena de alimentos una planta que recibe 1000 caloriacuteas de energiacutea lumiacutenica del sol en un diacutea determinado los experimentos han demostrado que 100 caloriacuteas soacutelamente son utilizadas para producir material vegetal algunas de las 900 caloriacuteas restantes las utiliza para mantener su vida Supongamos ahora que un herbiacutevoro (una vaca) comiera dicha planta obtendriacutea 100 caloriacuteas sin embargo la vaca ha de mantener su propio metabolismo y retener ademaacutes alguna energiacutea para la accioacuten muscular que le permita moverse en busca de maacutes hierba la produccioacuten neta de la vaca o sea su ganancia utilizable de energiacutea seriacutea soacutelo de aproximadamente 10 caloriacuteas asiacute pues de cada 100 caloriacuteas comidas por el herbiacutevoro solamente 10 quedan disponibles para el carniacutevoro y asiacute sucesivamente La ventaja de los herbiacutevoros en materia de energiacutea es una razoacuten importante de que haya tantos maacutes herbiacutevoros que carniacutevoros (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte con su asesor)

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Moacutedulo 2 TRASTORNO Y RECUPERACIOacuteN ndash LA ESTABILIDAD DE LOS ECOSISTEMAS

Definir el concepto de nicho ecoloacutegico Cada especie ejecuta determinadas funciones y ocupa determinados lugares o haacutebitats la combinacioacuten de funcioacuten y haacutebitat se designa como nicho ecoloacutegico De modo natural los nichos ocupados por diversas especies no son en modo alguno exclusivos y esta superposicioacuten produce competencia de tal manera que parece existir cierta relacioacuten entre la estabilidad de un ecosistema y la presencia de numerosas especies que ocupan nichos parcialmente sobrepuestos

Reconocer la importancia de los depredadores en un ecosistema Los depredadores contribuyen a mantener el control de la poblacioacuten de diversas especies si no hubiera depredadores cabriacutea esperar que el volumen de la poblacioacuten de herbiacutevoros presentaraacute cambios ciacuteclicos espectaculares creceriacutea raacutepidamente hasta que la densidad de poblacioacuten fuera demasiado grande en relacioacuten con la reserva de alimento disponible

Explicar el significado de simbiosis Se le llama simbiosis a la dependencia directa de dos organismos que han de desarrollarse juntos para poder sobrevivir Un ejemplo se ve en el liacutequen de roca el cual es una mezcla de un hongo y de un alga el hongo no contiene clorofila y no puede producirla por consiguiente su propio alimento por fotosiacutentesis obtiene toda su energiacutea alimenticia del alga esta no puede retener el agua y se deshidrata y moririacutea si no estuviera rodeada por el hongo

Explicar la forma en que se alcanza el cliacutemax en una sucesioacuten natural La sucesioacuten natural se define como la serie de cambios a traveacutes de los cuales un ecosistema va pasando a medida que transcurre el tiempo Si se toma por ejemplo la vida de un estanque como sistema ecoloacutegico estable se producen desequilibrios y reajustes como en todos los sistemas naturales en cambio en el caso de la mayoriacutea de los estanques riacuteos y las corrientes que desembocan en ellos aportan al medio ambiente maacutes lodo del que se llevan las corrientes salientes el equilibrio masivo es trastornado por la adicioacuten constante de materia soacutelida aportada por las corrientes que en eacutel desembocan Con el tiempo el lago empezaraacute a llenarse de lodo las vidas vegetal y animal cambiaraacuten apareceraacuten plantas nuevas susceptibles la trucha cederaacute el paso a la carpa y al barbo Sin embargo sigue llegando lodo al lago ademaacutes puesto que es corriente las plantas del lago producen en esta etapa maacutes alimento del que es consumido por los herbiacutevoros el fondo se llena con humus Finalmente el lago se podraacute hacer tan poco profundo que pueda crecer en eacutel la hierba de los pantanos Una vez maacutes el pantano es considerado como un sistema estable durante una observacioacuten a breve plazo pero en la mayoriacutea de los casos se estaacute convirtiendo gradualmente en un prado Si el clima es apropiado empezaraacuten a crecer aacuterboles (apareceraacuten primero arbustos luego aacuterboles de madera blanda y crecimiento raacutepido tales como el abedul el tiemblo y el chopo) los aacuterboles de madera blanda son reemplazados por el pino y finalmente el pino es reemplazado por los aacuterboles de madera dura Durante la sucesioacuten de las especies vegetales cada una de ellas prepara el camino para la proacutexima pero contribuye a su propia extincioacuten el proceso de sucesioacuten natural es lento por ejemplo el cambio de unas hierbas de pasto ceden el paso a un matorral de arbustos en un periacuteodo de 10 antildeos los arbustos se convierten en bosque de pino en 10 o 25 antildeos y los bosques de pino ceden el paso a los aacuterboles de madera dura despueacutes de 100 antildeos

Nombrar algunos de los ecosistemas principales del cliacutemax El cliacutemax es la etapa ldquofinalrdquo la etapa que ldquoya no cambiardquo por supuesto la palabra final se utiliza con reserva porque es el caso que el lento proceso de la evolucioacuten va cambiando todas las cosas La composicioacuten del cliacutemax depende de la temperatura de la altura de los cambios de temporada y de los tipos de precipitacioacuten pluvial y de la luz solar He aquiacute la descripcioacuten de algunos de los ecosistemas principales de cliacutemax 1048673 Los bosques que constan en gran parte de aacuterboles deciduos necesitan una humedad apropiada y un clima relativamente templado la precipitacioacuten pluvial ha de situarse entre 75 y 150 cms anuales y el promedio de temperatura durante la temporada de crecimiento deberiacutea ser de + 16degC a 18degC 1048673 Bosques siempre verdes promedio de temperatura y nivel de temperatura maacutes bajos y los inviernos maacutes largos 1048673 Tundra consta de plantas cuyo desarrollo de crecimiento es de dos meses o menos y que son capaces de sobrevivir en condiciones severas de friacuteo y de hielo El desarrollo es todo bajo tenso de florecimiento raacutepido y podriacuteamos antildeadir muy bello son regiones friacuteas y casi desprovistas de aacuterboles 1048673 Pradera son regiones templadas en las que la precipitacioacuten pluvial es demasiado bajapara soportar bosques 1048673 Desierto son aacutereas secas (de menos de 25 cms de precipitacioacuten pluvial al antildeo) el desierto puede ser aacuterido o capaz de soportar monte bajo y cactos

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Moacutedulo 3 ECOSISTEMA AGRIacuteCOLA

Enunciar el significado de ecosistema agriacutecola Al evolucionar el hombre a partir de sus antecesores simiescos empezoacute comiendo carne y diversos productos vegetales seguacuten lo que lograba conseguir de un diacutea a otro cazaba y llevaba su alimento a su cueva o era cazado y llevado a la cueva de alguacuten otro depredador competiacutea con otros herbiacutevoros por alimentos vegetales y la vida resultaba muy dura durante las sequiacuteas las inundaciones y las pestilencias El medio ambiente de la tierra no resultaba apreciablemente alterado por la existencia del hombre primitivo las razones de esto eran dos primero la tecnologiacutea primitiva del hombre era muy limitada mdashsus utensilios de piedra y madera para cavar y cazar podiacutean competir sin duda con el colmillo del mamut o la zarpa del tigre pero no eran ciertamente muy superioresmdash en segundo lugar la poblacioacuten esparcida para poder afectar al medio ambiente en grado significativo algunoSin embargo la carrera entre la evolucioacuten social y la evolucioacuten bioloacutegica no constituye en modo alguno una contienda y una vez que el hombre adquirioacute su capacidad de crear alguna tecnologiacutea (si deseaba una hacha de piedra) y de transmitir su conocimiento de generacioacuten en generacioacuten una invencioacuten fue sucediendo a otra y su predominio sobre sus competidores se fue afianzando sus eacutexitos se hicieron maacutes numerosos su poblacioacuten aumentaba y sus capacidades mejoradas se reforzaron mutuamente y finalmente los efectos combinados de estas circunstancias empezaron a alterar la Tierra en forma apreciable El primer invento importante con respecto a la alteracioacuten de la tierra fue la agricultura (cultivo de cosechas y criacutea de ganado) el sistema naturalmente estable es autosuficiente y no necesita intercambiar materia alguna ya sea daacutendola o tomaacutendola con el exterior El consumo y la produccioacuten de elementos nutritivos recorren el ciclo alimentario inconstantemente sin peacuterdida ni ganancia alguna Un ecosistema asiacute podriacutea ser una regioacuten aislada como un valle rodeado por la agricultura es un invento teacutecnico En efecto la agricultura capacitoacute al hombre para obtener alimentos de la tierra en forma mucho maacutes eficaz de lo que jamaacutes hubiera sido el caso colectando o cazando y auacuten en formas tan eficientes que a una superficie determinada de tierra se le podriacutea alimentar a maacutes gente que soacutelo a los cultivadores o pastores que la cuidaban Lograron abandonar el campo y congregarse en ciudades donde pudieron dedicarse a actividades distintas de la recoleccioacuten de alimentos tales como las artes y la tecnologiacutea incluido el desarrollo proseguido de elementos para mejorar la agricultura pero es el caso que los individuos que viven en la ciudad estaacute fuera del sistema productor de alimentos son un drenaje Semejante drenaje irrumpe el ciclo de los alimentos y producen un desequilibrio ecoloacutegico y cuanto maacutes eficiente se hace la teacutecnica productora de alimentos tanto peor resulta el trastorno ecoloacutegico por supuesto el hombre ha comprendido que su alternativa consiste en fertilizar la tierra o acabar yeacutendose a otro sitio en algunas regiones el hombre ha tenido mucho eacutexito en la tarea de conservar feacutertil la tierra de cultivo

Relatar los casos de la destruccioacuten agriacutecola en la India la Cuenca del Polvo en EUA y la Presa de Asuaacuten en Egipto bull India Es bien sabido que la agricultura de la India no puede seguir por completo el paso de las necesidades de su poblacioacuten y que por consiguiente la escasez no esta sino a unas cuantas estaciones secas de distancia pero se sabe menos que aproximadamente las dos terceras partes de la tierra de cultivo ha sido parcial o totalmente destruida por la erosioacuten o por agotamiento del suelo causado por el hombre En efecto la regioacuten alrededor del Sind cerca de la desembocadura del Riacuteo Indo es tiacutepica de una tierra de cultivo destruida con excepcioacuten de unas cuantas extensiones Sind es ahora una regioacuten esteacuteril aacuterida y medio deseacutertica pero sin embargo las excavaciones arqueoloacutegicas han puesto al descubierto las ruinas de una civilizacioacuten avanzada que cultivaba alliacute la tierra hace 4000 antildeosAdemaacutes los foacutesiles de animales nativos de la regioacuten muestra que viviacutean alliacute elefantes buacutefalos acuaacuteticos tigres osos venados loros lobos y otros habitantes similares a los de los bosques Los colonizadores primitivos construyeron templos de ladrillo no cabe duda que alimentaban el fuego con lentildea y la lentildea hubo de provenir de los bosques de las regiones vecinas que ahora son desierto Los detalles de la transformacioacuten de bosques en desiertos son conjeturas porque no existen datos meteoroloacutegicos consignados de estos 400 antildeos probablemente el cambio de clima que destruyoacute la tierra de Sind (de bosque a estepa tropical) fue ocasionado por deforestacioacuten el hombre destruyoacute el bosque para cultivar alimentos que satisfacen sus necesidades es el caso sin embargo que la devastacioacuten del bosque de Sind acaboacute destruyendo la tierra y la tierra muerta no produce alimento en absoluto Actualmente en la India el pastoreo excesivo destruye el manto del suelo los pastores alimentan a las cabras cortando los aacuterboles los aacuterboles se mueren y a la tierra se la lleva el viento El Valle del Tigris y el Eufrates ldquola cuna de la civilizacioacutenrdquo dio origen a grandes civilizaciones Sabemos que sistemas muy complicados de letras matemaacuteticas derecho y astronomiacutea se originaron en dicha regioacuten obviamente los hombres teniacutean alliacute tiempo para instruirse y practicar la filosofiacutea podemos inferir que el abastecimiento en alimento hubo de ser apropiado Hoy en cambio una gran parte de dicha regioacuten es aacuterida

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medio deseacutertica desolada y estaacute gravemente erosionada los arqueoacutelogos ponen al descubierto mediante excavaciones antiguos canales de riego antiguos azadones y muelas harineras en medio del desierto Una parte de la explicacioacuten deriva de la fuente de los grandes riacuteos en las mesetas Se trataron los bosques para dedicar la tierra a pasto y al cultivo de vintildeedo y del trigo pero el caso es que la tierra de cultivo del hombre es incapaz sobre todo si estaacute mal administrada de retener tan bien el suelo y la humedad antildeo tras antildeo como los bosques o las tierras de pasto naturales Como resultado los grandes torrentes ocasionados por las lluvias primaverales o el derretir de la nieve en las montantildeas tendieron maacutes bien a precipitarse cuesta abajo que a filtrarse en el suelo estas aguas incontroladas se convirtieron en inundaciones primaverales A tiacutetulo de medida preventiva se excavaron canales en el valle para desaguar los campos en primavera y regarlos durante el verano y el otontildeo pero es el caso que la agricultura floreciente excitaba la codicia de los vecinos y una guerra tras otra asolaron la regioacuten Decenas de miles de soldados la invadieron comieron los alimentos mataron esclavizaron y expulsaron a la poblacioacuten rural el resultado fue que los canales y las tierras de cultivo fueron abandonados los canales descuidados se convirtieron en pantanos los pantanos redujeron el caudal de los riacuteos y los riacuteos reducidos ya no podiacutean seguir utilizaacutendose para regar otras partes de la regioacuten la capa freaacutetica bajoacute y los rendimientos son menores actualmente que hace 4000 antildeosbull Africa del norte La antigua Caacutertago fue fundada en las orillas del Mediterraacuteneo en Africa del Norte en medio de una tierra de pasto seco pero feacutertil los granos produciacutean en abundancia actualmente una gran extensioacuten de dicha regioacuten se ha convertido en parte del desierto del Saacutehara y de hecho una gran parte de este desierto es un producto del arado y el cultivo excesivo de la tierra feacutertil conducentes al agotamiento de la cantidad de humedad disponible bull Estados Unidos Los primeros colonos europeos encontraron millones de hectaacutereas de tierra virgen en Ameacuterica La costa oriental a donde llegaron primero era boscosa y la tarea de desmontar la tierra arrancar troncones y establecer cultivos fue ardua En Nueva Inglaterra los prolongados inviernos y las laderas rocosas de las montantildeas contribuiacutean a hacer el cultivo maacutes difiacutecil era natural que los colonos fueran atraiacutedos hacia el Oeste porque alliacute maacutes allaacute del Mississipi habiacutea extensiones de praderas hasta perderse de vista Un manto de tierra rico profundo y sin piedras y grandes extensiones sin aacuterboles prometiacutean un arado un sembrado y una recoleccioacuten faacutecil En 1889 fue abierto el territorio de Oklahoma al establecimiento regular a las pocas semanas la poblacioacuten blanca subioacute alliacute a 60 mil habitantes para 1900 eran ya 390 mil que viviacutean de la riqueza del suelo En 1924 una espesa nube de polvo sobrevoloacute la ciudad de Nueva York y se perdioacute en el Oceacuteano Atlaacutentico este polvo habiacutea sido el manto de tierra de Oklahoma lsquoEl Cuento del polvo de Oklahomarsquo

Moacutedulo 4 PESTICIDAS

Enunciar las principales caracteriacutesticas de los hidrocarburos clorados A fines de los antildeos treintas y principios de los cuarentas fue sintetizado en diversos laboratorios un nuevo grupo de pesticidas estos compuestos no se dan en estado natural debido a que contienen carbono hidroacutegeno y cloro se les designa como ldquohidrocarburos cloradosrdquo Constituyen ahora una clase de compuestos quiacutemicos reconocidos a algunos se les conoce corrientemente por sus nombres comerciales como DDT aldrina clordano dreldrina endrina y heptadoro estos pesticidas fueron inicialmente celebrados como uno de los grandes descubrimientos del siglo XX sus principales caracteriacutesticas son

Son faacuteciles de elaborar Son baratos Constituyen venenos muy eficaces

Sin embargo se dan contra los hidrocarburos clorados tres argumentos principales 1 Son venenos universales 2 Se degradan lentamente 3 Son solubles en grasa

Sentildealar la importancia que tiene para el medio ecoloacutegico el que algunos materiales sean biodegradables La mayoriacutea de los compuestos quiacutemicos que se encuentran en estado natural son biodegradables lo cual quiere decir que son degradables (desintegrables) por alguna forma de vida la biodegradabilidad es un fenoacutemeno que se ha desarrollado con la evolucioacuten de las especies Si hay energiacutea o materias primas susceptibles de ser liberadas por medio de la desintegracioacuten de la moleacutecula de un compuesto entonces se ha desarrollado alguacuten organismo adaptado al nicho correspondiente y capaz de servirse de dicho compuesto Sin embargo muchos nuevos compuestos han sido sintetizados por los quiacutemicos en antildeos recientes soacutelo algunos de estos son lo bastante semejantes a los compuestos que se encuentran en estado natural para ser biodegradables

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Los hidrocarburos clorados se descomponen lentamente en la naturaleza y muchos tienen una media vida de descomposicioacuten de 10 a 15 antildeos el resultado es que estos venenos existen un tiempo suficiente para producir efectos nocivos

Definir el concepto de pesticida Pesticida es un producto quiacutemico destinado a luchar contra los paraacutesitos animales y vegetales de los cultivos

Explicar en que consiste una mutacioacuten Un problema con los pesticidas es que tienden a hacerse menos eficaces despueacutes de algunos antildeos de uso por supuesto la composicioacuten del pesticida sigue siendo la misma pero su empleo tiende a traducirse en el desarrollo en las plagas de una poblacioacuten inmune Tal parece como si el pesticida hubiera perdido su fuerza Este deterioro gradual de la accioacuten de los pesticidas requiere el empleo de cantidades de pesticidas cada vez mayores para conseguir el mismo efecto para comprender la razoacuten de este fenoacutemeno se necesita considerar el caraacutecter de la adaptacioacuten geneacuteticaLa quiacutemica de las plantas y los animales cambia de cuando en cuando como resultado de alteraciones accidentales al azar ndashinvitaciones- de sus ceacutelulas reproductoras el mutante tiene buenas probabilidades de supervivencia si su mutacioacuten particular lo protege contra un medio ambiente hostil Este mecanismo de mutacioacuten al azar ha permitido a los insectos adaptarse a su medio ambiente durante millones de antildeos y es este proceso el que protege a los insectos de los pesticidas

Unidad II DESECHOS RADIACTIVOS CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Moacutedulo 5 DESECHOS RADIACTIVOS

Definir los siguientes teacuterminos bull Nuacutecleo atoacutemico es donde se encuentra concentrada toda la masa de un aacutetomo Contiene los protones y los neutrones y por consiguiente toda la carga positiva y praacutecticamente toda la masa bull Nuacutemero atoacutemico indica cuaacutel es el nuacutemero de protones en el nuacutecleo de un aacutetomo es decir la carga nuclear (carga positiva) bull Nuacutemero de masa indica la cantidad de protones en el nuacutecleo maacutes el nuacutemero de neutrones en el mismo bull Isoacutetopo un determinado elemento puede tener maacutes de un nuacutemero de masa los aacutetomos del mismo elemento (esto es los aacutetomos del mismo nuacutemero atoacutemico) que tienen nuacutemeros de masas diferentes se designan como isoacutetopos Asiacute por ejemplo 12C y 14C son isoacutetopos de carbono los dos tienen seis protones nucleares Son isoacutetopos porque tienen diferente nuacutemero de masa

Enunciar el concepto de elemento quiacutemico Es una substancia que consta de aacutetomos del mismo nuacutemero atoacutemico se considera que los elementos son clases de materias primas quiacutemicas iacutentimas todas las substancias estaacuten compuestas de elementos cada elemento tiene un nombre comuacuten y estaacute representado por una o dos letras Se encuentran 88 elementos en estado natural sobre la tierra Estos elementos estaacuten numerados del 1 al 92 (faltando los nuacutemeros 43 51 85 y 87) o sea los cuatro elementos faltantes juntamente con 12 maacutes por encima de los 92 que han sido hechos por el hombre de modo que el nuacutemero total ahora conocido es de 104

Explicar en que consiste la radiactividad Algunos nuacutecleos atoacutemicos son inestables se les designa como radioisoacutetopos y de las substancias en que existen se dice que son radiactivas algunos de estos nuacutecleos inestables se encuentran sobre la tierra en estado natural en tanto que otros han sido elaborados por el hombre Un ejemplo de radioisoacutetopo que se encuentra en estado natural es el radio 226 (226Ra) La radiactividad natural fue descubierta accidentalmente en 1896 cuando el franceacutes Henry Becquerel encontroacute que los minerales de uranio emiten una radiacioacuten algo parecida a la de los rayos X (llamados rayos Gamma) maacutes adelante se averiguoacute que la emisioacuten estaba almacenada en alguna forma en los nuacutecleos atoacutemicos mismos se encontroacute que las emisiones constaban de partiacuteculas eleacutectricamente positivas (partiacuteculas alfa nuacutecleos de Helio) de partiacuteculas eleacutectricamente negativas (rayos beta electrones) y de rayos eleacutectricamente neutros (rayos gamma parecidos a los rayos X) Cuando se descompone un radioisoacutetopo queda atraacutes un nuevo aacutetomo en algunos casos el aacutetomo subsistente es estable (no radiactivo) en tanto que en otros casos es radiactivo (inestable) Por ejemplo el nuacutecleo de radio 226 se descompone para producir una partiacutecula alfa y un nuevo elemento el radoacuten 222 que es un gas radiactivo

226Ra rarr partiacutecula alfa + 222Rn

Sentildealar las influencias nocivas que presenta la absorcioacuten indiscriminada de isoacutetopos radiactivos por un organismo vivo La alta energiacutea que acompantildea la radiactividad produce cambios quiacutemicos estos cambios

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incluyen alteraciones de las ceacutelulas vivas y son praacutecticamente siempre nocivos las dosis grandes pueden ser fatales para el hombre La vida sobre la tierra ha evolucionado en presencia del nivel natural de radiacioacuten de fondo esta radiacioacuten puede ser tan perniciosa como la de las fuentes artificiales sin embargo su nivel es bajo y la vida sobre la tierra se ajusta a las mutaciones que causa los pocos organismos dantildeados por esta radiacioacuten no sobreviven a la competencia con los que no han sido dantildeados y por consiguiente mueren Por supuesto los organismos maacutes raros todaviacutea a la mutacioacuten mejoran sobreviven preferentemente este proceso selectivo constituye la evolucioacuten cuando los organismos no aceptan las mutaciones pueden conducir a la extincioacuten de la especie La radiacioacuten puede afectar cualquier parte del organismo humano perjudica la sangre destruyendo leucocitos mediante lesioacuten de la meacutedula oacutesea el bazo y los noacutedulos linfaacuteticos otros efectos especiacuteficos susceptibles de ser producidos por grandes dosis de radiacioacuten son los tumores pulmonares caacutencer de la piel dantildeo en los huesos esterilidad y cataratas La cantidad maacutes pequentildea de radiacioacuten una partiacutecula puede dantildear el nuacutecleo de una ceacutelula individual una ceacutelula dantildeada o una de sus descendientes puede convertirse en cancerosa si una ceacutelula germen es alterada la lesioacuten geneacutetica resultante puede transmitirse a las generaciones futuras

Definir el concepto de vida media Vida media o semivida es el tiempo en el cual una substancia radiactiva se reduce a la mitad por ejemplo un kilogramo de substancia radiactiva con una vida media de 10 antildeos dentro de 10 antildeos se reduciraacute a 500 gramos

Describir el proceso de desintegracioacuten radiactiva El concepto de vida media se aplica a los radiosioacutetopos Ejemplo Un nuacutecleo de un aacutetomo de iacutendice 226Ra tiene 50 probabilidades contra 50 de sobrevivir en un intervalo determinado de 1600 antildeos esto significa que la vida media de 226Ra es de 1600 antildeos por consiguiente si se coloca 1 gr de 226Ra en un recipiente en 1971 solo quedariacutea medio gramo despueacutes de 1600 antildeos (en el antildeo 3571) y uacutenicamente un cuarto de gramo despueacutes de otros 1600 antildeos (en el antildeo 5171) y asiacute sucesivamente este proceso se designa como desintegracioacuten radiactiva

Moacutedulo 6 PUNTOS DE VISTA OPUESTOS EN RELACIOacuteN CON LA ENERGIacuteA NUCLEAR

Describir el funcionamiento de las partes principales de un reactor nuclear Ecuaciones fundamentales de fisioacuten nuclear

(rara)235U + 1 neutroacuten rarr productos de fisioacuten + 2 a 3 neutrones + energiacutea

y 238U + 1 neutroacuten rarr plutonio 239 oacute 239Pu larr fuente de nuevo producto fisionante 239Pu + 1 neutroacuten rarr productos de fisioacuten + 2 a 3 neutrones + energiacutea

El reactor nuclear que produce energiacutea necesita lo siguiente bull Un medio de controlar los neutrones el control del nuacutemero de neutrones se efectuacutea por medio de barras absorbentes de neutrones que contienen cobalto o boro y que pueden introducirse maacutes o menos profundamente en el reactor el control de la energiacutea de los neutrones que influye sobre la velocidad de las reacciones que experimentan es efectuado por un ldquomoderadorrdquo esto es una substancia que hace los neutrones maacutes lentos pero sin absorberlos El moderador utilizado en el primer reactor experimental fue el grafito esto es una forma de carbono en tanto que los reactores actuales utilizan el agua bull Una manera de extraer la energiacutea caloriacutefica producida la energiacutea obtenida en los procesos del reactor ha de transferirse a un liacutequido circulante por ejemplo a metal sodio fundido el calor de este liacutequido se utiliza para convertir el agua en vapor (en un transformador de calor o condensador) que impulsa turbinas para producir electricidad bull Un medio de contener y eliminar los desechos son los cartuchos de uranio revestidos de acero inoxidable Una vez que se han acumulado impurezas la reaccioacuten en cadena maacutes lenta se ha convertido en desechos los cuales estaacuten maacutes concentrados maacutes radiactivos por consiguiente maacutes peligrosos El uranio se vuelve a tratar (se enriquece) y los desechos han de eliminarse apropiadamente Primero hay que esperar a que los desechos se enfriacuteen y de alguna manera convertirse a una forma soacutelida la cual se pueda manipular maacutes faacutecilmente el paso final que se considera actualmente como el mejor para la eliminacioacuten uacuteltima consiste en colocar los desechos enfriados concentrados y solidificados en una mina de sal o cueva de sal abandonada de las que se espera que permaneceraacuten secas y sin trastornos por miles de antildeos hasta que el material radiactivo se degrade completamente Un procedimiento alternativo posible consiste en producir una especie de cemento que incorpore la materia de desecho radiactivo este ldquocemento calienterdquo se inyecta luego en grietas subterraacuteneas de roca bioloacutegicamente estable en donde se endurece y se convierte en parte de la estructura soacutelida de la corteza de la Tierra bull Un conjunto general de procedimientos de seguridad para protegerse contra las liberaciones accidentales de material radiactivo

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Describir los meacutetodos de seguridad que se emplean en las plantas de energiacutea nuclear Este procedimiento incluye factores como bull Uso de una triple capa de defensa la cual hace todo accidente grave casi inconcebible bull El combustible nuclear no es uranio puro sino una forma ceraacutemica de bioacutexido de uranio el cual es mucho maacutes capaz de retener los productos de la fisioacuten bull El empleo de agua ordinaria como refrigerante y moderador de neutrones proporciona tambieacuten una proteccioacuten automaacutetica bull El uso de dos sistemas de refrigeracioacuten independientes por si el principal fallara bull El empleo de sistemas automatizados alejados de fallas humanas bull Uso de una barrera de contencioacuten reforzada con concreto que protege al reactor y a los generadores de vapor disentildeada para resistir terremotos y huracanes

Analizar el caso de la presencia del estroncio radiactivo en la leche El estroncio 90 (90Sr) es un producto de desecho de la fisioacuten radiactiva con una vida media de aproximadamente 27 antildeos es uno de los componentes de la ldquoprecipitacioacuten radiactivardquo o sea la mezcla de los desechos radiactivos liberados por los procesos nucleares hacia la atmoacutesfera y que gradualmente se depositan sobre la superficie de la tierra juntamente con otros polvos diversos El estroncio (cualquier isoacutetopo de estroncio radiactivo o no) es quiacutemicamente similar al calcio que constituye un elemento importante en los huesos de los animales en los mamiacuteferos el calcio es transmitido a las criacuteas por la leche de la madre asiacute pues la leche es una fuente importante de calcio los herbiacutevoros como las vacas obtienen su calcio de la materia vegetal de sus alimentos si una vaca pasta en una zona contaminada por la lluvia radiactiva el 90Sr se transportaraacute juntamente con el calcio y se acumularaacute en los huesos de la vaca y en su leche este proceso orgaacutenico concentra el 90Sr y habraacute mucho maacutes en 1 gr de leche que en un gramo de hierba La leche de vaca es utilizada como alimento por los humanos especialmente por los nintildeos de modo que tienen probabilidades de ingerir relativamente grandes cantidades de 90Sr las madres que amamantan a sus bebeacutes concentran 90Sr en la leche y consecuentemente el bebeacute lactante ingeriraacute este radiosioacutetopo en el pecho de su madre

Moacutedulo 7 CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Sentildealar la importancia del aire para la vida El aire es indispensable para la vida sobre la Tierra la adicioacuten de materia indeseable transportada por el aire (como el humo) cambia la composicioacuten de la atmoacutesfera de la Tierra perjudicando posiblemente la vida y alterando materiales designamos este fenoacutemeno atmosfeacuterico como lsquocontaminacioacuten del airersquo

Definir el significado de ldquouna parte por milloacutenrdquo Una manera de expresar la concentracioacuten de gases y partiacuteculas en el aire la cual es la cantidad de la substancia en un volumen determinado de espacio dado o en una cantidad dada de otra materia en razones o voluacutemenes es la denominada partes por milloacuten (ppm) 1 ppm significa ldquouna parte por milloacutenrdquo o un volumen de la substancia contaminante en un milloacuten de voluacutemenes de aire contaminado por ejemplo si hay 1 ppm en el aire de SO2 significa que existe una moleacutecula de SO2

entre un milloacuten de moleacuteculas de aire

Establecer la diferencia entre aire puro y aire contaminado El aire puro es una mezcla de gases 78 de nitroacutegeno (N) 21 de oxiacutegeno (O) 93 de gases inertes (argoacuten kriptoacuten etc) metano (CH4) hidroacutegeno (H) y una cantidad variable de vapor de agua ademaacutes de bioacutexido de carbono (CO2) El aire estaraacute contaminado si variacutea en los porcentajes indicados o si contiene otras partiacuteculas diferentes a las que se mencionan en la composicioacuten descrita

Nombrar algunos contaminantes naturales del aire bull1 Oacutexidos de nitroacutegeno (en su mayor parte N2O) 05 ppm y NO2 (002 ppm) producidos ambos por la radiacioacuten solar y por los rayos bull1 Ozono (O2) producido tambieacuten por la radiacioacuten solar y por los rayos

Explicar la diferencia entre contaminante primario y contaminante secundario del aire bull Contaminante primario es aquel que se produce mediante alguacuten proceso o reaccioacuten por ejemplo al quemar azufre o combustibles que lo contienen se produce bioacutexido de azufre (SO2) seguacuten la reaccioacuten S + O2 rarr SO2 bull Contaminante secundario es aquel que se produce en la atmoacutesfera a partir de un contaminante primario por ejemplo el trioacutexido de azufre (SO3) se produce en la atmoacutesfera por la oxidacioacuten del SO2 bajo la influencia de la luz solar seguacuten la reaccioacuten 2SO2 + O2 rarr 2SO3

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Mencionar algunos contaminantes gaseosos del aire bull Oacutexidos de carbono bioacutexido de carbono (SO2) bull Compuestos que contienen carbono e hidroacutegeno (hidrocarburos) carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno (oxigenados) bull Compuestos que contienen azufre bioacutexido de azufre (SO2) trioacutexido de azufre (SO3) sulfuro de hidroacutegeno (H2S) bull Compuestos que contienen nitroacutegeno oacutexido de nitroacutegeno (NO) bioacutexido de nitroacutegeno (NO2) bull Ozono (O3) y oxidantes bull Fluoruro de hidroacutegeno (HF)

Nombrar algunas partiacuteculas contaminantes del aire bull Partiacuteculas viables (capaces de vivir) granos de polen bacterias hongos mohos o esporas insectos partes de insectos bull Partiacuteculas no viables arena partiacuteculas de tierra gotitas de salados polvo volcaacutenico partiacuteculas extraterrestres (naturales) bull Partiacuteculas producidas por actividades humanas bullbullOrgaacutenicas humo proveniente de la combustioacuten de carboacuten petroacuteleo madera y basura polvos insecticidas partiacuteculas orgaacutenicas liberadas por la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica bullbullInorgaacutenica partiacuteculas provenientes de las actividades metaluacutergicas de la industria productora de mineral no metaacutelico de la manufactura quiacutemica inorgaacutenica y del plomo utilizado en la gasolina

Moacutedulo 8 EFECTOS DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Describir el funcionamiento de un filtro de bolsa La materia en partiacuteculas se deja retener en medios porosos (filtros) que dejan pasar el gas tales separaciones son posibles porque las partiacuteculas son mucho maacutes grandes que las moleacuteculas de gas Para tratar grandes corrientes de gas los filtros son a menudo en forma de bolsas ciliacutendricas parecidas a calcetines gigantes de las que la materia en partiacuteculas recogida se vaciacutea perioacutedicamente por sacudida

Describir el funcionamiento de un colector de cicloacuten Maacutes importante que la velocidad de depoacutesito de las partiacuteculas grandes es el hecho de que las partiacuteculas maacutes pesadas poseen maacutes inercia por consiguiente si una corriente de gas que contiene contaminantes en partiacuteculas se hace girar en remolino las partiacuteculas podraacuten ser expulsadas a lugares de donde se les pueda eliminar coacutemodamente un dispositivo de esta clase es el llamado cicloacuten

Describir el funcionamiento de un precipitador electrostaacutetico Las partiacuteculas pueden tambieacuten estar cargadas eleacutectricamente y una superficie colectora que lleve una carga de signo contrario los atraeraacute dispositivos de esta clase llamados precipitadores electrostaacuteticos se utilizan en gran escala sobre todo para reducir el humo de las plantas de energiacutea que queman combustibles foacutesiles

Describir el funcionamiento de un depurador Los gases contaminantes no pueden recogerse faacutecilmente por medios mecaacutenicos porque sus moleacuteculas no son lo bastante maacutes grandes o maacutes pesadas que las del aire sin embargo algunos gases contaminantes podraacuten ser maacutes solubles en un liacutequido determinado (por regla general el agua) de lo que es el aire se les podraacute recoger por un proceso que los lleve a un contacto iacutentimo con el liacutequido Los aparatos que realizan semejante separacioacuten se designan depuradores Los medios de establecer contacto entre el gas y el liacutequido incluyen el rociado del liacutequido en el gas y el burbujeo del gas a traveacutes del liacutequido el amoniaco (NH3) constituye un ejemplo de gas soluble en agua que se deja extraer de una corriente de aire

Establecer la diferencia entre ldquoadsorcioacutenrdquo y ldquoabsorcioacutenrdquo ldquoAdsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en la superficie de alguacuten material mientras que ldquoabsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en el interior de un material

Explicar en que consiste el control de los contaminantes por conversioacuten La conversioacuten maacutes importante de los contaminantes es la oxidacioacuten en el aire la oxidacioacuten se aplica las maacutes de las veces a los gases y vapores contaminantes orgaacutenicos y rara vez a la materia en partiacuteculas cuando las substancias orgaacutenicas que soacutelo contienen carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno se oxidan por completo los uacutenicos productos son bioacutexido de carbono y agua inofensivos ambos sin embargo el proceso es a menudo muy dispendioso porque se requiere utilizar una cantidad de energiacutea considerable para mantener la totalidad de la corriente de gas suficientemente caliente (700degC aprox) para que tenga lugar la oxidacioacuten completa Si el contaminante esta suficientemente concentrado su propio valor de combustible podraacute proporcionar acaso una gran parte de esta energiacutea ademaacutes la temperatura necesaria para la combustioacuten podraacute reducirse

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utilizando un catalizador Hay cierto nuacutemero de conversiones quiacutemicas de contaminantes posibles aparte de la combustioacuten en el aire estos comprenden la neutralizacioacuten quiacutemica de un aacutecido o una base y la oxidacioacuten de contaminantes por agentes distintos del aire

Describir algunos meacutetodos de control de contaminacioacuten del aire por compuestos de azufre Quemamos carboacuten petroacuteleo o gas natural que contienen azufre para producir calor y energiacutea el azufre contenido en el combustible se oxida en SO2 y contamina el aire se dejan concebir los siguientes meacutetodos de control bull Cambiar a otras fuentes de energiacutea energiacutea hidroeleacutectrica energiacutea nuclear o energiacutea solar a tiacutetulo de solucioacuten parcial se podriacutea cambiar a combustibles de contenido menor de azufre bull Extraer el azufre antes de quemarlo lo que traeriacutea aumento en el costo del combustible bull Extraer el azufre de los gases de escape antes de descargarlos en la atmoacutesfera bull Utilizar meacutetodos maacutes eficientes de combustioacuten bull Usar menor cantidad de combustible consumido o usado por persona bull Reducir la velocidad de crecimiento de la poblacioacuten

Sentildealar las ventajas y desventajas al proponer como solucioacuten a la contaminacioacuten atmosfeacuterica el empleo del automoacutevil eleacutectrico bull Ventajas Disminucioacuten en los niveles de contaminacioacuten atmosfeacuterica bull Desventajas Necesidad de maacutes centrales de energiacutea Depresioacuten econoacutemica en la industria del petroacuteleo Cambios en los automoacuteviles y en la industria automotriz Cambios en las estaciones de servicios Cambios en el disentildeo de las carreteras Modificacioacuten en los impuestos Las bateriacuteas usadas hasta hoy tienen poca autonomiacutea

Unidad III CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA DESECHOS SOacuteLIDOS

Moacutedulo 9 EL CARAacuteCTER DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA

Describir la colocacioacuten de los aacutetomos de hidroacutegeno y oxiacutegeno en la moleacutecula del agua El agua contiene 8 partes de oxiacutegeno por una parte de hidroacutegeno en peso por ejemplo 9 kg de agua contienen 8 kg de oxiacutegeno y 1 kg de hidroacutegeno La composicioacuten del agua y los pesos atoacutemicos del oxiacutegeno y el hidroacutegeno estaacuten expresados en la foacutermula H2O la composicioacuten del agua es O (16) es a H (1 + 1) como 16 es a 2 como 8 es a 1 La suma de estos pesos atoacutemicos 1 + 1 + 16 = 18 es el peso molecular del agua El oxiacutegeno estaacute ligado a los dos hidroacutegenos y la moleacutecula tiene una figura inclinada con un aacutengulo de 105 grados entre las dos ligazones

H H+ +

105degO-

Sentildealar las formas en que se agrupan las moleacuteculas del agua Las cargas negativas (electrones) estaacuten amontonadas en forma maacutes apretada alrededor del aacutetomo de oxiacutegeno que las cargas positivas (protones) esto ocasiona una separacioacuten de las cargas con la parte de la moleacutecula cargada negativamente maacutes cerca de los aacutetomos de oxiacutegeno y de las partes cargadas positivamente mas cerca de los hidroacutegenos Estas cargas eleacutectricas atraen a sus opuestas en otras moleacuteculas de agua con el resultado de que el agua liacutequida consta de agregados de moleacuteculas de H2O ligadas unas a otras como aquiacute se indica

+ = hidroacutegeno- = oxiacutegeno

Describir el comportamiento del agua como solvente eficaz de algunas substancias Las fuerzas eleacutectricas que ligan las moleacuteculas de agua unas a otras pueden servir tambieacuten para ligar moleacuteculas de agua a las substancias extrantildeas por consiguiente el agua es un solvente excepcionalmente bueno especialmente en el caso de substancias que tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas Estas substancias son en forma tiacutepica compuestos inorgaacutenicos tales como los compuestos de elementos metaacutelicos en cambio el agua es un solvente mediocre para substancias cuyas moleacuteculas no tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas son ejemplos de este uacuteltimo las substancias de los hidrocarburos derivados del petroacuteleo tales como la gasolina el aceite mineral y la grasa

Mencionar queacute se entiende por partiacuteculas suspendidas coloidales y materia disuelta Resulta praacutectico clasificar las substancias extrantildeas en el agua seguacuten el volumen de sus partiacuteculas porque es este volumen el

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que con frecuencia condiciona la eficacia de los diversos meacutetodos de purificacioacuten las substancias se clasifican en bull Partiacuteculas suspendidas son las mayores las que tienen diaacutemetro de aproximadamente un microacutemetro son lo bastante grandes para depositarse a velocidades razonables y ser retenidas por los filtros comunes Son tambieacuten lo suficientemente grandes para absorber la luz y hacer que el agua que contaminan se vea turbia y sucia bull Partiacuteculas coloidales son tan pequentildeas que su velocidad de depoacutesito es insignificante y pasan a traveacutes de los agujeros de la mayoriacutea de los medios filtrantes no se les puede eliminar del agua por sedimentacioacuten o filtracioacuten ordinaria El agua que contiene partiacuteculas coloidales se aclara en el trayecto directo de la luz que la ilumina pero se podriacutea ver acaso turbia si se le observa a un aacutengulo recto con respecto al haz lumiacutenico Los colores de las aguas naturales tales como el azul el verde y el rojo de los lagos o mares son debido en gran parte a partiacuteculas coloidales bull La materia disuelta no se deposita no es retenida por los filtros y no enturbia el agua las partiacuteculas de las que dicha materia consta no son mayores de aproximadamente 11000 de microacutemetro de diaacutemetro si son eleacutectricamente neutras se les llama moleacuteculas y si llevan una carga eleacutectrica se les designa iones

El azuacutecar de cantildea (sacarosa) el alcohol de granos (etanol) y el anticongelante ldquopermanenterdquo (glicol de etileno) son substancias que se disuelven en el agua como moleacuteculas eleacutectricamente neutras la sal de mesa (cloruro de sodio) se disuelve como sodio positivo y iones negativos de cloruro

Moacutedulo 10 LA COMPOSICIOacuteN DE LAS AGUAS NATURALES

Clasificar las diferentes impurezas del agua seguacuten su origen y tamantildeo de sus partiacuteculas Origen y naturaleza de las impurezas de las aguas naturales

bull Atmoacutesfera bull suspendidas polvos bull coloidales polvos bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 SO2 O2 N2 bull iones positivos H+ bull iones negativos HCO3- SO4 2-

bull Tierra mineral y piedrasbull suspendidas arena arcillas partiacuteculas de tierra mineral bull coloidales arena bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 bull iones positivos Na+ K2+ Ca2+ Mg2+ Fe2+ Mn2+ bull iones negativos Cl- F- SO42- CO32- HCO3- NO3-

bull Organismos vivos y sus productos de descomposicioacuten suspendidas algas diatomeas bacterias peces tierra orgaacutenica otros organismos coloidales virus materia colorante orgaacutenica tierra orgaacutenica (manto) disueltas

moleacuteculas CO2 O2 N2 H2S CH4 desechos orgaacutenicos iones positivos H+ Na+ NH4+ iones negativos Cl- HCO3 NO3-

Describir el efecto de los microorganismos en el agua El agua contaminada podraacute ser sucia mal oliente corrosiva poco apta para lavar en ella la ropa o desagradable al gusto sin embargo el efecto maacutes perjudicial del agua contaminada para el hombre ha sido ciertamente el de la transmisioacuten de enfermedades La fiebre tifoidea en el Hemisferio Occidental y el coacutelera en el Hemisferio Oriental han sido las causas del mayor nuacutemero de defunciones producidas por el agua otras enfermedades humanas transmitidas al hombre por microorganismos del agua son la disenteriacutea la hepatitis infecciosa y la gastroenteritis es posible que algunas otras enfermedades viacuterales tales como la poliomielitis sean tambieacuten transmitidas por el agua El hombre vive en relacioacuten iacutentima con microorganismos sobre su piel y en su sistema digestivo el total de la poblacioacuten microbiana en un hombre normal es tal vez de 10 millones de millones (1013) en estado de salud los hombres y los microbios viven juntos para beneficio mutuo el excremento de un ser humano sano no es necesariamente un manantial de enfermedades si se dispersa en el agua sin embargo algunas personas sanas viven en armoniacutea con organismos que pueden resultar patoacutegenos para otros Sentildealar las caracteriacutesticas que debe tener el agua para considerarse aceptable para beber

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Se considera que el agua es aceptable para beber si bull Contiene menos de 10 bacterias intestinales por litro bull Si no contiene impurezas quiacutemicas en concentraciones que pueden ser peligrosas para la salud del consumidor o corrosivas con respecto al sistema de conduccioacuten del agua bull Si no presenta un gusto olor color o turbiedad objetables bull Si no procede de un manantial sujeto a contaminacioacuten por aguas negras u otros contaminantes tales como un pozo exactamente cuesta debajo de una fosa seacuteptica

Mencionar la importancia del oxiacutegeno disuelto en el agua La mayoriacutea de la materia orgaacutenica procedente de desechos de alimentos de aguas negras domeacutesticas y de residuos de faacutebricas tales como partiacuteculas de tierra son desintegradas en el agua por bacterias protozoarios y diversos organismos mayores semejantes descomposiciones convierten substancias ricas en energiacutea en substancias pobres en energiacutea mediante reacciones quiacutemicas que utilizan oxiacutegeno Por supuesto estas conversiones tienen lugar tanto en el agua como en la tierra sin embargo la diferencia importante entre estos dos medios es que el oxiacutegeno atmosfeacuterico a disposicioacuten de los animales terrestres es reemplazado en forma relativamente raacutepida por la vida vegetal y en esta forma no se agota En cambio el oxiacutegeno disuelto en las aguas puede agotarse maacutes raacutepidamente de lo que es reemplazado desde la atmoacutesfera y las bacterias los protozoarios los gusanos de lodo y la trucha compiten por el oxiacutegeno cuando los elementos nutritivos son abundantes semejante competencia afecta la distribucioacuten de las formas de vida en el agua cuando la introduccioacuten de una materia nutritiva (basura o desechos industriales orgaacutenicos) altera esta distribucioacuten en una forma que resulta desfavorable para el hombre (por ejemplo de modo que cohiba la trucha y favorezca los protozoarios) la calidad del agua ha de considerarse como deteriorada y los elementos nutritivos antildeadidos son contaminantes

Definir los conceptos de bull Aerobiosis Es cuando un combustible como la madera es quemado en el aire tiene lugar una liberacioacuten de energiacutea y la formacioacuten de las substancias bioacutexido de carbono y agua pobres en energiacutea semejante conversioacuten puede mostrarse mediante la ecuacioacuten de combustioacuten del gas metano (CH4)

CH4 + O2 rarr CO2 + 2H2OLa descomposicioacuten bacteriana no tiene lugar a la temperatura de la llama sin embargo la liberacioacuten total de energiacutea depende solamente de los materiales iniciales y de los productos finales y modelos pasos intermedios la descomposicioacuten bacteriana en presencia del aire se designa como aerobiosis y es el proceso que rinde la mayor energiacutea a partir de un peso dado de elementos nutritivos bull Nitrificacioacuten Es la primera etapa de la accioacuten bacteriana en la desoxigenacioacuten de las aguas contaminadas Cuando el elemento nutritivo esta agotado se puede obtener energiacutea suplementaria mediante la oxigenacioacuten de las sales de amonio proceso que se designa como nitrificacioacuten bull Fermentacioacuten Es cuando el oxiacutegeno molecular se ha agotado en las aguas la accioacuten bacteriana no se detiene en lugar de ello se produce una nueva serie de descomposiciones a traveacutes del proceso llamado anaerobiosis (descomposicioacuten bacteriana en ausencia de oxiacutegeno) La descomposicioacuten anaeroacutebica de los azuacutecares y otros carbohidratos se designa fermentacioacuten bull Putrefaccioacuten Se denomina asiacute al proceso anaeroacutebico de la descomposicioacuten de las proteiacutenas

Moacutedulo 11 DETERGENTES ALGAS Y LA MUERTE DE LAS AGUAS

Explicar el proceso de eutroficacioacuten Las algas son plantas acuaacuteticas se les puede percibir en ocasiones como un lima-verde-azul sobre la superficie del agua inmoacutevil las algas obtienen su energiacutea mediante la fotosiacutentesis (pues son plantas) por lo tanto consumen bioacutexido de carbono (CO2) en presencia de luz solar y liberan oxiacutegeno Al igual que otras plantas las algas necesitan tambieacuten diversos elementos nutritivos inorgaacutenicos tales como compuestos de nitroacutegeno de potasio foacutesforo azufre y hierro si los elementos nutritivos son abundantes las algas se reproducen incesantemente A medida que algunas algas mueren son alimento para las bacterias la descomposicioacuten bacteriana consume oxiacutegeno con los efectos contaminantes consiguientes Semejante sucesioacuten de procesos se traduce en un estado en que el agua por debajo de la superficie de las algas es pobre en oxiacutegeno e incapaz de soportar formas de vida que son uacutetiles para el hombre la perca y la lobina ceden el paso a variedades menos deseadas de animales que se alimentan de basura tales como el siluso sanguijuelas y gusanos De un lado de este estado se dice que es eutroacutefico y el proceso mediante el cual dicho estado es alcanzado se designa eutroficacioacuten cuando esto tiene lugar sin la intervencioacuten del hombre el proceso suele ser lento dura cientos o miles de antildeos y forma parte de la transformacioacuten general del lago en pantano y finalmente en prado

Definir el teacutermino ldquoagua durardquo Agua dura es el agua subterraacutenea que contiene iones metaacutelicos que ocasionan que el jaboacuten sea insoluble en ella y lo privan de su detergencia el agua que no contiene dicho material se denomina ldquoagua blandardquo

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Distinguir como contaminantes industriales del agua a los compuestos de plomo arseacutenico y mercurio La actividad industrial especialmente la produccioacuten de pulpa y papel la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica engendran una gran variedad de productos de desecho que pueden ser descargados en las corrientes de agua de algunos desechos de este tipo se sabe que son venenosos para el hombre en tanto que los efectos de otros son obscuros y para complicar maacutes las cosas algunos de estos desechos reaccionan con el cloro que se utiliza como desinfectante del agua potable El resultado de semejante reaccioacuten a la produccioacuten de compuestos orgaacutenicos clorados que huelen y saben mucho peor que el producto de desecho original Uno de los venenos industriales acarreados por el agua desde la antiguumledad es el plomo su fuente predominante ha sido la tuberiacutea de plomo utilizada anteriormente en las redes de distribucioacuten del agua maacutes recientemente el empleo del rociado de arseniato de plomo ha contaminado aguas superficiales y profundas con plomo con arseacutenico El plomo es un veneno acumulativo e inclusive pequentildeas concentraciones si estaacuten presentes constantemente en el agua potable podraacuten conducir a enfermedades graves o a la muerte El arseacutenico que en algunas ocasiones se encuentra en las aguas naturales que corren a traveacutes de minerales que contienen arseacutenico es tambieacuten un veneno acumulativo El mercurio se ha considerado siempre con fascinacioacuten y alarma es el uacutenico metal liacutequido a temperaturas ordinarias pero a temperaturas maacutes altas puede evaporarse con suficiente rapidez para ser mortal el mercurio en el agua no es un contaminante potencial por lo que no es preocupante que la mitad de la cantidad de mercurio anualmente extraiacutedo sea liberada al medio ambiente estas descargas tienen lugar como efluentes de desecho desde las fabricas productoras o bien como incorporacioacuten de trazas de mercurio en productos a los que no pertenece

Sentildealar en que consiste el fenoacutemeno de corrosioacuten Los aacutecidos corroen (enmohecen oxidan) los metales y los compuestos solubles de metales pueden contaminar el agua por consiguiente el agua que es aacutecida puede contaminarse con elementos metaacutelicos maacutes faacutecilmente de lo que puede hacerlo el agua pura

Explicar a queacute se llama pH La presencia de hidroacutegeno es indispensable para la calidad de la acidez en el agua el hidroacutegeno ha de estar en forma de aacutetomos de hidroacutegeno cargados positivamente que se designan como iones hidroacutegeno (H+) fijados a moleacuteculas de agua El pH se define como la concentracioacuten de iones de hidroacutegeno en una substancia (pH ldquopotencia de hidroacutegenordquo) el valor del pH es el nuacutemero de ceros en el denominador de una frase que expresa la concentracioacuten de iones H+ cuyo numerador es 1 y cuyo denominador es un muacuteltiplo de 10

Definir el teacutermino ldquoaguas negrasrdquo Los desechos transportados por el agua de fuentes tales como hogares hospitales escuelas y edificios comerciales contienen desechos de alimentos excrementos humanos papel jaboacuten detergentes polvo ropa otros residuos diversos y por supuesto microorganismos esta mezcla se designa como aguas negras sanitarias o domeacutesticas

Describir en que consiste la ldquodemanda bioquiacutemica del oxiacutegenordquo Una medida apropiada de la contaminacioacuten del agua por elementos nutritivos orgaacutenicos es la averiguacioacuten de la velocidad a que su materia alimentaria puede consumir oxiacutegeno por descomposicioacuten bacteriana esta velocidad se designa como la demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno (BOD) por supuesto la velocidad de la oxidacioacuten bioquiacutemica depende de la temperatura del medio ambiente de las clases particulares de microorganismos y de los elementos nutritivos presentes Si estos factores son constantes la velocidad de la oxidacioacuten puede expresarse en teacuterminos de la vida media del elemento nutritivo

Moacutedulo 12 DESECHOS SOacuteLIDOS

Describir los meacutetodos de eliminacioacuten de desechos soacutelidos que se emplean con mayor frecuencia Hay dos clases de caminos posibles para los materiales de desecho soacutelidos se les puede volver a la circulacioacuten en alguacuten otro proceso o se van acumulando en alguacuten lugar los meacutetodos de eliminacioacuten pueden clasificarse como bull Eliminacioacuten terrestre se tiran los desechos en un vaciadero al aire libre se comprimen para ahorrar espacio Tambieacuten puede hacerse por un meacutetodo maacutes ventajoso llamado relleno higieacutenico de tierra en el cual cada capa de desecho es recubierta por una capa de tierra arcilla o grava bull Incineracioacuten en este proceso deben de considerarse cuatro factores

1 Combustioacuten del material de desecho la caacutemara en que tiene lugar se designa como horno 2 Eliminacioacuten de las cenizas o ldquoescoriardquo 3 Control de los contaminantes que resultan del proceso de la combustioacuten 4 Analizar si el calor desprendido podraacute ser recuperado

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La incineracioacuten presenta las siguientes ventajas 1 Elimina el problema de la salud inherente a la acumulacioacuten de desperdicios 2 Reduce el volumen de los desechos soacutelidos en aproximadamente 80 y requiere mucho menos tierra para la eliminacioacuten final de residuos 3 Puede tratar una mezcla de basura y cascajo sin separacioacuten previa 4 Puede utilizarse en ella equipo de gran diversidad de tamantildeo 5 Los residuos (escoria) son inertes e inodoros y relativamente faacutecil de manipular

Sin embargo la incineracioacuten tiene el inconveniente exactamente lo mismo que el montoacuten de basura de desperdiciar materias primas bull Recirculacioacuten algunos ejemplos notables de recirculacioacuten son

1 La conversioacuten en abono 2 El derretir (que consiste en cocer desechos animales) para obtener sebo 3 Destruccioacuten destructiva o piroacutelisis un producto se descompone por calentamiento en ausencia de aire 4 La recuperacioacuten industrial cuyo objetivo es el de recircular los materiales de desecho

reconocieacutendolos a los procesos de manufactura

Sentildealar las ventajas y desventajas de la recirculacioacuten bull Ventajas

bull Se emplean substancias de desecho como materia prima bull Recuperacioacuten de elementos valiosos bull Se reduce la contaminacioacuten bull Conserva recursos no renovables bull Alteracioacuten en menor grado del ecosistema de la Tierra

bull Desventajas bull No todas las personas susceptibles de estar afectadas participan en la decisioacuten bull Pueden ocasionar malos olores bull Meacutetodos de control sujetos a interrupciones ocasionales bull Los criterios de compensacioacuten son fijados por la ley y no por ecoacutelogos

Unidad IV EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA EL RUIDO

Moacutedulo 13 EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS

Sentildealar la diferencia entre los crecimientos geomeacutetrico y aritmeacutetico de una poblacioacuten bull Crecimiento geomeacutetrico consisten en que si se tiene una cantidad ldquoxrdquo inicial de poblacioacuten en un antildeo se tendriacutea la poblacioacuten ax y en cada antildeo sucesivo aumentaraacute en potencia de ldquoardquo asiacute en el antildeo 2 la poblacioacuten seraacute a(ax) = a2x en el antildeo 3 seraacute (a)(a)(ax) = a3x (el exponente de ldquoardquo seraacute de acuerdo al antildeo considerado) bull Crecimiento aritmeacutetico este tipo de crecimiento consiste en que teniendo una cantidad inicial ldquoyrdquo inicial en el antildeo 1 se tendriacutea y + a en el antildeo 2 se tendriacutea y + 2a y asiacute sucesivamente es decir la cantidad aumentada cada antildeo es un muacuteltiplo de la cantidad que aumento el primer antildeo

Distinguir los diferentes tipos de curvas esquemaacuteticas de crecimiento Crecimiento aritmeacutetico (curva) y geomeacutetrico (recta)

Curva sigmoide de crecimiento Curva de crecimiento de una poblacioacuten que se extingue

Definir el teacutermino demografiacutea La demografiacutea es la rama de la antropologiacutea que trata del estudio estadiacutestico de las caracteriacutesticas de las poblaciones humanas con referencia al volumen total a la densidad al nuacutemero de muertes a las enfermedades y migraciones etc

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Describir el concepto ldquotasa vitalrdquo Los demoacutegrafos estudian a menudo las tasas vitales esto es el nuacutemero de acontecimientos vitales que le ocurren a una poblacioacuten durante un periacuteodo determinado de tiempo dividido entre el volumen de la poblacioacuten (acontecimientos vitales los nacimientos las muertes los matrimonios y las migraciones)

Moacutedulo 14 PREDICCIOacuteN DEL VOLUMEN FUTURO DE LA POBLACIOacuteN

Definir el teacutermino ldquocohorte de nacimientordquo Los demoacutegrafos definen cohorte de nacimiento como un grupo de personas nacidas en un determinado periacuteodo de tiempo por ejemplo un determinado antildeo

Interpretar las distribuciones esquemaacuteticas de la poblacioacuten relativas a la edad y sexo Para predecir cualquier volumen futuro de la poblacioacuten seriacutea muy uacutetil saber el nuacutemero de varones y mujeres en edad reproductiva el nuacutemero de nintildeos que llegaraacuten pronto a dicha edad y el nuacutemero de personas ancianas una distribucioacuten hipoteacutetica con respecto a la edad y sexo se muestra en la Figura 1 (obseacutervese que la graacutefica muestra que hay el mismo nuacutemero de varones y de mujeres en cada grupo de edad) La Figura 1 representariacutea una poblacioacuten en la que bull Los muchachos y las muchachas nacieran a una frecuencia igual bull Naceriacutea cada antildeo durante un siglo el mismo nuacutemero de personas bull Todo el mundo moririacutea a la edad de 100 antildeos bull Cada persona tendriacutea al nacimiento una probabilidad igual a morir en cada antildeo de su vida En cambio en la poblacioacuten humana real nacen aproximadamente 106 muchachos por cada 100 muchachas ni tampoco es constante durante todo el curso de la vida de un individuo la probabilidad de morir en lugar de ello una proporcioacuten relativamente grande de personas muere siendo muy joacutevenes relativamente pocos mueren entre las edades de 10 y 50 antildeos y la proporcioacuten de personas que mueren cada antildeo despueacutes de los 50 aumenta raacutepidamente Ademaacutes hay una curva pronunciada en la mortalidad en relacioacuten con el sexo las mujeres tienen una mayor probabilidad de sobrevivir de un antildeo al siguiente durante todo el curso de su vida excepto en algunas sociedades durante los antildeos de parto La Figura 2 presenta una distribucioacuten en relacioacuten con la edad y el sexo que refleja con mayor aproximacioacuten estas caracteriacutesticas demograacuteficas ademaacutes de estos fenoacutemenos razonablemente predecibles pueden tener cambios que lo sean menos en efecto el crecimiento de la poblacioacuten se ve afectado por acontecimientos tales como la guerra la escasez los progresos meacutedicos y los cambios en las costumbres sociales

Describir algunos de los factores que afectan el crecimiento de las poblaciones bull Liacutemites de espacios bull Liacutemites de alimento bull Decisiones concretas de las familias y las naciones bull El hambre bull Las enfermedades bull Fuerzas sociales complicadas que se relacionan entre siacute

Moacutedulo 15 CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA

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Sentildealar a la temperatura como contaminante ambiental Los organismos de sangre caliente (mamiacuteferos y aves) tienen la capacidad de regular la temperatura de sus cuerpos a medida que la temperatura ambiental aumente o disminuya no observaacutendose lo mismo en los organismos de sangre friacutea como los peces la industria de la energiacutea eleacutectrica y particularmente las plantas de energiacutea nuclear producen calor sobrante y este calor resulta maacutes praacutectico descargarlo en las aguas corrientes este calor sobrante calentaraacute el agua de riacuteos y estanques modificando las formas de vida y alterando de manera considerable el ecosistema acuaacutetico Dicho calor ocasiona un aumento en el consumo de oxiacutegeno de las especies apreciadas por el hombre (trucha semora sarco perca amarilla etc) y su muerte posterior estas especies cuyos ciclos vitales se desarrollan en aguas friacuteas primero alteran sus ciclos vitales y posteriormente van a su extincioacuten y al reemplazamiento de estas especies uacutetiles para el hombre por otras maacutes rudas pero de menor utilidad (sarco lobina etc)

Describir como en todo proceso donde se realiza un trabajo se produce calor El trabajo y el calor son dos formas de energiacutea por lo que se puede convertir trabajo en calor o calor en trabajo Por ejemplo si tenemos friacuteo frotamos nuestras manos en este caso el trabajo aplicado al frotamiento de las manos se ha transformado en calor otro ejemplo lo constituye un automoacutevil el cual usa un combustible que tiene energiacutea potencial al hacerlo explotar en la caacutemara del pistoacuten el gas caliente resultante se aplicaraacute en mover el pistoacuten y consecuentemente al vehiacuteculo pero en este caso no toda la energiacutea caloriacutefica se aplica para mover el automoacutevil de modo que mucha de dicha energiacutea se pierde en la atmoacutesfera en los gases de escape del motor

Enunciar la primera Ley de la Termodinaacutemica La palabra termodinaacutemica proviene de termo=calor y dinaacutemica=trabajo es pues el estudio del calor para producir trabajo la primera Ley de la Termodinaacutemica dice ldquola energiacutea contenida en el Universo no puede crearse ni destruirse solo se transforma de una forma a otra en energiacuteardquo Esta ley tambieacuten es llamada la ley de ldquono puedes ganarrdquo

Explicar porque no es posible construir una maacutequina de movimiento perpetuo Una maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado es aquella que produciriacutea trabajo indefinidamente mientras que una maacutequina de movimiento perpetuo de segundo grado es aquella que aprovechariacutea la energiacutea contenida en el agua o en el aire enfriaacutendolos para su funcionamiento Ninguna de las dos maacutequinas es susceptible de implementarse la razoacuten es que para la maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado se opone la primera Ley de la Termodinaacutemica (de alguna parte se tiene que proporcionar energiacutea para que efectuacutee su trabajo) la segunda es entendible pero igualmente imposible de fabricar es imposible que el flujo energeacutetico se enfriacutee por debajo de la temperatura del medio ambiente circundante para aprovechar su energiacutea caloriacutefica

Describir la segunda Ley de la Termodinaacutemica Puede definirse esta ley empleando el enunciado negativo que de ella postuloacute Lord Kelvin (1824-1907) ldquoEs imposible por medio de la accioacuten de un material inanimado obtener efecto mecaacutenico de una porcioacuten cualquiera de materia enfriaacutendola por debajo de la temperatura del maacutes friacuteo de los objetos circundantesrdquo otra expresioacuten para la segunda ley de la termodinaacutemica es ldquodos cuerpos en contacto teacutermico acaban alcanzando una temperatura comuacutenrdquo Tambieacuten la ley de ldquono me puedes empatarrdquo

Explicar en que consiste un termomotor Un termomotor es una maacutequina que consume combustibles para producir calor y convertir el calor en trabajo un termomotor se puede hacer trabajar mediante dos procesos a saber bull Habiacutea de ser absorbido calor por las partes accionadas de alguna fuente caliente bull El calor de desecho ha de ser pasado a un depoacutesito externo a una temperatura inferior Para un termomotor la substancia de trabajo suele ser un gas que se dilata para realizar trabajo contra un eacutembolo o la hoja de una turbina el gas se enfriacutea al realizar trabajo pero no puede enfriarse por debajo de la temperatura de aquello que lo rodea por consiguiente hay que adoptar alguna medida para eliminar el desecho de calor de un termomotor En la praacutectica el enfriamiento suele realizarse ya sea haciendo pasar aire por el motor o bien vertiendo agua sobre el mismo en la mayoriacutea de los automoacuteviles el agua circula a traveacutes del motor se enfriacutea al pasar por el radiador y vuelve a circular En las grandes centrales eleacutectricas donde se crea una gran cantidad de calor el elemento refrescante es a menudo un riacuteo un lago o el mar

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Moacutedulo 16 EL RUIDO

Describir la forma de transmisioacuten del sonido a traveacutes del aire El sonido es una forma de energiacutea que es ocasionada por un cuerpo en movimiento este movimiento pone en alguna forma en movimiento el aire el cual hace luego mover alguacuten dispositivo receptor en el oiacutedo esta transferencia de energiacutea sonora a traveacutes del aire tiene lugar en forma de onda

Definir longitud de onda Cuando observamos el agua de un estanque tranquilo tiene una superficie plana si se lanza una piedra se ocasiona una perturbacioacuten la cual se manifiesta en forma de ondas de modo que el nivel seraacute maacutes alto en algunos lugares (crestas) y maacutes bajo en otros (valles o senos) la distancia entre trastornos sucesivos del mismo tipo tal como entre dos crestas vecinas o dos senos sucesivos se designa como longitud de onda

Explicar el significado de onda elaacutestica El sonido se transmite de una forma similar a como viajan las ondas en el agua solo que en vez de manifestarse como crestas y senos la onda de sonido consiste en una sucesioacuten de compresiones y dilataciones que alteran la densidad normal del medio (tal como el aire) en el que se propagan este tipo de onda se designa como onda elaacutestica

Distinguir la diferencia entre sonido y ruido El ruido es un sonido indeseable un sonido intenso se considera ruido la intensidad del sonido se mide en decibeles (dB) y dicha intensidad se calcula con la relacioacuten

Intensidad del sonido endB= fuerzadeunsonido dadofuerzade unsonido justamente perceptible

Sentildealar en que consiste la escala decibel Para medir la intensidad del sonido se podriacutea hacer utilizando la escala de vatios nos encontrariacuteamos con el inconveniente de tener que utilizar nuacutemeros demasiado pequentildeos o demasiado grandes ademaacutes la escala seriacutea poco praacutectica porque no partiriacutea de cero sino de alguacuten nuacutemero que representara el sonido audible maacutes bajo Para obviar estos defectos y simplificar la medicioacuten de intensidad sonora se hace lo siguiente bull Se crea una nueva unidad de medicioacuten de intensidad sonora llamada el decibel deci (que significa diez) o sea una referencia a la base de los logaritmos comunes y bel (de Alexander Graham Bell) y la definimos en teacuterminos de la razoacuten de la intensidad de un sonido con respecto a otro bull Establecemos que el sonido maacutes bajo perceptible para el oiacutedo tendraacute el valor de cero decibeles (dB) y constituiraacute el punto de partida de nuestra escala de medicioacuten del sonido bull Nos servimos de los logaritmos de las razones de los sonidos de intensidades distintas para expresar los grados de intensidad sonora El logaritmo de un nuacutemero ldquode base 10rdquo es sencillamente el nuacutemero de veces que 10 es multiplicado por siacute mismo para dar el nuacutemero en cuestioacuten si el nuacutemero es muacuteltiplo de 10 el logaritmo es el nuacutemero de ceros que contenga

Log10 100 = 2 Log10 1000000 = 6 Log10 1 = 0

Describir algunos efectos nocivos del ruidobull Obstaacuteculo para la comunicacioacuten en teacuterminos generales el ruido nos distrae de los sonidos que deseamos o debemos escuchar bull Peacuterdida del oiacutedo la exposicioacuten prolongada al ruido fuerte puede ocasionar la perdida paulatina del oiacutedo son varios los efectos del ruido que pueden ocasionar la peacuterdida del oiacutedo como la intensidad (80 dB o maacutes provocan peacuterdida permanente del oiacutedo) la frecuencia (en ruido a 200 ciclos por segundo y con una intensidad de 95 dB reduciraacute la capacidad auditiva) bull Otros efectos sobre la salud y la conducta como reacciones de ansiedad tensioacuten y en casos extremos miedo cambios hormonales que ocasionan aumento en el latido cardiaco contraccioacuten de los vasos sanguiacuteneos espasmos digestivos dilatacioacuten de las pupilas etc

Mencionar algunas formas de controlar el ruido 1 Reduccioacuten del manantial 2 Interrupcioacuten de la viacutea 3 Proteccioacuten del receptor

Definir que es el nuacutemero Mach Las velocidades supersoacutenicas suelen medirse en nuacutemeros Mach

NuacutemeroMach= velocidad del objetovelocidad del sonido

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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Moacutedulo 2 TRASTORNO Y RECUPERACIOacuteN ndash LA ESTABILIDAD DE LOS ECOSISTEMAS

Definir el concepto de nicho ecoloacutegico Cada especie ejecuta determinadas funciones y ocupa determinados lugares o haacutebitats la combinacioacuten de funcioacuten y haacutebitat se designa como nicho ecoloacutegico De modo natural los nichos ocupados por diversas especies no son en modo alguno exclusivos y esta superposicioacuten produce competencia de tal manera que parece existir cierta relacioacuten entre la estabilidad de un ecosistema y la presencia de numerosas especies que ocupan nichos parcialmente sobrepuestos

Reconocer la importancia de los depredadores en un ecosistema Los depredadores contribuyen a mantener el control de la poblacioacuten de diversas especies si no hubiera depredadores cabriacutea esperar que el volumen de la poblacioacuten de herbiacutevoros presentaraacute cambios ciacuteclicos espectaculares creceriacutea raacutepidamente hasta que la densidad de poblacioacuten fuera demasiado grande en relacioacuten con la reserva de alimento disponible

Explicar el significado de simbiosis Se le llama simbiosis a la dependencia directa de dos organismos que han de desarrollarse juntos para poder sobrevivir Un ejemplo se ve en el liacutequen de roca el cual es una mezcla de un hongo y de un alga el hongo no contiene clorofila y no puede producirla por consiguiente su propio alimento por fotosiacutentesis obtiene toda su energiacutea alimenticia del alga esta no puede retener el agua y se deshidrata y moririacutea si no estuviera rodeada por el hongo

Explicar la forma en que se alcanza el cliacutemax en una sucesioacuten natural La sucesioacuten natural se define como la serie de cambios a traveacutes de los cuales un ecosistema va pasando a medida que transcurre el tiempo Si se toma por ejemplo la vida de un estanque como sistema ecoloacutegico estable se producen desequilibrios y reajustes como en todos los sistemas naturales en cambio en el caso de la mayoriacutea de los estanques riacuteos y las corrientes que desembocan en ellos aportan al medio ambiente maacutes lodo del que se llevan las corrientes salientes el equilibrio masivo es trastornado por la adicioacuten constante de materia soacutelida aportada por las corrientes que en eacutel desembocan Con el tiempo el lago empezaraacute a llenarse de lodo las vidas vegetal y animal cambiaraacuten apareceraacuten plantas nuevas susceptibles la trucha cederaacute el paso a la carpa y al barbo Sin embargo sigue llegando lodo al lago ademaacutes puesto que es corriente las plantas del lago producen en esta etapa maacutes alimento del que es consumido por los herbiacutevoros el fondo se llena con humus Finalmente el lago se podraacute hacer tan poco profundo que pueda crecer en eacutel la hierba de los pantanos Una vez maacutes el pantano es considerado como un sistema estable durante una observacioacuten a breve plazo pero en la mayoriacutea de los casos se estaacute convirtiendo gradualmente en un prado Si el clima es apropiado empezaraacuten a crecer aacuterboles (apareceraacuten primero arbustos luego aacuterboles de madera blanda y crecimiento raacutepido tales como el abedul el tiemblo y el chopo) los aacuterboles de madera blanda son reemplazados por el pino y finalmente el pino es reemplazado por los aacuterboles de madera dura Durante la sucesioacuten de las especies vegetales cada una de ellas prepara el camino para la proacutexima pero contribuye a su propia extincioacuten el proceso de sucesioacuten natural es lento por ejemplo el cambio de unas hierbas de pasto ceden el paso a un matorral de arbustos en un periacuteodo de 10 antildeos los arbustos se convierten en bosque de pino en 10 o 25 antildeos y los bosques de pino ceden el paso a los aacuterboles de madera dura despueacutes de 100 antildeos

Nombrar algunos de los ecosistemas principales del cliacutemax El cliacutemax es la etapa ldquofinalrdquo la etapa que ldquoya no cambiardquo por supuesto la palabra final se utiliza con reserva porque es el caso que el lento proceso de la evolucioacuten va cambiando todas las cosas La composicioacuten del cliacutemax depende de la temperatura de la altura de los cambios de temporada y de los tipos de precipitacioacuten pluvial y de la luz solar He aquiacute la descripcioacuten de algunos de los ecosistemas principales de cliacutemax 1048673 Los bosques que constan en gran parte de aacuterboles deciduos necesitan una humedad apropiada y un clima relativamente templado la precipitacioacuten pluvial ha de situarse entre 75 y 150 cms anuales y el promedio de temperatura durante la temporada de crecimiento deberiacutea ser de + 16degC a 18degC 1048673 Bosques siempre verdes promedio de temperatura y nivel de temperatura maacutes bajos y los inviernos maacutes largos 1048673 Tundra consta de plantas cuyo desarrollo de crecimiento es de dos meses o menos y que son capaces de sobrevivir en condiciones severas de friacuteo y de hielo El desarrollo es todo bajo tenso de florecimiento raacutepido y podriacuteamos antildeadir muy bello son regiones friacuteas y casi desprovistas de aacuterboles 1048673 Pradera son regiones templadas en las que la precipitacioacuten pluvial es demasiado bajapara soportar bosques 1048673 Desierto son aacutereas secas (de menos de 25 cms de precipitacioacuten pluvial al antildeo) el desierto puede ser aacuterido o capaz de soportar monte bajo y cactos

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Moacutedulo 3 ECOSISTEMA AGRIacuteCOLA

Enunciar el significado de ecosistema agriacutecola Al evolucionar el hombre a partir de sus antecesores simiescos empezoacute comiendo carne y diversos productos vegetales seguacuten lo que lograba conseguir de un diacutea a otro cazaba y llevaba su alimento a su cueva o era cazado y llevado a la cueva de alguacuten otro depredador competiacutea con otros herbiacutevoros por alimentos vegetales y la vida resultaba muy dura durante las sequiacuteas las inundaciones y las pestilencias El medio ambiente de la tierra no resultaba apreciablemente alterado por la existencia del hombre primitivo las razones de esto eran dos primero la tecnologiacutea primitiva del hombre era muy limitada mdashsus utensilios de piedra y madera para cavar y cazar podiacutean competir sin duda con el colmillo del mamut o la zarpa del tigre pero no eran ciertamente muy superioresmdash en segundo lugar la poblacioacuten esparcida para poder afectar al medio ambiente en grado significativo algunoSin embargo la carrera entre la evolucioacuten social y la evolucioacuten bioloacutegica no constituye en modo alguno una contienda y una vez que el hombre adquirioacute su capacidad de crear alguna tecnologiacutea (si deseaba una hacha de piedra) y de transmitir su conocimiento de generacioacuten en generacioacuten una invencioacuten fue sucediendo a otra y su predominio sobre sus competidores se fue afianzando sus eacutexitos se hicieron maacutes numerosos su poblacioacuten aumentaba y sus capacidades mejoradas se reforzaron mutuamente y finalmente los efectos combinados de estas circunstancias empezaron a alterar la Tierra en forma apreciable El primer invento importante con respecto a la alteracioacuten de la tierra fue la agricultura (cultivo de cosechas y criacutea de ganado) el sistema naturalmente estable es autosuficiente y no necesita intercambiar materia alguna ya sea daacutendola o tomaacutendola con el exterior El consumo y la produccioacuten de elementos nutritivos recorren el ciclo alimentario inconstantemente sin peacuterdida ni ganancia alguna Un ecosistema asiacute podriacutea ser una regioacuten aislada como un valle rodeado por la agricultura es un invento teacutecnico En efecto la agricultura capacitoacute al hombre para obtener alimentos de la tierra en forma mucho maacutes eficaz de lo que jamaacutes hubiera sido el caso colectando o cazando y auacuten en formas tan eficientes que a una superficie determinada de tierra se le podriacutea alimentar a maacutes gente que soacutelo a los cultivadores o pastores que la cuidaban Lograron abandonar el campo y congregarse en ciudades donde pudieron dedicarse a actividades distintas de la recoleccioacuten de alimentos tales como las artes y la tecnologiacutea incluido el desarrollo proseguido de elementos para mejorar la agricultura pero es el caso que los individuos que viven en la ciudad estaacute fuera del sistema productor de alimentos son un drenaje Semejante drenaje irrumpe el ciclo de los alimentos y producen un desequilibrio ecoloacutegico y cuanto maacutes eficiente se hace la teacutecnica productora de alimentos tanto peor resulta el trastorno ecoloacutegico por supuesto el hombre ha comprendido que su alternativa consiste en fertilizar la tierra o acabar yeacutendose a otro sitio en algunas regiones el hombre ha tenido mucho eacutexito en la tarea de conservar feacutertil la tierra de cultivo

Relatar los casos de la destruccioacuten agriacutecola en la India la Cuenca del Polvo en EUA y la Presa de Asuaacuten en Egipto bull India Es bien sabido que la agricultura de la India no puede seguir por completo el paso de las necesidades de su poblacioacuten y que por consiguiente la escasez no esta sino a unas cuantas estaciones secas de distancia pero se sabe menos que aproximadamente las dos terceras partes de la tierra de cultivo ha sido parcial o totalmente destruida por la erosioacuten o por agotamiento del suelo causado por el hombre En efecto la regioacuten alrededor del Sind cerca de la desembocadura del Riacuteo Indo es tiacutepica de una tierra de cultivo destruida con excepcioacuten de unas cuantas extensiones Sind es ahora una regioacuten esteacuteril aacuterida y medio deseacutertica pero sin embargo las excavaciones arqueoloacutegicas han puesto al descubierto las ruinas de una civilizacioacuten avanzada que cultivaba alliacute la tierra hace 4000 antildeosAdemaacutes los foacutesiles de animales nativos de la regioacuten muestra que viviacutean alliacute elefantes buacutefalos acuaacuteticos tigres osos venados loros lobos y otros habitantes similares a los de los bosques Los colonizadores primitivos construyeron templos de ladrillo no cabe duda que alimentaban el fuego con lentildea y la lentildea hubo de provenir de los bosques de las regiones vecinas que ahora son desierto Los detalles de la transformacioacuten de bosques en desiertos son conjeturas porque no existen datos meteoroloacutegicos consignados de estos 400 antildeos probablemente el cambio de clima que destruyoacute la tierra de Sind (de bosque a estepa tropical) fue ocasionado por deforestacioacuten el hombre destruyoacute el bosque para cultivar alimentos que satisfacen sus necesidades es el caso sin embargo que la devastacioacuten del bosque de Sind acaboacute destruyendo la tierra y la tierra muerta no produce alimento en absoluto Actualmente en la India el pastoreo excesivo destruye el manto del suelo los pastores alimentan a las cabras cortando los aacuterboles los aacuterboles se mueren y a la tierra se la lleva el viento El Valle del Tigris y el Eufrates ldquola cuna de la civilizacioacutenrdquo dio origen a grandes civilizaciones Sabemos que sistemas muy complicados de letras matemaacuteticas derecho y astronomiacutea se originaron en dicha regioacuten obviamente los hombres teniacutean alliacute tiempo para instruirse y practicar la filosofiacutea podemos inferir que el abastecimiento en alimento hubo de ser apropiado Hoy en cambio una gran parte de dicha regioacuten es aacuterida

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medio deseacutertica desolada y estaacute gravemente erosionada los arqueoacutelogos ponen al descubierto mediante excavaciones antiguos canales de riego antiguos azadones y muelas harineras en medio del desierto Una parte de la explicacioacuten deriva de la fuente de los grandes riacuteos en las mesetas Se trataron los bosques para dedicar la tierra a pasto y al cultivo de vintildeedo y del trigo pero el caso es que la tierra de cultivo del hombre es incapaz sobre todo si estaacute mal administrada de retener tan bien el suelo y la humedad antildeo tras antildeo como los bosques o las tierras de pasto naturales Como resultado los grandes torrentes ocasionados por las lluvias primaverales o el derretir de la nieve en las montantildeas tendieron maacutes bien a precipitarse cuesta abajo que a filtrarse en el suelo estas aguas incontroladas se convirtieron en inundaciones primaverales A tiacutetulo de medida preventiva se excavaron canales en el valle para desaguar los campos en primavera y regarlos durante el verano y el otontildeo pero es el caso que la agricultura floreciente excitaba la codicia de los vecinos y una guerra tras otra asolaron la regioacuten Decenas de miles de soldados la invadieron comieron los alimentos mataron esclavizaron y expulsaron a la poblacioacuten rural el resultado fue que los canales y las tierras de cultivo fueron abandonados los canales descuidados se convirtieron en pantanos los pantanos redujeron el caudal de los riacuteos y los riacuteos reducidos ya no podiacutean seguir utilizaacutendose para regar otras partes de la regioacuten la capa freaacutetica bajoacute y los rendimientos son menores actualmente que hace 4000 antildeosbull Africa del norte La antigua Caacutertago fue fundada en las orillas del Mediterraacuteneo en Africa del Norte en medio de una tierra de pasto seco pero feacutertil los granos produciacutean en abundancia actualmente una gran extensioacuten de dicha regioacuten se ha convertido en parte del desierto del Saacutehara y de hecho una gran parte de este desierto es un producto del arado y el cultivo excesivo de la tierra feacutertil conducentes al agotamiento de la cantidad de humedad disponible bull Estados Unidos Los primeros colonos europeos encontraron millones de hectaacutereas de tierra virgen en Ameacuterica La costa oriental a donde llegaron primero era boscosa y la tarea de desmontar la tierra arrancar troncones y establecer cultivos fue ardua En Nueva Inglaterra los prolongados inviernos y las laderas rocosas de las montantildeas contribuiacutean a hacer el cultivo maacutes difiacutecil era natural que los colonos fueran atraiacutedos hacia el Oeste porque alliacute maacutes allaacute del Mississipi habiacutea extensiones de praderas hasta perderse de vista Un manto de tierra rico profundo y sin piedras y grandes extensiones sin aacuterboles prometiacutean un arado un sembrado y una recoleccioacuten faacutecil En 1889 fue abierto el territorio de Oklahoma al establecimiento regular a las pocas semanas la poblacioacuten blanca subioacute alliacute a 60 mil habitantes para 1900 eran ya 390 mil que viviacutean de la riqueza del suelo En 1924 una espesa nube de polvo sobrevoloacute la ciudad de Nueva York y se perdioacute en el Oceacuteano Atlaacutentico este polvo habiacutea sido el manto de tierra de Oklahoma lsquoEl Cuento del polvo de Oklahomarsquo

Moacutedulo 4 PESTICIDAS

Enunciar las principales caracteriacutesticas de los hidrocarburos clorados A fines de los antildeos treintas y principios de los cuarentas fue sintetizado en diversos laboratorios un nuevo grupo de pesticidas estos compuestos no se dan en estado natural debido a que contienen carbono hidroacutegeno y cloro se les designa como ldquohidrocarburos cloradosrdquo Constituyen ahora una clase de compuestos quiacutemicos reconocidos a algunos se les conoce corrientemente por sus nombres comerciales como DDT aldrina clordano dreldrina endrina y heptadoro estos pesticidas fueron inicialmente celebrados como uno de los grandes descubrimientos del siglo XX sus principales caracteriacutesticas son

Son faacuteciles de elaborar Son baratos Constituyen venenos muy eficaces

Sin embargo se dan contra los hidrocarburos clorados tres argumentos principales 1 Son venenos universales 2 Se degradan lentamente 3 Son solubles en grasa

Sentildealar la importancia que tiene para el medio ecoloacutegico el que algunos materiales sean biodegradables La mayoriacutea de los compuestos quiacutemicos que se encuentran en estado natural son biodegradables lo cual quiere decir que son degradables (desintegrables) por alguna forma de vida la biodegradabilidad es un fenoacutemeno que se ha desarrollado con la evolucioacuten de las especies Si hay energiacutea o materias primas susceptibles de ser liberadas por medio de la desintegracioacuten de la moleacutecula de un compuesto entonces se ha desarrollado alguacuten organismo adaptado al nicho correspondiente y capaz de servirse de dicho compuesto Sin embargo muchos nuevos compuestos han sido sintetizados por los quiacutemicos en antildeos recientes soacutelo algunos de estos son lo bastante semejantes a los compuestos que se encuentran en estado natural para ser biodegradables

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Los hidrocarburos clorados se descomponen lentamente en la naturaleza y muchos tienen una media vida de descomposicioacuten de 10 a 15 antildeos el resultado es que estos venenos existen un tiempo suficiente para producir efectos nocivos

Definir el concepto de pesticida Pesticida es un producto quiacutemico destinado a luchar contra los paraacutesitos animales y vegetales de los cultivos

Explicar en que consiste una mutacioacuten Un problema con los pesticidas es que tienden a hacerse menos eficaces despueacutes de algunos antildeos de uso por supuesto la composicioacuten del pesticida sigue siendo la misma pero su empleo tiende a traducirse en el desarrollo en las plagas de una poblacioacuten inmune Tal parece como si el pesticida hubiera perdido su fuerza Este deterioro gradual de la accioacuten de los pesticidas requiere el empleo de cantidades de pesticidas cada vez mayores para conseguir el mismo efecto para comprender la razoacuten de este fenoacutemeno se necesita considerar el caraacutecter de la adaptacioacuten geneacuteticaLa quiacutemica de las plantas y los animales cambia de cuando en cuando como resultado de alteraciones accidentales al azar ndashinvitaciones- de sus ceacutelulas reproductoras el mutante tiene buenas probabilidades de supervivencia si su mutacioacuten particular lo protege contra un medio ambiente hostil Este mecanismo de mutacioacuten al azar ha permitido a los insectos adaptarse a su medio ambiente durante millones de antildeos y es este proceso el que protege a los insectos de los pesticidas

Unidad II DESECHOS RADIACTIVOS CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Moacutedulo 5 DESECHOS RADIACTIVOS

Definir los siguientes teacuterminos bull Nuacutecleo atoacutemico es donde se encuentra concentrada toda la masa de un aacutetomo Contiene los protones y los neutrones y por consiguiente toda la carga positiva y praacutecticamente toda la masa bull Nuacutemero atoacutemico indica cuaacutel es el nuacutemero de protones en el nuacutecleo de un aacutetomo es decir la carga nuclear (carga positiva) bull Nuacutemero de masa indica la cantidad de protones en el nuacutecleo maacutes el nuacutemero de neutrones en el mismo bull Isoacutetopo un determinado elemento puede tener maacutes de un nuacutemero de masa los aacutetomos del mismo elemento (esto es los aacutetomos del mismo nuacutemero atoacutemico) que tienen nuacutemeros de masas diferentes se designan como isoacutetopos Asiacute por ejemplo 12C y 14C son isoacutetopos de carbono los dos tienen seis protones nucleares Son isoacutetopos porque tienen diferente nuacutemero de masa

Enunciar el concepto de elemento quiacutemico Es una substancia que consta de aacutetomos del mismo nuacutemero atoacutemico se considera que los elementos son clases de materias primas quiacutemicas iacutentimas todas las substancias estaacuten compuestas de elementos cada elemento tiene un nombre comuacuten y estaacute representado por una o dos letras Se encuentran 88 elementos en estado natural sobre la tierra Estos elementos estaacuten numerados del 1 al 92 (faltando los nuacutemeros 43 51 85 y 87) o sea los cuatro elementos faltantes juntamente con 12 maacutes por encima de los 92 que han sido hechos por el hombre de modo que el nuacutemero total ahora conocido es de 104

Explicar en que consiste la radiactividad Algunos nuacutecleos atoacutemicos son inestables se les designa como radioisoacutetopos y de las substancias en que existen se dice que son radiactivas algunos de estos nuacutecleos inestables se encuentran sobre la tierra en estado natural en tanto que otros han sido elaborados por el hombre Un ejemplo de radioisoacutetopo que se encuentra en estado natural es el radio 226 (226Ra) La radiactividad natural fue descubierta accidentalmente en 1896 cuando el franceacutes Henry Becquerel encontroacute que los minerales de uranio emiten una radiacioacuten algo parecida a la de los rayos X (llamados rayos Gamma) maacutes adelante se averiguoacute que la emisioacuten estaba almacenada en alguna forma en los nuacutecleos atoacutemicos mismos se encontroacute que las emisiones constaban de partiacuteculas eleacutectricamente positivas (partiacuteculas alfa nuacutecleos de Helio) de partiacuteculas eleacutectricamente negativas (rayos beta electrones) y de rayos eleacutectricamente neutros (rayos gamma parecidos a los rayos X) Cuando se descompone un radioisoacutetopo queda atraacutes un nuevo aacutetomo en algunos casos el aacutetomo subsistente es estable (no radiactivo) en tanto que en otros casos es radiactivo (inestable) Por ejemplo el nuacutecleo de radio 226 se descompone para producir una partiacutecula alfa y un nuevo elemento el radoacuten 222 que es un gas radiactivo

226Ra rarr partiacutecula alfa + 222Rn

Sentildealar las influencias nocivas que presenta la absorcioacuten indiscriminada de isoacutetopos radiactivos por un organismo vivo La alta energiacutea que acompantildea la radiactividad produce cambios quiacutemicos estos cambios

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incluyen alteraciones de las ceacutelulas vivas y son praacutecticamente siempre nocivos las dosis grandes pueden ser fatales para el hombre La vida sobre la tierra ha evolucionado en presencia del nivel natural de radiacioacuten de fondo esta radiacioacuten puede ser tan perniciosa como la de las fuentes artificiales sin embargo su nivel es bajo y la vida sobre la tierra se ajusta a las mutaciones que causa los pocos organismos dantildeados por esta radiacioacuten no sobreviven a la competencia con los que no han sido dantildeados y por consiguiente mueren Por supuesto los organismos maacutes raros todaviacutea a la mutacioacuten mejoran sobreviven preferentemente este proceso selectivo constituye la evolucioacuten cuando los organismos no aceptan las mutaciones pueden conducir a la extincioacuten de la especie La radiacioacuten puede afectar cualquier parte del organismo humano perjudica la sangre destruyendo leucocitos mediante lesioacuten de la meacutedula oacutesea el bazo y los noacutedulos linfaacuteticos otros efectos especiacuteficos susceptibles de ser producidos por grandes dosis de radiacioacuten son los tumores pulmonares caacutencer de la piel dantildeo en los huesos esterilidad y cataratas La cantidad maacutes pequentildea de radiacioacuten una partiacutecula puede dantildear el nuacutecleo de una ceacutelula individual una ceacutelula dantildeada o una de sus descendientes puede convertirse en cancerosa si una ceacutelula germen es alterada la lesioacuten geneacutetica resultante puede transmitirse a las generaciones futuras

Definir el concepto de vida media Vida media o semivida es el tiempo en el cual una substancia radiactiva se reduce a la mitad por ejemplo un kilogramo de substancia radiactiva con una vida media de 10 antildeos dentro de 10 antildeos se reduciraacute a 500 gramos

Describir el proceso de desintegracioacuten radiactiva El concepto de vida media se aplica a los radiosioacutetopos Ejemplo Un nuacutecleo de un aacutetomo de iacutendice 226Ra tiene 50 probabilidades contra 50 de sobrevivir en un intervalo determinado de 1600 antildeos esto significa que la vida media de 226Ra es de 1600 antildeos por consiguiente si se coloca 1 gr de 226Ra en un recipiente en 1971 solo quedariacutea medio gramo despueacutes de 1600 antildeos (en el antildeo 3571) y uacutenicamente un cuarto de gramo despueacutes de otros 1600 antildeos (en el antildeo 5171) y asiacute sucesivamente este proceso se designa como desintegracioacuten radiactiva

Moacutedulo 6 PUNTOS DE VISTA OPUESTOS EN RELACIOacuteN CON LA ENERGIacuteA NUCLEAR

Describir el funcionamiento de las partes principales de un reactor nuclear Ecuaciones fundamentales de fisioacuten nuclear

(rara)235U + 1 neutroacuten rarr productos de fisioacuten + 2 a 3 neutrones + energiacutea

y 238U + 1 neutroacuten rarr plutonio 239 oacute 239Pu larr fuente de nuevo producto fisionante 239Pu + 1 neutroacuten rarr productos de fisioacuten + 2 a 3 neutrones + energiacutea

El reactor nuclear que produce energiacutea necesita lo siguiente bull Un medio de controlar los neutrones el control del nuacutemero de neutrones se efectuacutea por medio de barras absorbentes de neutrones que contienen cobalto o boro y que pueden introducirse maacutes o menos profundamente en el reactor el control de la energiacutea de los neutrones que influye sobre la velocidad de las reacciones que experimentan es efectuado por un ldquomoderadorrdquo esto es una substancia que hace los neutrones maacutes lentos pero sin absorberlos El moderador utilizado en el primer reactor experimental fue el grafito esto es una forma de carbono en tanto que los reactores actuales utilizan el agua bull Una manera de extraer la energiacutea caloriacutefica producida la energiacutea obtenida en los procesos del reactor ha de transferirse a un liacutequido circulante por ejemplo a metal sodio fundido el calor de este liacutequido se utiliza para convertir el agua en vapor (en un transformador de calor o condensador) que impulsa turbinas para producir electricidad bull Un medio de contener y eliminar los desechos son los cartuchos de uranio revestidos de acero inoxidable Una vez que se han acumulado impurezas la reaccioacuten en cadena maacutes lenta se ha convertido en desechos los cuales estaacuten maacutes concentrados maacutes radiactivos por consiguiente maacutes peligrosos El uranio se vuelve a tratar (se enriquece) y los desechos han de eliminarse apropiadamente Primero hay que esperar a que los desechos se enfriacuteen y de alguna manera convertirse a una forma soacutelida la cual se pueda manipular maacutes faacutecilmente el paso final que se considera actualmente como el mejor para la eliminacioacuten uacuteltima consiste en colocar los desechos enfriados concentrados y solidificados en una mina de sal o cueva de sal abandonada de las que se espera que permaneceraacuten secas y sin trastornos por miles de antildeos hasta que el material radiactivo se degrade completamente Un procedimiento alternativo posible consiste en producir una especie de cemento que incorpore la materia de desecho radiactivo este ldquocemento calienterdquo se inyecta luego en grietas subterraacuteneas de roca bioloacutegicamente estable en donde se endurece y se convierte en parte de la estructura soacutelida de la corteza de la Tierra bull Un conjunto general de procedimientos de seguridad para protegerse contra las liberaciones accidentales de material radiactivo

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Describir los meacutetodos de seguridad que se emplean en las plantas de energiacutea nuclear Este procedimiento incluye factores como bull Uso de una triple capa de defensa la cual hace todo accidente grave casi inconcebible bull El combustible nuclear no es uranio puro sino una forma ceraacutemica de bioacutexido de uranio el cual es mucho maacutes capaz de retener los productos de la fisioacuten bull El empleo de agua ordinaria como refrigerante y moderador de neutrones proporciona tambieacuten una proteccioacuten automaacutetica bull El uso de dos sistemas de refrigeracioacuten independientes por si el principal fallara bull El empleo de sistemas automatizados alejados de fallas humanas bull Uso de una barrera de contencioacuten reforzada con concreto que protege al reactor y a los generadores de vapor disentildeada para resistir terremotos y huracanes

Analizar el caso de la presencia del estroncio radiactivo en la leche El estroncio 90 (90Sr) es un producto de desecho de la fisioacuten radiactiva con una vida media de aproximadamente 27 antildeos es uno de los componentes de la ldquoprecipitacioacuten radiactivardquo o sea la mezcla de los desechos radiactivos liberados por los procesos nucleares hacia la atmoacutesfera y que gradualmente se depositan sobre la superficie de la tierra juntamente con otros polvos diversos El estroncio (cualquier isoacutetopo de estroncio radiactivo o no) es quiacutemicamente similar al calcio que constituye un elemento importante en los huesos de los animales en los mamiacuteferos el calcio es transmitido a las criacuteas por la leche de la madre asiacute pues la leche es una fuente importante de calcio los herbiacutevoros como las vacas obtienen su calcio de la materia vegetal de sus alimentos si una vaca pasta en una zona contaminada por la lluvia radiactiva el 90Sr se transportaraacute juntamente con el calcio y se acumularaacute en los huesos de la vaca y en su leche este proceso orgaacutenico concentra el 90Sr y habraacute mucho maacutes en 1 gr de leche que en un gramo de hierba La leche de vaca es utilizada como alimento por los humanos especialmente por los nintildeos de modo que tienen probabilidades de ingerir relativamente grandes cantidades de 90Sr las madres que amamantan a sus bebeacutes concentran 90Sr en la leche y consecuentemente el bebeacute lactante ingeriraacute este radiosioacutetopo en el pecho de su madre

Moacutedulo 7 CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Sentildealar la importancia del aire para la vida El aire es indispensable para la vida sobre la Tierra la adicioacuten de materia indeseable transportada por el aire (como el humo) cambia la composicioacuten de la atmoacutesfera de la Tierra perjudicando posiblemente la vida y alterando materiales designamos este fenoacutemeno atmosfeacuterico como lsquocontaminacioacuten del airersquo

Definir el significado de ldquouna parte por milloacutenrdquo Una manera de expresar la concentracioacuten de gases y partiacuteculas en el aire la cual es la cantidad de la substancia en un volumen determinado de espacio dado o en una cantidad dada de otra materia en razones o voluacutemenes es la denominada partes por milloacuten (ppm) 1 ppm significa ldquouna parte por milloacutenrdquo o un volumen de la substancia contaminante en un milloacuten de voluacutemenes de aire contaminado por ejemplo si hay 1 ppm en el aire de SO2 significa que existe una moleacutecula de SO2

entre un milloacuten de moleacuteculas de aire

Establecer la diferencia entre aire puro y aire contaminado El aire puro es una mezcla de gases 78 de nitroacutegeno (N) 21 de oxiacutegeno (O) 93 de gases inertes (argoacuten kriptoacuten etc) metano (CH4) hidroacutegeno (H) y una cantidad variable de vapor de agua ademaacutes de bioacutexido de carbono (CO2) El aire estaraacute contaminado si variacutea en los porcentajes indicados o si contiene otras partiacuteculas diferentes a las que se mencionan en la composicioacuten descrita

Nombrar algunos contaminantes naturales del aire bull1 Oacutexidos de nitroacutegeno (en su mayor parte N2O) 05 ppm y NO2 (002 ppm) producidos ambos por la radiacioacuten solar y por los rayos bull1 Ozono (O2) producido tambieacuten por la radiacioacuten solar y por los rayos

Explicar la diferencia entre contaminante primario y contaminante secundario del aire bull Contaminante primario es aquel que se produce mediante alguacuten proceso o reaccioacuten por ejemplo al quemar azufre o combustibles que lo contienen se produce bioacutexido de azufre (SO2) seguacuten la reaccioacuten S + O2 rarr SO2 bull Contaminante secundario es aquel que se produce en la atmoacutesfera a partir de un contaminante primario por ejemplo el trioacutexido de azufre (SO3) se produce en la atmoacutesfera por la oxidacioacuten del SO2 bajo la influencia de la luz solar seguacuten la reaccioacuten 2SO2 + O2 rarr 2SO3

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Mencionar algunos contaminantes gaseosos del aire bull Oacutexidos de carbono bioacutexido de carbono (SO2) bull Compuestos que contienen carbono e hidroacutegeno (hidrocarburos) carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno (oxigenados) bull Compuestos que contienen azufre bioacutexido de azufre (SO2) trioacutexido de azufre (SO3) sulfuro de hidroacutegeno (H2S) bull Compuestos que contienen nitroacutegeno oacutexido de nitroacutegeno (NO) bioacutexido de nitroacutegeno (NO2) bull Ozono (O3) y oxidantes bull Fluoruro de hidroacutegeno (HF)

Nombrar algunas partiacuteculas contaminantes del aire bull Partiacuteculas viables (capaces de vivir) granos de polen bacterias hongos mohos o esporas insectos partes de insectos bull Partiacuteculas no viables arena partiacuteculas de tierra gotitas de salados polvo volcaacutenico partiacuteculas extraterrestres (naturales) bull Partiacuteculas producidas por actividades humanas bullbullOrgaacutenicas humo proveniente de la combustioacuten de carboacuten petroacuteleo madera y basura polvos insecticidas partiacuteculas orgaacutenicas liberadas por la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica bullbullInorgaacutenica partiacuteculas provenientes de las actividades metaluacutergicas de la industria productora de mineral no metaacutelico de la manufactura quiacutemica inorgaacutenica y del plomo utilizado en la gasolina

Moacutedulo 8 EFECTOS DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Describir el funcionamiento de un filtro de bolsa La materia en partiacuteculas se deja retener en medios porosos (filtros) que dejan pasar el gas tales separaciones son posibles porque las partiacuteculas son mucho maacutes grandes que las moleacuteculas de gas Para tratar grandes corrientes de gas los filtros son a menudo en forma de bolsas ciliacutendricas parecidas a calcetines gigantes de las que la materia en partiacuteculas recogida se vaciacutea perioacutedicamente por sacudida

Describir el funcionamiento de un colector de cicloacuten Maacutes importante que la velocidad de depoacutesito de las partiacuteculas grandes es el hecho de que las partiacuteculas maacutes pesadas poseen maacutes inercia por consiguiente si una corriente de gas que contiene contaminantes en partiacuteculas se hace girar en remolino las partiacuteculas podraacuten ser expulsadas a lugares de donde se les pueda eliminar coacutemodamente un dispositivo de esta clase es el llamado cicloacuten

Describir el funcionamiento de un precipitador electrostaacutetico Las partiacuteculas pueden tambieacuten estar cargadas eleacutectricamente y una superficie colectora que lleve una carga de signo contrario los atraeraacute dispositivos de esta clase llamados precipitadores electrostaacuteticos se utilizan en gran escala sobre todo para reducir el humo de las plantas de energiacutea que queman combustibles foacutesiles

Describir el funcionamiento de un depurador Los gases contaminantes no pueden recogerse faacutecilmente por medios mecaacutenicos porque sus moleacuteculas no son lo bastante maacutes grandes o maacutes pesadas que las del aire sin embargo algunos gases contaminantes podraacuten ser maacutes solubles en un liacutequido determinado (por regla general el agua) de lo que es el aire se les podraacute recoger por un proceso que los lleve a un contacto iacutentimo con el liacutequido Los aparatos que realizan semejante separacioacuten se designan depuradores Los medios de establecer contacto entre el gas y el liacutequido incluyen el rociado del liacutequido en el gas y el burbujeo del gas a traveacutes del liacutequido el amoniaco (NH3) constituye un ejemplo de gas soluble en agua que se deja extraer de una corriente de aire

Establecer la diferencia entre ldquoadsorcioacutenrdquo y ldquoabsorcioacutenrdquo ldquoAdsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en la superficie de alguacuten material mientras que ldquoabsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en el interior de un material

Explicar en que consiste el control de los contaminantes por conversioacuten La conversioacuten maacutes importante de los contaminantes es la oxidacioacuten en el aire la oxidacioacuten se aplica las maacutes de las veces a los gases y vapores contaminantes orgaacutenicos y rara vez a la materia en partiacuteculas cuando las substancias orgaacutenicas que soacutelo contienen carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno se oxidan por completo los uacutenicos productos son bioacutexido de carbono y agua inofensivos ambos sin embargo el proceso es a menudo muy dispendioso porque se requiere utilizar una cantidad de energiacutea considerable para mantener la totalidad de la corriente de gas suficientemente caliente (700degC aprox) para que tenga lugar la oxidacioacuten completa Si el contaminante esta suficientemente concentrado su propio valor de combustible podraacute proporcionar acaso una gran parte de esta energiacutea ademaacutes la temperatura necesaria para la combustioacuten podraacute reducirse

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utilizando un catalizador Hay cierto nuacutemero de conversiones quiacutemicas de contaminantes posibles aparte de la combustioacuten en el aire estos comprenden la neutralizacioacuten quiacutemica de un aacutecido o una base y la oxidacioacuten de contaminantes por agentes distintos del aire

Describir algunos meacutetodos de control de contaminacioacuten del aire por compuestos de azufre Quemamos carboacuten petroacuteleo o gas natural que contienen azufre para producir calor y energiacutea el azufre contenido en el combustible se oxida en SO2 y contamina el aire se dejan concebir los siguientes meacutetodos de control bull Cambiar a otras fuentes de energiacutea energiacutea hidroeleacutectrica energiacutea nuclear o energiacutea solar a tiacutetulo de solucioacuten parcial se podriacutea cambiar a combustibles de contenido menor de azufre bull Extraer el azufre antes de quemarlo lo que traeriacutea aumento en el costo del combustible bull Extraer el azufre de los gases de escape antes de descargarlos en la atmoacutesfera bull Utilizar meacutetodos maacutes eficientes de combustioacuten bull Usar menor cantidad de combustible consumido o usado por persona bull Reducir la velocidad de crecimiento de la poblacioacuten

Sentildealar las ventajas y desventajas al proponer como solucioacuten a la contaminacioacuten atmosfeacuterica el empleo del automoacutevil eleacutectrico bull Ventajas Disminucioacuten en los niveles de contaminacioacuten atmosfeacuterica bull Desventajas Necesidad de maacutes centrales de energiacutea Depresioacuten econoacutemica en la industria del petroacuteleo Cambios en los automoacuteviles y en la industria automotriz Cambios en las estaciones de servicios Cambios en el disentildeo de las carreteras Modificacioacuten en los impuestos Las bateriacuteas usadas hasta hoy tienen poca autonomiacutea

Unidad III CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA DESECHOS SOacuteLIDOS

Moacutedulo 9 EL CARAacuteCTER DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA

Describir la colocacioacuten de los aacutetomos de hidroacutegeno y oxiacutegeno en la moleacutecula del agua El agua contiene 8 partes de oxiacutegeno por una parte de hidroacutegeno en peso por ejemplo 9 kg de agua contienen 8 kg de oxiacutegeno y 1 kg de hidroacutegeno La composicioacuten del agua y los pesos atoacutemicos del oxiacutegeno y el hidroacutegeno estaacuten expresados en la foacutermula H2O la composicioacuten del agua es O (16) es a H (1 + 1) como 16 es a 2 como 8 es a 1 La suma de estos pesos atoacutemicos 1 + 1 + 16 = 18 es el peso molecular del agua El oxiacutegeno estaacute ligado a los dos hidroacutegenos y la moleacutecula tiene una figura inclinada con un aacutengulo de 105 grados entre las dos ligazones

H H+ +

105degO-

Sentildealar las formas en que se agrupan las moleacuteculas del agua Las cargas negativas (electrones) estaacuten amontonadas en forma maacutes apretada alrededor del aacutetomo de oxiacutegeno que las cargas positivas (protones) esto ocasiona una separacioacuten de las cargas con la parte de la moleacutecula cargada negativamente maacutes cerca de los aacutetomos de oxiacutegeno y de las partes cargadas positivamente mas cerca de los hidroacutegenos Estas cargas eleacutectricas atraen a sus opuestas en otras moleacuteculas de agua con el resultado de que el agua liacutequida consta de agregados de moleacuteculas de H2O ligadas unas a otras como aquiacute se indica

+ = hidroacutegeno- = oxiacutegeno

Describir el comportamiento del agua como solvente eficaz de algunas substancias Las fuerzas eleacutectricas que ligan las moleacuteculas de agua unas a otras pueden servir tambieacuten para ligar moleacuteculas de agua a las substancias extrantildeas por consiguiente el agua es un solvente excepcionalmente bueno especialmente en el caso de substancias que tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas Estas substancias son en forma tiacutepica compuestos inorgaacutenicos tales como los compuestos de elementos metaacutelicos en cambio el agua es un solvente mediocre para substancias cuyas moleacuteculas no tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas son ejemplos de este uacuteltimo las substancias de los hidrocarburos derivados del petroacuteleo tales como la gasolina el aceite mineral y la grasa

Mencionar queacute se entiende por partiacuteculas suspendidas coloidales y materia disuelta Resulta praacutectico clasificar las substancias extrantildeas en el agua seguacuten el volumen de sus partiacuteculas porque es este volumen el

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que con frecuencia condiciona la eficacia de los diversos meacutetodos de purificacioacuten las substancias se clasifican en bull Partiacuteculas suspendidas son las mayores las que tienen diaacutemetro de aproximadamente un microacutemetro son lo bastante grandes para depositarse a velocidades razonables y ser retenidas por los filtros comunes Son tambieacuten lo suficientemente grandes para absorber la luz y hacer que el agua que contaminan se vea turbia y sucia bull Partiacuteculas coloidales son tan pequentildeas que su velocidad de depoacutesito es insignificante y pasan a traveacutes de los agujeros de la mayoriacutea de los medios filtrantes no se les puede eliminar del agua por sedimentacioacuten o filtracioacuten ordinaria El agua que contiene partiacuteculas coloidales se aclara en el trayecto directo de la luz que la ilumina pero se podriacutea ver acaso turbia si se le observa a un aacutengulo recto con respecto al haz lumiacutenico Los colores de las aguas naturales tales como el azul el verde y el rojo de los lagos o mares son debido en gran parte a partiacuteculas coloidales bull La materia disuelta no se deposita no es retenida por los filtros y no enturbia el agua las partiacuteculas de las que dicha materia consta no son mayores de aproximadamente 11000 de microacutemetro de diaacutemetro si son eleacutectricamente neutras se les llama moleacuteculas y si llevan una carga eleacutectrica se les designa iones

El azuacutecar de cantildea (sacarosa) el alcohol de granos (etanol) y el anticongelante ldquopermanenterdquo (glicol de etileno) son substancias que se disuelven en el agua como moleacuteculas eleacutectricamente neutras la sal de mesa (cloruro de sodio) se disuelve como sodio positivo y iones negativos de cloruro

Moacutedulo 10 LA COMPOSICIOacuteN DE LAS AGUAS NATURALES

Clasificar las diferentes impurezas del agua seguacuten su origen y tamantildeo de sus partiacuteculas Origen y naturaleza de las impurezas de las aguas naturales

bull Atmoacutesfera bull suspendidas polvos bull coloidales polvos bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 SO2 O2 N2 bull iones positivos H+ bull iones negativos HCO3- SO4 2-

bull Tierra mineral y piedrasbull suspendidas arena arcillas partiacuteculas de tierra mineral bull coloidales arena bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 bull iones positivos Na+ K2+ Ca2+ Mg2+ Fe2+ Mn2+ bull iones negativos Cl- F- SO42- CO32- HCO3- NO3-

bull Organismos vivos y sus productos de descomposicioacuten suspendidas algas diatomeas bacterias peces tierra orgaacutenica otros organismos coloidales virus materia colorante orgaacutenica tierra orgaacutenica (manto) disueltas

moleacuteculas CO2 O2 N2 H2S CH4 desechos orgaacutenicos iones positivos H+ Na+ NH4+ iones negativos Cl- HCO3 NO3-

Describir el efecto de los microorganismos en el agua El agua contaminada podraacute ser sucia mal oliente corrosiva poco apta para lavar en ella la ropa o desagradable al gusto sin embargo el efecto maacutes perjudicial del agua contaminada para el hombre ha sido ciertamente el de la transmisioacuten de enfermedades La fiebre tifoidea en el Hemisferio Occidental y el coacutelera en el Hemisferio Oriental han sido las causas del mayor nuacutemero de defunciones producidas por el agua otras enfermedades humanas transmitidas al hombre por microorganismos del agua son la disenteriacutea la hepatitis infecciosa y la gastroenteritis es posible que algunas otras enfermedades viacuterales tales como la poliomielitis sean tambieacuten transmitidas por el agua El hombre vive en relacioacuten iacutentima con microorganismos sobre su piel y en su sistema digestivo el total de la poblacioacuten microbiana en un hombre normal es tal vez de 10 millones de millones (1013) en estado de salud los hombres y los microbios viven juntos para beneficio mutuo el excremento de un ser humano sano no es necesariamente un manantial de enfermedades si se dispersa en el agua sin embargo algunas personas sanas viven en armoniacutea con organismos que pueden resultar patoacutegenos para otros Sentildealar las caracteriacutesticas que debe tener el agua para considerarse aceptable para beber

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Se considera que el agua es aceptable para beber si bull Contiene menos de 10 bacterias intestinales por litro bull Si no contiene impurezas quiacutemicas en concentraciones que pueden ser peligrosas para la salud del consumidor o corrosivas con respecto al sistema de conduccioacuten del agua bull Si no presenta un gusto olor color o turbiedad objetables bull Si no procede de un manantial sujeto a contaminacioacuten por aguas negras u otros contaminantes tales como un pozo exactamente cuesta debajo de una fosa seacuteptica

Mencionar la importancia del oxiacutegeno disuelto en el agua La mayoriacutea de la materia orgaacutenica procedente de desechos de alimentos de aguas negras domeacutesticas y de residuos de faacutebricas tales como partiacuteculas de tierra son desintegradas en el agua por bacterias protozoarios y diversos organismos mayores semejantes descomposiciones convierten substancias ricas en energiacutea en substancias pobres en energiacutea mediante reacciones quiacutemicas que utilizan oxiacutegeno Por supuesto estas conversiones tienen lugar tanto en el agua como en la tierra sin embargo la diferencia importante entre estos dos medios es que el oxiacutegeno atmosfeacuterico a disposicioacuten de los animales terrestres es reemplazado en forma relativamente raacutepida por la vida vegetal y en esta forma no se agota En cambio el oxiacutegeno disuelto en las aguas puede agotarse maacutes raacutepidamente de lo que es reemplazado desde la atmoacutesfera y las bacterias los protozoarios los gusanos de lodo y la trucha compiten por el oxiacutegeno cuando los elementos nutritivos son abundantes semejante competencia afecta la distribucioacuten de las formas de vida en el agua cuando la introduccioacuten de una materia nutritiva (basura o desechos industriales orgaacutenicos) altera esta distribucioacuten en una forma que resulta desfavorable para el hombre (por ejemplo de modo que cohiba la trucha y favorezca los protozoarios) la calidad del agua ha de considerarse como deteriorada y los elementos nutritivos antildeadidos son contaminantes

Definir los conceptos de bull Aerobiosis Es cuando un combustible como la madera es quemado en el aire tiene lugar una liberacioacuten de energiacutea y la formacioacuten de las substancias bioacutexido de carbono y agua pobres en energiacutea semejante conversioacuten puede mostrarse mediante la ecuacioacuten de combustioacuten del gas metano (CH4)

CH4 + O2 rarr CO2 + 2H2OLa descomposicioacuten bacteriana no tiene lugar a la temperatura de la llama sin embargo la liberacioacuten total de energiacutea depende solamente de los materiales iniciales y de los productos finales y modelos pasos intermedios la descomposicioacuten bacteriana en presencia del aire se designa como aerobiosis y es el proceso que rinde la mayor energiacutea a partir de un peso dado de elementos nutritivos bull Nitrificacioacuten Es la primera etapa de la accioacuten bacteriana en la desoxigenacioacuten de las aguas contaminadas Cuando el elemento nutritivo esta agotado se puede obtener energiacutea suplementaria mediante la oxigenacioacuten de las sales de amonio proceso que se designa como nitrificacioacuten bull Fermentacioacuten Es cuando el oxiacutegeno molecular se ha agotado en las aguas la accioacuten bacteriana no se detiene en lugar de ello se produce una nueva serie de descomposiciones a traveacutes del proceso llamado anaerobiosis (descomposicioacuten bacteriana en ausencia de oxiacutegeno) La descomposicioacuten anaeroacutebica de los azuacutecares y otros carbohidratos se designa fermentacioacuten bull Putrefaccioacuten Se denomina asiacute al proceso anaeroacutebico de la descomposicioacuten de las proteiacutenas

Moacutedulo 11 DETERGENTES ALGAS Y LA MUERTE DE LAS AGUAS

Explicar el proceso de eutroficacioacuten Las algas son plantas acuaacuteticas se les puede percibir en ocasiones como un lima-verde-azul sobre la superficie del agua inmoacutevil las algas obtienen su energiacutea mediante la fotosiacutentesis (pues son plantas) por lo tanto consumen bioacutexido de carbono (CO2) en presencia de luz solar y liberan oxiacutegeno Al igual que otras plantas las algas necesitan tambieacuten diversos elementos nutritivos inorgaacutenicos tales como compuestos de nitroacutegeno de potasio foacutesforo azufre y hierro si los elementos nutritivos son abundantes las algas se reproducen incesantemente A medida que algunas algas mueren son alimento para las bacterias la descomposicioacuten bacteriana consume oxiacutegeno con los efectos contaminantes consiguientes Semejante sucesioacuten de procesos se traduce en un estado en que el agua por debajo de la superficie de las algas es pobre en oxiacutegeno e incapaz de soportar formas de vida que son uacutetiles para el hombre la perca y la lobina ceden el paso a variedades menos deseadas de animales que se alimentan de basura tales como el siluso sanguijuelas y gusanos De un lado de este estado se dice que es eutroacutefico y el proceso mediante el cual dicho estado es alcanzado se designa eutroficacioacuten cuando esto tiene lugar sin la intervencioacuten del hombre el proceso suele ser lento dura cientos o miles de antildeos y forma parte de la transformacioacuten general del lago en pantano y finalmente en prado

Definir el teacutermino ldquoagua durardquo Agua dura es el agua subterraacutenea que contiene iones metaacutelicos que ocasionan que el jaboacuten sea insoluble en ella y lo privan de su detergencia el agua que no contiene dicho material se denomina ldquoagua blandardquo

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Distinguir como contaminantes industriales del agua a los compuestos de plomo arseacutenico y mercurio La actividad industrial especialmente la produccioacuten de pulpa y papel la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica engendran una gran variedad de productos de desecho que pueden ser descargados en las corrientes de agua de algunos desechos de este tipo se sabe que son venenosos para el hombre en tanto que los efectos de otros son obscuros y para complicar maacutes las cosas algunos de estos desechos reaccionan con el cloro que se utiliza como desinfectante del agua potable El resultado de semejante reaccioacuten a la produccioacuten de compuestos orgaacutenicos clorados que huelen y saben mucho peor que el producto de desecho original Uno de los venenos industriales acarreados por el agua desde la antiguumledad es el plomo su fuente predominante ha sido la tuberiacutea de plomo utilizada anteriormente en las redes de distribucioacuten del agua maacutes recientemente el empleo del rociado de arseniato de plomo ha contaminado aguas superficiales y profundas con plomo con arseacutenico El plomo es un veneno acumulativo e inclusive pequentildeas concentraciones si estaacuten presentes constantemente en el agua potable podraacuten conducir a enfermedades graves o a la muerte El arseacutenico que en algunas ocasiones se encuentra en las aguas naturales que corren a traveacutes de minerales que contienen arseacutenico es tambieacuten un veneno acumulativo El mercurio se ha considerado siempre con fascinacioacuten y alarma es el uacutenico metal liacutequido a temperaturas ordinarias pero a temperaturas maacutes altas puede evaporarse con suficiente rapidez para ser mortal el mercurio en el agua no es un contaminante potencial por lo que no es preocupante que la mitad de la cantidad de mercurio anualmente extraiacutedo sea liberada al medio ambiente estas descargas tienen lugar como efluentes de desecho desde las fabricas productoras o bien como incorporacioacuten de trazas de mercurio en productos a los que no pertenece

Sentildealar en que consiste el fenoacutemeno de corrosioacuten Los aacutecidos corroen (enmohecen oxidan) los metales y los compuestos solubles de metales pueden contaminar el agua por consiguiente el agua que es aacutecida puede contaminarse con elementos metaacutelicos maacutes faacutecilmente de lo que puede hacerlo el agua pura

Explicar a queacute se llama pH La presencia de hidroacutegeno es indispensable para la calidad de la acidez en el agua el hidroacutegeno ha de estar en forma de aacutetomos de hidroacutegeno cargados positivamente que se designan como iones hidroacutegeno (H+) fijados a moleacuteculas de agua El pH se define como la concentracioacuten de iones de hidroacutegeno en una substancia (pH ldquopotencia de hidroacutegenordquo) el valor del pH es el nuacutemero de ceros en el denominador de una frase que expresa la concentracioacuten de iones H+ cuyo numerador es 1 y cuyo denominador es un muacuteltiplo de 10

Definir el teacutermino ldquoaguas negrasrdquo Los desechos transportados por el agua de fuentes tales como hogares hospitales escuelas y edificios comerciales contienen desechos de alimentos excrementos humanos papel jaboacuten detergentes polvo ropa otros residuos diversos y por supuesto microorganismos esta mezcla se designa como aguas negras sanitarias o domeacutesticas

Describir en que consiste la ldquodemanda bioquiacutemica del oxiacutegenordquo Una medida apropiada de la contaminacioacuten del agua por elementos nutritivos orgaacutenicos es la averiguacioacuten de la velocidad a que su materia alimentaria puede consumir oxiacutegeno por descomposicioacuten bacteriana esta velocidad se designa como la demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno (BOD) por supuesto la velocidad de la oxidacioacuten bioquiacutemica depende de la temperatura del medio ambiente de las clases particulares de microorganismos y de los elementos nutritivos presentes Si estos factores son constantes la velocidad de la oxidacioacuten puede expresarse en teacuterminos de la vida media del elemento nutritivo

Moacutedulo 12 DESECHOS SOacuteLIDOS

Describir los meacutetodos de eliminacioacuten de desechos soacutelidos que se emplean con mayor frecuencia Hay dos clases de caminos posibles para los materiales de desecho soacutelidos se les puede volver a la circulacioacuten en alguacuten otro proceso o se van acumulando en alguacuten lugar los meacutetodos de eliminacioacuten pueden clasificarse como bull Eliminacioacuten terrestre se tiran los desechos en un vaciadero al aire libre se comprimen para ahorrar espacio Tambieacuten puede hacerse por un meacutetodo maacutes ventajoso llamado relleno higieacutenico de tierra en el cual cada capa de desecho es recubierta por una capa de tierra arcilla o grava bull Incineracioacuten en este proceso deben de considerarse cuatro factores

1 Combustioacuten del material de desecho la caacutemara en que tiene lugar se designa como horno 2 Eliminacioacuten de las cenizas o ldquoescoriardquo 3 Control de los contaminantes que resultan del proceso de la combustioacuten 4 Analizar si el calor desprendido podraacute ser recuperado

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La incineracioacuten presenta las siguientes ventajas 1 Elimina el problema de la salud inherente a la acumulacioacuten de desperdicios 2 Reduce el volumen de los desechos soacutelidos en aproximadamente 80 y requiere mucho menos tierra para la eliminacioacuten final de residuos 3 Puede tratar una mezcla de basura y cascajo sin separacioacuten previa 4 Puede utilizarse en ella equipo de gran diversidad de tamantildeo 5 Los residuos (escoria) son inertes e inodoros y relativamente faacutecil de manipular

Sin embargo la incineracioacuten tiene el inconveniente exactamente lo mismo que el montoacuten de basura de desperdiciar materias primas bull Recirculacioacuten algunos ejemplos notables de recirculacioacuten son

1 La conversioacuten en abono 2 El derretir (que consiste en cocer desechos animales) para obtener sebo 3 Destruccioacuten destructiva o piroacutelisis un producto se descompone por calentamiento en ausencia de aire 4 La recuperacioacuten industrial cuyo objetivo es el de recircular los materiales de desecho

reconocieacutendolos a los procesos de manufactura

Sentildealar las ventajas y desventajas de la recirculacioacuten bull Ventajas

bull Se emplean substancias de desecho como materia prima bull Recuperacioacuten de elementos valiosos bull Se reduce la contaminacioacuten bull Conserva recursos no renovables bull Alteracioacuten en menor grado del ecosistema de la Tierra

bull Desventajas bull No todas las personas susceptibles de estar afectadas participan en la decisioacuten bull Pueden ocasionar malos olores bull Meacutetodos de control sujetos a interrupciones ocasionales bull Los criterios de compensacioacuten son fijados por la ley y no por ecoacutelogos

Unidad IV EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA EL RUIDO

Moacutedulo 13 EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS

Sentildealar la diferencia entre los crecimientos geomeacutetrico y aritmeacutetico de una poblacioacuten bull Crecimiento geomeacutetrico consisten en que si se tiene una cantidad ldquoxrdquo inicial de poblacioacuten en un antildeo se tendriacutea la poblacioacuten ax y en cada antildeo sucesivo aumentaraacute en potencia de ldquoardquo asiacute en el antildeo 2 la poblacioacuten seraacute a(ax) = a2x en el antildeo 3 seraacute (a)(a)(ax) = a3x (el exponente de ldquoardquo seraacute de acuerdo al antildeo considerado) bull Crecimiento aritmeacutetico este tipo de crecimiento consiste en que teniendo una cantidad inicial ldquoyrdquo inicial en el antildeo 1 se tendriacutea y + a en el antildeo 2 se tendriacutea y + 2a y asiacute sucesivamente es decir la cantidad aumentada cada antildeo es un muacuteltiplo de la cantidad que aumento el primer antildeo

Distinguir los diferentes tipos de curvas esquemaacuteticas de crecimiento Crecimiento aritmeacutetico (curva) y geomeacutetrico (recta)

Curva sigmoide de crecimiento Curva de crecimiento de una poblacioacuten que se extingue

Definir el teacutermino demografiacutea La demografiacutea es la rama de la antropologiacutea que trata del estudio estadiacutestico de las caracteriacutesticas de las poblaciones humanas con referencia al volumen total a la densidad al nuacutemero de muertes a las enfermedades y migraciones etc

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Describir el concepto ldquotasa vitalrdquo Los demoacutegrafos estudian a menudo las tasas vitales esto es el nuacutemero de acontecimientos vitales que le ocurren a una poblacioacuten durante un periacuteodo determinado de tiempo dividido entre el volumen de la poblacioacuten (acontecimientos vitales los nacimientos las muertes los matrimonios y las migraciones)

Moacutedulo 14 PREDICCIOacuteN DEL VOLUMEN FUTURO DE LA POBLACIOacuteN

Definir el teacutermino ldquocohorte de nacimientordquo Los demoacutegrafos definen cohorte de nacimiento como un grupo de personas nacidas en un determinado periacuteodo de tiempo por ejemplo un determinado antildeo

Interpretar las distribuciones esquemaacuteticas de la poblacioacuten relativas a la edad y sexo Para predecir cualquier volumen futuro de la poblacioacuten seriacutea muy uacutetil saber el nuacutemero de varones y mujeres en edad reproductiva el nuacutemero de nintildeos que llegaraacuten pronto a dicha edad y el nuacutemero de personas ancianas una distribucioacuten hipoteacutetica con respecto a la edad y sexo se muestra en la Figura 1 (obseacutervese que la graacutefica muestra que hay el mismo nuacutemero de varones y de mujeres en cada grupo de edad) La Figura 1 representariacutea una poblacioacuten en la que bull Los muchachos y las muchachas nacieran a una frecuencia igual bull Naceriacutea cada antildeo durante un siglo el mismo nuacutemero de personas bull Todo el mundo moririacutea a la edad de 100 antildeos bull Cada persona tendriacutea al nacimiento una probabilidad igual a morir en cada antildeo de su vida En cambio en la poblacioacuten humana real nacen aproximadamente 106 muchachos por cada 100 muchachas ni tampoco es constante durante todo el curso de la vida de un individuo la probabilidad de morir en lugar de ello una proporcioacuten relativamente grande de personas muere siendo muy joacutevenes relativamente pocos mueren entre las edades de 10 y 50 antildeos y la proporcioacuten de personas que mueren cada antildeo despueacutes de los 50 aumenta raacutepidamente Ademaacutes hay una curva pronunciada en la mortalidad en relacioacuten con el sexo las mujeres tienen una mayor probabilidad de sobrevivir de un antildeo al siguiente durante todo el curso de su vida excepto en algunas sociedades durante los antildeos de parto La Figura 2 presenta una distribucioacuten en relacioacuten con la edad y el sexo que refleja con mayor aproximacioacuten estas caracteriacutesticas demograacuteficas ademaacutes de estos fenoacutemenos razonablemente predecibles pueden tener cambios que lo sean menos en efecto el crecimiento de la poblacioacuten se ve afectado por acontecimientos tales como la guerra la escasez los progresos meacutedicos y los cambios en las costumbres sociales

Describir algunos de los factores que afectan el crecimiento de las poblaciones bull Liacutemites de espacios bull Liacutemites de alimento bull Decisiones concretas de las familias y las naciones bull El hambre bull Las enfermedades bull Fuerzas sociales complicadas que se relacionan entre siacute

Moacutedulo 15 CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA

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Sentildealar a la temperatura como contaminante ambiental Los organismos de sangre caliente (mamiacuteferos y aves) tienen la capacidad de regular la temperatura de sus cuerpos a medida que la temperatura ambiental aumente o disminuya no observaacutendose lo mismo en los organismos de sangre friacutea como los peces la industria de la energiacutea eleacutectrica y particularmente las plantas de energiacutea nuclear producen calor sobrante y este calor resulta maacutes praacutectico descargarlo en las aguas corrientes este calor sobrante calentaraacute el agua de riacuteos y estanques modificando las formas de vida y alterando de manera considerable el ecosistema acuaacutetico Dicho calor ocasiona un aumento en el consumo de oxiacutegeno de las especies apreciadas por el hombre (trucha semora sarco perca amarilla etc) y su muerte posterior estas especies cuyos ciclos vitales se desarrollan en aguas friacuteas primero alteran sus ciclos vitales y posteriormente van a su extincioacuten y al reemplazamiento de estas especies uacutetiles para el hombre por otras maacutes rudas pero de menor utilidad (sarco lobina etc)

Describir como en todo proceso donde se realiza un trabajo se produce calor El trabajo y el calor son dos formas de energiacutea por lo que se puede convertir trabajo en calor o calor en trabajo Por ejemplo si tenemos friacuteo frotamos nuestras manos en este caso el trabajo aplicado al frotamiento de las manos se ha transformado en calor otro ejemplo lo constituye un automoacutevil el cual usa un combustible que tiene energiacutea potencial al hacerlo explotar en la caacutemara del pistoacuten el gas caliente resultante se aplicaraacute en mover el pistoacuten y consecuentemente al vehiacuteculo pero en este caso no toda la energiacutea caloriacutefica se aplica para mover el automoacutevil de modo que mucha de dicha energiacutea se pierde en la atmoacutesfera en los gases de escape del motor

Enunciar la primera Ley de la Termodinaacutemica La palabra termodinaacutemica proviene de termo=calor y dinaacutemica=trabajo es pues el estudio del calor para producir trabajo la primera Ley de la Termodinaacutemica dice ldquola energiacutea contenida en el Universo no puede crearse ni destruirse solo se transforma de una forma a otra en energiacuteardquo Esta ley tambieacuten es llamada la ley de ldquono puedes ganarrdquo

Explicar porque no es posible construir una maacutequina de movimiento perpetuo Una maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado es aquella que produciriacutea trabajo indefinidamente mientras que una maacutequina de movimiento perpetuo de segundo grado es aquella que aprovechariacutea la energiacutea contenida en el agua o en el aire enfriaacutendolos para su funcionamiento Ninguna de las dos maacutequinas es susceptible de implementarse la razoacuten es que para la maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado se opone la primera Ley de la Termodinaacutemica (de alguna parte se tiene que proporcionar energiacutea para que efectuacutee su trabajo) la segunda es entendible pero igualmente imposible de fabricar es imposible que el flujo energeacutetico se enfriacutee por debajo de la temperatura del medio ambiente circundante para aprovechar su energiacutea caloriacutefica

Describir la segunda Ley de la Termodinaacutemica Puede definirse esta ley empleando el enunciado negativo que de ella postuloacute Lord Kelvin (1824-1907) ldquoEs imposible por medio de la accioacuten de un material inanimado obtener efecto mecaacutenico de una porcioacuten cualquiera de materia enfriaacutendola por debajo de la temperatura del maacutes friacuteo de los objetos circundantesrdquo otra expresioacuten para la segunda ley de la termodinaacutemica es ldquodos cuerpos en contacto teacutermico acaban alcanzando una temperatura comuacutenrdquo Tambieacuten la ley de ldquono me puedes empatarrdquo

Explicar en que consiste un termomotor Un termomotor es una maacutequina que consume combustibles para producir calor y convertir el calor en trabajo un termomotor se puede hacer trabajar mediante dos procesos a saber bull Habiacutea de ser absorbido calor por las partes accionadas de alguna fuente caliente bull El calor de desecho ha de ser pasado a un depoacutesito externo a una temperatura inferior Para un termomotor la substancia de trabajo suele ser un gas que se dilata para realizar trabajo contra un eacutembolo o la hoja de una turbina el gas se enfriacutea al realizar trabajo pero no puede enfriarse por debajo de la temperatura de aquello que lo rodea por consiguiente hay que adoptar alguna medida para eliminar el desecho de calor de un termomotor En la praacutectica el enfriamiento suele realizarse ya sea haciendo pasar aire por el motor o bien vertiendo agua sobre el mismo en la mayoriacutea de los automoacuteviles el agua circula a traveacutes del motor se enfriacutea al pasar por el radiador y vuelve a circular En las grandes centrales eleacutectricas donde se crea una gran cantidad de calor el elemento refrescante es a menudo un riacuteo un lago o el mar

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Moacutedulo 16 EL RUIDO

Describir la forma de transmisioacuten del sonido a traveacutes del aire El sonido es una forma de energiacutea que es ocasionada por un cuerpo en movimiento este movimiento pone en alguna forma en movimiento el aire el cual hace luego mover alguacuten dispositivo receptor en el oiacutedo esta transferencia de energiacutea sonora a traveacutes del aire tiene lugar en forma de onda

Definir longitud de onda Cuando observamos el agua de un estanque tranquilo tiene una superficie plana si se lanza una piedra se ocasiona una perturbacioacuten la cual se manifiesta en forma de ondas de modo que el nivel seraacute maacutes alto en algunos lugares (crestas) y maacutes bajo en otros (valles o senos) la distancia entre trastornos sucesivos del mismo tipo tal como entre dos crestas vecinas o dos senos sucesivos se designa como longitud de onda

Explicar el significado de onda elaacutestica El sonido se transmite de una forma similar a como viajan las ondas en el agua solo que en vez de manifestarse como crestas y senos la onda de sonido consiste en una sucesioacuten de compresiones y dilataciones que alteran la densidad normal del medio (tal como el aire) en el que se propagan este tipo de onda se designa como onda elaacutestica

Distinguir la diferencia entre sonido y ruido El ruido es un sonido indeseable un sonido intenso se considera ruido la intensidad del sonido se mide en decibeles (dB) y dicha intensidad se calcula con la relacioacuten

Intensidad del sonido endB= fuerzadeunsonido dadofuerzade unsonido justamente perceptible

Sentildealar en que consiste la escala decibel Para medir la intensidad del sonido se podriacutea hacer utilizando la escala de vatios nos encontrariacuteamos con el inconveniente de tener que utilizar nuacutemeros demasiado pequentildeos o demasiado grandes ademaacutes la escala seriacutea poco praacutectica porque no partiriacutea de cero sino de alguacuten nuacutemero que representara el sonido audible maacutes bajo Para obviar estos defectos y simplificar la medicioacuten de intensidad sonora se hace lo siguiente bull Se crea una nueva unidad de medicioacuten de intensidad sonora llamada el decibel deci (que significa diez) o sea una referencia a la base de los logaritmos comunes y bel (de Alexander Graham Bell) y la definimos en teacuterminos de la razoacuten de la intensidad de un sonido con respecto a otro bull Establecemos que el sonido maacutes bajo perceptible para el oiacutedo tendraacute el valor de cero decibeles (dB) y constituiraacute el punto de partida de nuestra escala de medicioacuten del sonido bull Nos servimos de los logaritmos de las razones de los sonidos de intensidades distintas para expresar los grados de intensidad sonora El logaritmo de un nuacutemero ldquode base 10rdquo es sencillamente el nuacutemero de veces que 10 es multiplicado por siacute mismo para dar el nuacutemero en cuestioacuten si el nuacutemero es muacuteltiplo de 10 el logaritmo es el nuacutemero de ceros que contenga

Log10 100 = 2 Log10 1000000 = 6 Log10 1 = 0

Describir algunos efectos nocivos del ruidobull Obstaacuteculo para la comunicacioacuten en teacuterminos generales el ruido nos distrae de los sonidos que deseamos o debemos escuchar bull Peacuterdida del oiacutedo la exposicioacuten prolongada al ruido fuerte puede ocasionar la perdida paulatina del oiacutedo son varios los efectos del ruido que pueden ocasionar la peacuterdida del oiacutedo como la intensidad (80 dB o maacutes provocan peacuterdida permanente del oiacutedo) la frecuencia (en ruido a 200 ciclos por segundo y con una intensidad de 95 dB reduciraacute la capacidad auditiva) bull Otros efectos sobre la salud y la conducta como reacciones de ansiedad tensioacuten y en casos extremos miedo cambios hormonales que ocasionan aumento en el latido cardiaco contraccioacuten de los vasos sanguiacuteneos espasmos digestivos dilatacioacuten de las pupilas etc

Mencionar algunas formas de controlar el ruido 1 Reduccioacuten del manantial 2 Interrupcioacuten de la viacutea 3 Proteccioacuten del receptor

Definir que es el nuacutemero Mach Las velocidades supersoacutenicas suelen medirse en nuacutemeros Mach

NuacutemeroMach= velocidad del objetovelocidad del sonido

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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Moacutedulo 2 TRASTORNO Y RECUPERACIOacuteN ndash LA ESTABILIDAD DE LOS ECOSISTEMAS

Definir el concepto de nicho ecoloacutegico Cada especie ejecuta determinadas funciones y ocupa determinados lugares o haacutebitats la combinacioacuten de funcioacuten y haacutebitat se designa como nicho ecoloacutegico De modo natural los nichos ocupados por diversas especies no son en modo alguno exclusivos y esta superposicioacuten produce competencia de tal manera que parece existir cierta relacioacuten entre la estabilidad de un ecosistema y la presencia de numerosas especies que ocupan nichos parcialmente sobrepuestos

Reconocer la importancia de los depredadores en un ecosistema Los depredadores contribuyen a mantener el control de la poblacioacuten de diversas especies si no hubiera depredadores cabriacutea esperar que el volumen de la poblacioacuten de herbiacutevoros presentaraacute cambios ciacuteclicos espectaculares creceriacutea raacutepidamente hasta que la densidad de poblacioacuten fuera demasiado grande en relacioacuten con la reserva de alimento disponible

Explicar el significado de simbiosis Se le llama simbiosis a la dependencia directa de dos organismos que han de desarrollarse juntos para poder sobrevivir Un ejemplo se ve en el liacutequen de roca el cual es una mezcla de un hongo y de un alga el hongo no contiene clorofila y no puede producirla por consiguiente su propio alimento por fotosiacutentesis obtiene toda su energiacutea alimenticia del alga esta no puede retener el agua y se deshidrata y moririacutea si no estuviera rodeada por el hongo

Explicar la forma en que se alcanza el cliacutemax en una sucesioacuten natural La sucesioacuten natural se define como la serie de cambios a traveacutes de los cuales un ecosistema va pasando a medida que transcurre el tiempo Si se toma por ejemplo la vida de un estanque como sistema ecoloacutegico estable se producen desequilibrios y reajustes como en todos los sistemas naturales en cambio en el caso de la mayoriacutea de los estanques riacuteos y las corrientes que desembocan en ellos aportan al medio ambiente maacutes lodo del que se llevan las corrientes salientes el equilibrio masivo es trastornado por la adicioacuten constante de materia soacutelida aportada por las corrientes que en eacutel desembocan Con el tiempo el lago empezaraacute a llenarse de lodo las vidas vegetal y animal cambiaraacuten apareceraacuten plantas nuevas susceptibles la trucha cederaacute el paso a la carpa y al barbo Sin embargo sigue llegando lodo al lago ademaacutes puesto que es corriente las plantas del lago producen en esta etapa maacutes alimento del que es consumido por los herbiacutevoros el fondo se llena con humus Finalmente el lago se podraacute hacer tan poco profundo que pueda crecer en eacutel la hierba de los pantanos Una vez maacutes el pantano es considerado como un sistema estable durante una observacioacuten a breve plazo pero en la mayoriacutea de los casos se estaacute convirtiendo gradualmente en un prado Si el clima es apropiado empezaraacuten a crecer aacuterboles (apareceraacuten primero arbustos luego aacuterboles de madera blanda y crecimiento raacutepido tales como el abedul el tiemblo y el chopo) los aacuterboles de madera blanda son reemplazados por el pino y finalmente el pino es reemplazado por los aacuterboles de madera dura Durante la sucesioacuten de las especies vegetales cada una de ellas prepara el camino para la proacutexima pero contribuye a su propia extincioacuten el proceso de sucesioacuten natural es lento por ejemplo el cambio de unas hierbas de pasto ceden el paso a un matorral de arbustos en un periacuteodo de 10 antildeos los arbustos se convierten en bosque de pino en 10 o 25 antildeos y los bosques de pino ceden el paso a los aacuterboles de madera dura despueacutes de 100 antildeos

Nombrar algunos de los ecosistemas principales del cliacutemax El cliacutemax es la etapa ldquofinalrdquo la etapa que ldquoya no cambiardquo por supuesto la palabra final se utiliza con reserva porque es el caso que el lento proceso de la evolucioacuten va cambiando todas las cosas La composicioacuten del cliacutemax depende de la temperatura de la altura de los cambios de temporada y de los tipos de precipitacioacuten pluvial y de la luz solar He aquiacute la descripcioacuten de algunos de los ecosistemas principales de cliacutemax 1048673 Los bosques que constan en gran parte de aacuterboles deciduos necesitan una humedad apropiada y un clima relativamente templado la precipitacioacuten pluvial ha de situarse entre 75 y 150 cms anuales y el promedio de temperatura durante la temporada de crecimiento deberiacutea ser de + 16degC a 18degC 1048673 Bosques siempre verdes promedio de temperatura y nivel de temperatura maacutes bajos y los inviernos maacutes largos 1048673 Tundra consta de plantas cuyo desarrollo de crecimiento es de dos meses o menos y que son capaces de sobrevivir en condiciones severas de friacuteo y de hielo El desarrollo es todo bajo tenso de florecimiento raacutepido y podriacuteamos antildeadir muy bello son regiones friacuteas y casi desprovistas de aacuterboles 1048673 Pradera son regiones templadas en las que la precipitacioacuten pluvial es demasiado bajapara soportar bosques 1048673 Desierto son aacutereas secas (de menos de 25 cms de precipitacioacuten pluvial al antildeo) el desierto puede ser aacuterido o capaz de soportar monte bajo y cactos

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Moacutedulo 3 ECOSISTEMA AGRIacuteCOLA

Enunciar el significado de ecosistema agriacutecola Al evolucionar el hombre a partir de sus antecesores simiescos empezoacute comiendo carne y diversos productos vegetales seguacuten lo que lograba conseguir de un diacutea a otro cazaba y llevaba su alimento a su cueva o era cazado y llevado a la cueva de alguacuten otro depredador competiacutea con otros herbiacutevoros por alimentos vegetales y la vida resultaba muy dura durante las sequiacuteas las inundaciones y las pestilencias El medio ambiente de la tierra no resultaba apreciablemente alterado por la existencia del hombre primitivo las razones de esto eran dos primero la tecnologiacutea primitiva del hombre era muy limitada mdashsus utensilios de piedra y madera para cavar y cazar podiacutean competir sin duda con el colmillo del mamut o la zarpa del tigre pero no eran ciertamente muy superioresmdash en segundo lugar la poblacioacuten esparcida para poder afectar al medio ambiente en grado significativo algunoSin embargo la carrera entre la evolucioacuten social y la evolucioacuten bioloacutegica no constituye en modo alguno una contienda y una vez que el hombre adquirioacute su capacidad de crear alguna tecnologiacutea (si deseaba una hacha de piedra) y de transmitir su conocimiento de generacioacuten en generacioacuten una invencioacuten fue sucediendo a otra y su predominio sobre sus competidores se fue afianzando sus eacutexitos se hicieron maacutes numerosos su poblacioacuten aumentaba y sus capacidades mejoradas se reforzaron mutuamente y finalmente los efectos combinados de estas circunstancias empezaron a alterar la Tierra en forma apreciable El primer invento importante con respecto a la alteracioacuten de la tierra fue la agricultura (cultivo de cosechas y criacutea de ganado) el sistema naturalmente estable es autosuficiente y no necesita intercambiar materia alguna ya sea daacutendola o tomaacutendola con el exterior El consumo y la produccioacuten de elementos nutritivos recorren el ciclo alimentario inconstantemente sin peacuterdida ni ganancia alguna Un ecosistema asiacute podriacutea ser una regioacuten aislada como un valle rodeado por la agricultura es un invento teacutecnico En efecto la agricultura capacitoacute al hombre para obtener alimentos de la tierra en forma mucho maacutes eficaz de lo que jamaacutes hubiera sido el caso colectando o cazando y auacuten en formas tan eficientes que a una superficie determinada de tierra se le podriacutea alimentar a maacutes gente que soacutelo a los cultivadores o pastores que la cuidaban Lograron abandonar el campo y congregarse en ciudades donde pudieron dedicarse a actividades distintas de la recoleccioacuten de alimentos tales como las artes y la tecnologiacutea incluido el desarrollo proseguido de elementos para mejorar la agricultura pero es el caso que los individuos que viven en la ciudad estaacute fuera del sistema productor de alimentos son un drenaje Semejante drenaje irrumpe el ciclo de los alimentos y producen un desequilibrio ecoloacutegico y cuanto maacutes eficiente se hace la teacutecnica productora de alimentos tanto peor resulta el trastorno ecoloacutegico por supuesto el hombre ha comprendido que su alternativa consiste en fertilizar la tierra o acabar yeacutendose a otro sitio en algunas regiones el hombre ha tenido mucho eacutexito en la tarea de conservar feacutertil la tierra de cultivo

Relatar los casos de la destruccioacuten agriacutecola en la India la Cuenca del Polvo en EUA y la Presa de Asuaacuten en Egipto bull India Es bien sabido que la agricultura de la India no puede seguir por completo el paso de las necesidades de su poblacioacuten y que por consiguiente la escasez no esta sino a unas cuantas estaciones secas de distancia pero se sabe menos que aproximadamente las dos terceras partes de la tierra de cultivo ha sido parcial o totalmente destruida por la erosioacuten o por agotamiento del suelo causado por el hombre En efecto la regioacuten alrededor del Sind cerca de la desembocadura del Riacuteo Indo es tiacutepica de una tierra de cultivo destruida con excepcioacuten de unas cuantas extensiones Sind es ahora una regioacuten esteacuteril aacuterida y medio deseacutertica pero sin embargo las excavaciones arqueoloacutegicas han puesto al descubierto las ruinas de una civilizacioacuten avanzada que cultivaba alliacute la tierra hace 4000 antildeosAdemaacutes los foacutesiles de animales nativos de la regioacuten muestra que viviacutean alliacute elefantes buacutefalos acuaacuteticos tigres osos venados loros lobos y otros habitantes similares a los de los bosques Los colonizadores primitivos construyeron templos de ladrillo no cabe duda que alimentaban el fuego con lentildea y la lentildea hubo de provenir de los bosques de las regiones vecinas que ahora son desierto Los detalles de la transformacioacuten de bosques en desiertos son conjeturas porque no existen datos meteoroloacutegicos consignados de estos 400 antildeos probablemente el cambio de clima que destruyoacute la tierra de Sind (de bosque a estepa tropical) fue ocasionado por deforestacioacuten el hombre destruyoacute el bosque para cultivar alimentos que satisfacen sus necesidades es el caso sin embargo que la devastacioacuten del bosque de Sind acaboacute destruyendo la tierra y la tierra muerta no produce alimento en absoluto Actualmente en la India el pastoreo excesivo destruye el manto del suelo los pastores alimentan a las cabras cortando los aacuterboles los aacuterboles se mueren y a la tierra se la lleva el viento El Valle del Tigris y el Eufrates ldquola cuna de la civilizacioacutenrdquo dio origen a grandes civilizaciones Sabemos que sistemas muy complicados de letras matemaacuteticas derecho y astronomiacutea se originaron en dicha regioacuten obviamente los hombres teniacutean alliacute tiempo para instruirse y practicar la filosofiacutea podemos inferir que el abastecimiento en alimento hubo de ser apropiado Hoy en cambio una gran parte de dicha regioacuten es aacuterida

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medio deseacutertica desolada y estaacute gravemente erosionada los arqueoacutelogos ponen al descubierto mediante excavaciones antiguos canales de riego antiguos azadones y muelas harineras en medio del desierto Una parte de la explicacioacuten deriva de la fuente de los grandes riacuteos en las mesetas Se trataron los bosques para dedicar la tierra a pasto y al cultivo de vintildeedo y del trigo pero el caso es que la tierra de cultivo del hombre es incapaz sobre todo si estaacute mal administrada de retener tan bien el suelo y la humedad antildeo tras antildeo como los bosques o las tierras de pasto naturales Como resultado los grandes torrentes ocasionados por las lluvias primaverales o el derretir de la nieve en las montantildeas tendieron maacutes bien a precipitarse cuesta abajo que a filtrarse en el suelo estas aguas incontroladas se convirtieron en inundaciones primaverales A tiacutetulo de medida preventiva se excavaron canales en el valle para desaguar los campos en primavera y regarlos durante el verano y el otontildeo pero es el caso que la agricultura floreciente excitaba la codicia de los vecinos y una guerra tras otra asolaron la regioacuten Decenas de miles de soldados la invadieron comieron los alimentos mataron esclavizaron y expulsaron a la poblacioacuten rural el resultado fue que los canales y las tierras de cultivo fueron abandonados los canales descuidados se convirtieron en pantanos los pantanos redujeron el caudal de los riacuteos y los riacuteos reducidos ya no podiacutean seguir utilizaacutendose para regar otras partes de la regioacuten la capa freaacutetica bajoacute y los rendimientos son menores actualmente que hace 4000 antildeosbull Africa del norte La antigua Caacutertago fue fundada en las orillas del Mediterraacuteneo en Africa del Norte en medio de una tierra de pasto seco pero feacutertil los granos produciacutean en abundancia actualmente una gran extensioacuten de dicha regioacuten se ha convertido en parte del desierto del Saacutehara y de hecho una gran parte de este desierto es un producto del arado y el cultivo excesivo de la tierra feacutertil conducentes al agotamiento de la cantidad de humedad disponible bull Estados Unidos Los primeros colonos europeos encontraron millones de hectaacutereas de tierra virgen en Ameacuterica La costa oriental a donde llegaron primero era boscosa y la tarea de desmontar la tierra arrancar troncones y establecer cultivos fue ardua En Nueva Inglaterra los prolongados inviernos y las laderas rocosas de las montantildeas contribuiacutean a hacer el cultivo maacutes difiacutecil era natural que los colonos fueran atraiacutedos hacia el Oeste porque alliacute maacutes allaacute del Mississipi habiacutea extensiones de praderas hasta perderse de vista Un manto de tierra rico profundo y sin piedras y grandes extensiones sin aacuterboles prometiacutean un arado un sembrado y una recoleccioacuten faacutecil En 1889 fue abierto el territorio de Oklahoma al establecimiento regular a las pocas semanas la poblacioacuten blanca subioacute alliacute a 60 mil habitantes para 1900 eran ya 390 mil que viviacutean de la riqueza del suelo En 1924 una espesa nube de polvo sobrevoloacute la ciudad de Nueva York y se perdioacute en el Oceacuteano Atlaacutentico este polvo habiacutea sido el manto de tierra de Oklahoma lsquoEl Cuento del polvo de Oklahomarsquo

Moacutedulo 4 PESTICIDAS

Enunciar las principales caracteriacutesticas de los hidrocarburos clorados A fines de los antildeos treintas y principios de los cuarentas fue sintetizado en diversos laboratorios un nuevo grupo de pesticidas estos compuestos no se dan en estado natural debido a que contienen carbono hidroacutegeno y cloro se les designa como ldquohidrocarburos cloradosrdquo Constituyen ahora una clase de compuestos quiacutemicos reconocidos a algunos se les conoce corrientemente por sus nombres comerciales como DDT aldrina clordano dreldrina endrina y heptadoro estos pesticidas fueron inicialmente celebrados como uno de los grandes descubrimientos del siglo XX sus principales caracteriacutesticas son

Son faacuteciles de elaborar Son baratos Constituyen venenos muy eficaces

Sin embargo se dan contra los hidrocarburos clorados tres argumentos principales 1 Son venenos universales 2 Se degradan lentamente 3 Son solubles en grasa

Sentildealar la importancia que tiene para el medio ecoloacutegico el que algunos materiales sean biodegradables La mayoriacutea de los compuestos quiacutemicos que se encuentran en estado natural son biodegradables lo cual quiere decir que son degradables (desintegrables) por alguna forma de vida la biodegradabilidad es un fenoacutemeno que se ha desarrollado con la evolucioacuten de las especies Si hay energiacutea o materias primas susceptibles de ser liberadas por medio de la desintegracioacuten de la moleacutecula de un compuesto entonces se ha desarrollado alguacuten organismo adaptado al nicho correspondiente y capaz de servirse de dicho compuesto Sin embargo muchos nuevos compuestos han sido sintetizados por los quiacutemicos en antildeos recientes soacutelo algunos de estos son lo bastante semejantes a los compuestos que se encuentran en estado natural para ser biodegradables

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Los hidrocarburos clorados se descomponen lentamente en la naturaleza y muchos tienen una media vida de descomposicioacuten de 10 a 15 antildeos el resultado es que estos venenos existen un tiempo suficiente para producir efectos nocivos

Definir el concepto de pesticida Pesticida es un producto quiacutemico destinado a luchar contra los paraacutesitos animales y vegetales de los cultivos

Explicar en que consiste una mutacioacuten Un problema con los pesticidas es que tienden a hacerse menos eficaces despueacutes de algunos antildeos de uso por supuesto la composicioacuten del pesticida sigue siendo la misma pero su empleo tiende a traducirse en el desarrollo en las plagas de una poblacioacuten inmune Tal parece como si el pesticida hubiera perdido su fuerza Este deterioro gradual de la accioacuten de los pesticidas requiere el empleo de cantidades de pesticidas cada vez mayores para conseguir el mismo efecto para comprender la razoacuten de este fenoacutemeno se necesita considerar el caraacutecter de la adaptacioacuten geneacuteticaLa quiacutemica de las plantas y los animales cambia de cuando en cuando como resultado de alteraciones accidentales al azar ndashinvitaciones- de sus ceacutelulas reproductoras el mutante tiene buenas probabilidades de supervivencia si su mutacioacuten particular lo protege contra un medio ambiente hostil Este mecanismo de mutacioacuten al azar ha permitido a los insectos adaptarse a su medio ambiente durante millones de antildeos y es este proceso el que protege a los insectos de los pesticidas

Unidad II DESECHOS RADIACTIVOS CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Moacutedulo 5 DESECHOS RADIACTIVOS

Definir los siguientes teacuterminos bull Nuacutecleo atoacutemico es donde se encuentra concentrada toda la masa de un aacutetomo Contiene los protones y los neutrones y por consiguiente toda la carga positiva y praacutecticamente toda la masa bull Nuacutemero atoacutemico indica cuaacutel es el nuacutemero de protones en el nuacutecleo de un aacutetomo es decir la carga nuclear (carga positiva) bull Nuacutemero de masa indica la cantidad de protones en el nuacutecleo maacutes el nuacutemero de neutrones en el mismo bull Isoacutetopo un determinado elemento puede tener maacutes de un nuacutemero de masa los aacutetomos del mismo elemento (esto es los aacutetomos del mismo nuacutemero atoacutemico) que tienen nuacutemeros de masas diferentes se designan como isoacutetopos Asiacute por ejemplo 12C y 14C son isoacutetopos de carbono los dos tienen seis protones nucleares Son isoacutetopos porque tienen diferente nuacutemero de masa

Enunciar el concepto de elemento quiacutemico Es una substancia que consta de aacutetomos del mismo nuacutemero atoacutemico se considera que los elementos son clases de materias primas quiacutemicas iacutentimas todas las substancias estaacuten compuestas de elementos cada elemento tiene un nombre comuacuten y estaacute representado por una o dos letras Se encuentran 88 elementos en estado natural sobre la tierra Estos elementos estaacuten numerados del 1 al 92 (faltando los nuacutemeros 43 51 85 y 87) o sea los cuatro elementos faltantes juntamente con 12 maacutes por encima de los 92 que han sido hechos por el hombre de modo que el nuacutemero total ahora conocido es de 104

Explicar en que consiste la radiactividad Algunos nuacutecleos atoacutemicos son inestables se les designa como radioisoacutetopos y de las substancias en que existen se dice que son radiactivas algunos de estos nuacutecleos inestables se encuentran sobre la tierra en estado natural en tanto que otros han sido elaborados por el hombre Un ejemplo de radioisoacutetopo que se encuentra en estado natural es el radio 226 (226Ra) La radiactividad natural fue descubierta accidentalmente en 1896 cuando el franceacutes Henry Becquerel encontroacute que los minerales de uranio emiten una radiacioacuten algo parecida a la de los rayos X (llamados rayos Gamma) maacutes adelante se averiguoacute que la emisioacuten estaba almacenada en alguna forma en los nuacutecleos atoacutemicos mismos se encontroacute que las emisiones constaban de partiacuteculas eleacutectricamente positivas (partiacuteculas alfa nuacutecleos de Helio) de partiacuteculas eleacutectricamente negativas (rayos beta electrones) y de rayos eleacutectricamente neutros (rayos gamma parecidos a los rayos X) Cuando se descompone un radioisoacutetopo queda atraacutes un nuevo aacutetomo en algunos casos el aacutetomo subsistente es estable (no radiactivo) en tanto que en otros casos es radiactivo (inestable) Por ejemplo el nuacutecleo de radio 226 se descompone para producir una partiacutecula alfa y un nuevo elemento el radoacuten 222 que es un gas radiactivo

226Ra rarr partiacutecula alfa + 222Rn

Sentildealar las influencias nocivas que presenta la absorcioacuten indiscriminada de isoacutetopos radiactivos por un organismo vivo La alta energiacutea que acompantildea la radiactividad produce cambios quiacutemicos estos cambios

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incluyen alteraciones de las ceacutelulas vivas y son praacutecticamente siempre nocivos las dosis grandes pueden ser fatales para el hombre La vida sobre la tierra ha evolucionado en presencia del nivel natural de radiacioacuten de fondo esta radiacioacuten puede ser tan perniciosa como la de las fuentes artificiales sin embargo su nivel es bajo y la vida sobre la tierra se ajusta a las mutaciones que causa los pocos organismos dantildeados por esta radiacioacuten no sobreviven a la competencia con los que no han sido dantildeados y por consiguiente mueren Por supuesto los organismos maacutes raros todaviacutea a la mutacioacuten mejoran sobreviven preferentemente este proceso selectivo constituye la evolucioacuten cuando los organismos no aceptan las mutaciones pueden conducir a la extincioacuten de la especie La radiacioacuten puede afectar cualquier parte del organismo humano perjudica la sangre destruyendo leucocitos mediante lesioacuten de la meacutedula oacutesea el bazo y los noacutedulos linfaacuteticos otros efectos especiacuteficos susceptibles de ser producidos por grandes dosis de radiacioacuten son los tumores pulmonares caacutencer de la piel dantildeo en los huesos esterilidad y cataratas La cantidad maacutes pequentildea de radiacioacuten una partiacutecula puede dantildear el nuacutecleo de una ceacutelula individual una ceacutelula dantildeada o una de sus descendientes puede convertirse en cancerosa si una ceacutelula germen es alterada la lesioacuten geneacutetica resultante puede transmitirse a las generaciones futuras

Definir el concepto de vida media Vida media o semivida es el tiempo en el cual una substancia radiactiva se reduce a la mitad por ejemplo un kilogramo de substancia radiactiva con una vida media de 10 antildeos dentro de 10 antildeos se reduciraacute a 500 gramos

Describir el proceso de desintegracioacuten radiactiva El concepto de vida media se aplica a los radiosioacutetopos Ejemplo Un nuacutecleo de un aacutetomo de iacutendice 226Ra tiene 50 probabilidades contra 50 de sobrevivir en un intervalo determinado de 1600 antildeos esto significa que la vida media de 226Ra es de 1600 antildeos por consiguiente si se coloca 1 gr de 226Ra en un recipiente en 1971 solo quedariacutea medio gramo despueacutes de 1600 antildeos (en el antildeo 3571) y uacutenicamente un cuarto de gramo despueacutes de otros 1600 antildeos (en el antildeo 5171) y asiacute sucesivamente este proceso se designa como desintegracioacuten radiactiva

Moacutedulo 6 PUNTOS DE VISTA OPUESTOS EN RELACIOacuteN CON LA ENERGIacuteA NUCLEAR

Describir el funcionamiento de las partes principales de un reactor nuclear Ecuaciones fundamentales de fisioacuten nuclear

(rara)235U + 1 neutroacuten rarr productos de fisioacuten + 2 a 3 neutrones + energiacutea

y 238U + 1 neutroacuten rarr plutonio 239 oacute 239Pu larr fuente de nuevo producto fisionante 239Pu + 1 neutroacuten rarr productos de fisioacuten + 2 a 3 neutrones + energiacutea

El reactor nuclear que produce energiacutea necesita lo siguiente bull Un medio de controlar los neutrones el control del nuacutemero de neutrones se efectuacutea por medio de barras absorbentes de neutrones que contienen cobalto o boro y que pueden introducirse maacutes o menos profundamente en el reactor el control de la energiacutea de los neutrones que influye sobre la velocidad de las reacciones que experimentan es efectuado por un ldquomoderadorrdquo esto es una substancia que hace los neutrones maacutes lentos pero sin absorberlos El moderador utilizado en el primer reactor experimental fue el grafito esto es una forma de carbono en tanto que los reactores actuales utilizan el agua bull Una manera de extraer la energiacutea caloriacutefica producida la energiacutea obtenida en los procesos del reactor ha de transferirse a un liacutequido circulante por ejemplo a metal sodio fundido el calor de este liacutequido se utiliza para convertir el agua en vapor (en un transformador de calor o condensador) que impulsa turbinas para producir electricidad bull Un medio de contener y eliminar los desechos son los cartuchos de uranio revestidos de acero inoxidable Una vez que se han acumulado impurezas la reaccioacuten en cadena maacutes lenta se ha convertido en desechos los cuales estaacuten maacutes concentrados maacutes radiactivos por consiguiente maacutes peligrosos El uranio se vuelve a tratar (se enriquece) y los desechos han de eliminarse apropiadamente Primero hay que esperar a que los desechos se enfriacuteen y de alguna manera convertirse a una forma soacutelida la cual se pueda manipular maacutes faacutecilmente el paso final que se considera actualmente como el mejor para la eliminacioacuten uacuteltima consiste en colocar los desechos enfriados concentrados y solidificados en una mina de sal o cueva de sal abandonada de las que se espera que permaneceraacuten secas y sin trastornos por miles de antildeos hasta que el material radiactivo se degrade completamente Un procedimiento alternativo posible consiste en producir una especie de cemento que incorpore la materia de desecho radiactivo este ldquocemento calienterdquo se inyecta luego en grietas subterraacuteneas de roca bioloacutegicamente estable en donde se endurece y se convierte en parte de la estructura soacutelida de la corteza de la Tierra bull Un conjunto general de procedimientos de seguridad para protegerse contra las liberaciones accidentales de material radiactivo

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Describir los meacutetodos de seguridad que se emplean en las plantas de energiacutea nuclear Este procedimiento incluye factores como bull Uso de una triple capa de defensa la cual hace todo accidente grave casi inconcebible bull El combustible nuclear no es uranio puro sino una forma ceraacutemica de bioacutexido de uranio el cual es mucho maacutes capaz de retener los productos de la fisioacuten bull El empleo de agua ordinaria como refrigerante y moderador de neutrones proporciona tambieacuten una proteccioacuten automaacutetica bull El uso de dos sistemas de refrigeracioacuten independientes por si el principal fallara bull El empleo de sistemas automatizados alejados de fallas humanas bull Uso de una barrera de contencioacuten reforzada con concreto que protege al reactor y a los generadores de vapor disentildeada para resistir terremotos y huracanes

Analizar el caso de la presencia del estroncio radiactivo en la leche El estroncio 90 (90Sr) es un producto de desecho de la fisioacuten radiactiva con una vida media de aproximadamente 27 antildeos es uno de los componentes de la ldquoprecipitacioacuten radiactivardquo o sea la mezcla de los desechos radiactivos liberados por los procesos nucleares hacia la atmoacutesfera y que gradualmente se depositan sobre la superficie de la tierra juntamente con otros polvos diversos El estroncio (cualquier isoacutetopo de estroncio radiactivo o no) es quiacutemicamente similar al calcio que constituye un elemento importante en los huesos de los animales en los mamiacuteferos el calcio es transmitido a las criacuteas por la leche de la madre asiacute pues la leche es una fuente importante de calcio los herbiacutevoros como las vacas obtienen su calcio de la materia vegetal de sus alimentos si una vaca pasta en una zona contaminada por la lluvia radiactiva el 90Sr se transportaraacute juntamente con el calcio y se acumularaacute en los huesos de la vaca y en su leche este proceso orgaacutenico concentra el 90Sr y habraacute mucho maacutes en 1 gr de leche que en un gramo de hierba La leche de vaca es utilizada como alimento por los humanos especialmente por los nintildeos de modo que tienen probabilidades de ingerir relativamente grandes cantidades de 90Sr las madres que amamantan a sus bebeacutes concentran 90Sr en la leche y consecuentemente el bebeacute lactante ingeriraacute este radiosioacutetopo en el pecho de su madre

Moacutedulo 7 CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Sentildealar la importancia del aire para la vida El aire es indispensable para la vida sobre la Tierra la adicioacuten de materia indeseable transportada por el aire (como el humo) cambia la composicioacuten de la atmoacutesfera de la Tierra perjudicando posiblemente la vida y alterando materiales designamos este fenoacutemeno atmosfeacuterico como lsquocontaminacioacuten del airersquo

Definir el significado de ldquouna parte por milloacutenrdquo Una manera de expresar la concentracioacuten de gases y partiacuteculas en el aire la cual es la cantidad de la substancia en un volumen determinado de espacio dado o en una cantidad dada de otra materia en razones o voluacutemenes es la denominada partes por milloacuten (ppm) 1 ppm significa ldquouna parte por milloacutenrdquo o un volumen de la substancia contaminante en un milloacuten de voluacutemenes de aire contaminado por ejemplo si hay 1 ppm en el aire de SO2 significa que existe una moleacutecula de SO2

entre un milloacuten de moleacuteculas de aire

Establecer la diferencia entre aire puro y aire contaminado El aire puro es una mezcla de gases 78 de nitroacutegeno (N) 21 de oxiacutegeno (O) 93 de gases inertes (argoacuten kriptoacuten etc) metano (CH4) hidroacutegeno (H) y una cantidad variable de vapor de agua ademaacutes de bioacutexido de carbono (CO2) El aire estaraacute contaminado si variacutea en los porcentajes indicados o si contiene otras partiacuteculas diferentes a las que se mencionan en la composicioacuten descrita

Nombrar algunos contaminantes naturales del aire bull1 Oacutexidos de nitroacutegeno (en su mayor parte N2O) 05 ppm y NO2 (002 ppm) producidos ambos por la radiacioacuten solar y por los rayos bull1 Ozono (O2) producido tambieacuten por la radiacioacuten solar y por los rayos

Explicar la diferencia entre contaminante primario y contaminante secundario del aire bull Contaminante primario es aquel que se produce mediante alguacuten proceso o reaccioacuten por ejemplo al quemar azufre o combustibles que lo contienen se produce bioacutexido de azufre (SO2) seguacuten la reaccioacuten S + O2 rarr SO2 bull Contaminante secundario es aquel que se produce en la atmoacutesfera a partir de un contaminante primario por ejemplo el trioacutexido de azufre (SO3) se produce en la atmoacutesfera por la oxidacioacuten del SO2 bajo la influencia de la luz solar seguacuten la reaccioacuten 2SO2 + O2 rarr 2SO3

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Mencionar algunos contaminantes gaseosos del aire bull Oacutexidos de carbono bioacutexido de carbono (SO2) bull Compuestos que contienen carbono e hidroacutegeno (hidrocarburos) carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno (oxigenados) bull Compuestos que contienen azufre bioacutexido de azufre (SO2) trioacutexido de azufre (SO3) sulfuro de hidroacutegeno (H2S) bull Compuestos que contienen nitroacutegeno oacutexido de nitroacutegeno (NO) bioacutexido de nitroacutegeno (NO2) bull Ozono (O3) y oxidantes bull Fluoruro de hidroacutegeno (HF)

Nombrar algunas partiacuteculas contaminantes del aire bull Partiacuteculas viables (capaces de vivir) granos de polen bacterias hongos mohos o esporas insectos partes de insectos bull Partiacuteculas no viables arena partiacuteculas de tierra gotitas de salados polvo volcaacutenico partiacuteculas extraterrestres (naturales) bull Partiacuteculas producidas por actividades humanas bullbullOrgaacutenicas humo proveniente de la combustioacuten de carboacuten petroacuteleo madera y basura polvos insecticidas partiacuteculas orgaacutenicas liberadas por la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica bullbullInorgaacutenica partiacuteculas provenientes de las actividades metaluacutergicas de la industria productora de mineral no metaacutelico de la manufactura quiacutemica inorgaacutenica y del plomo utilizado en la gasolina

Moacutedulo 8 EFECTOS DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Describir el funcionamiento de un filtro de bolsa La materia en partiacuteculas se deja retener en medios porosos (filtros) que dejan pasar el gas tales separaciones son posibles porque las partiacuteculas son mucho maacutes grandes que las moleacuteculas de gas Para tratar grandes corrientes de gas los filtros son a menudo en forma de bolsas ciliacutendricas parecidas a calcetines gigantes de las que la materia en partiacuteculas recogida se vaciacutea perioacutedicamente por sacudida

Describir el funcionamiento de un colector de cicloacuten Maacutes importante que la velocidad de depoacutesito de las partiacuteculas grandes es el hecho de que las partiacuteculas maacutes pesadas poseen maacutes inercia por consiguiente si una corriente de gas que contiene contaminantes en partiacuteculas se hace girar en remolino las partiacuteculas podraacuten ser expulsadas a lugares de donde se les pueda eliminar coacutemodamente un dispositivo de esta clase es el llamado cicloacuten

Describir el funcionamiento de un precipitador electrostaacutetico Las partiacuteculas pueden tambieacuten estar cargadas eleacutectricamente y una superficie colectora que lleve una carga de signo contrario los atraeraacute dispositivos de esta clase llamados precipitadores electrostaacuteticos se utilizan en gran escala sobre todo para reducir el humo de las plantas de energiacutea que queman combustibles foacutesiles

Describir el funcionamiento de un depurador Los gases contaminantes no pueden recogerse faacutecilmente por medios mecaacutenicos porque sus moleacuteculas no son lo bastante maacutes grandes o maacutes pesadas que las del aire sin embargo algunos gases contaminantes podraacuten ser maacutes solubles en un liacutequido determinado (por regla general el agua) de lo que es el aire se les podraacute recoger por un proceso que los lleve a un contacto iacutentimo con el liacutequido Los aparatos que realizan semejante separacioacuten se designan depuradores Los medios de establecer contacto entre el gas y el liacutequido incluyen el rociado del liacutequido en el gas y el burbujeo del gas a traveacutes del liacutequido el amoniaco (NH3) constituye un ejemplo de gas soluble en agua que se deja extraer de una corriente de aire

Establecer la diferencia entre ldquoadsorcioacutenrdquo y ldquoabsorcioacutenrdquo ldquoAdsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en la superficie de alguacuten material mientras que ldquoabsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en el interior de un material

Explicar en que consiste el control de los contaminantes por conversioacuten La conversioacuten maacutes importante de los contaminantes es la oxidacioacuten en el aire la oxidacioacuten se aplica las maacutes de las veces a los gases y vapores contaminantes orgaacutenicos y rara vez a la materia en partiacuteculas cuando las substancias orgaacutenicas que soacutelo contienen carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno se oxidan por completo los uacutenicos productos son bioacutexido de carbono y agua inofensivos ambos sin embargo el proceso es a menudo muy dispendioso porque se requiere utilizar una cantidad de energiacutea considerable para mantener la totalidad de la corriente de gas suficientemente caliente (700degC aprox) para que tenga lugar la oxidacioacuten completa Si el contaminante esta suficientemente concentrado su propio valor de combustible podraacute proporcionar acaso una gran parte de esta energiacutea ademaacutes la temperatura necesaria para la combustioacuten podraacute reducirse

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utilizando un catalizador Hay cierto nuacutemero de conversiones quiacutemicas de contaminantes posibles aparte de la combustioacuten en el aire estos comprenden la neutralizacioacuten quiacutemica de un aacutecido o una base y la oxidacioacuten de contaminantes por agentes distintos del aire

Describir algunos meacutetodos de control de contaminacioacuten del aire por compuestos de azufre Quemamos carboacuten petroacuteleo o gas natural que contienen azufre para producir calor y energiacutea el azufre contenido en el combustible se oxida en SO2 y contamina el aire se dejan concebir los siguientes meacutetodos de control bull Cambiar a otras fuentes de energiacutea energiacutea hidroeleacutectrica energiacutea nuclear o energiacutea solar a tiacutetulo de solucioacuten parcial se podriacutea cambiar a combustibles de contenido menor de azufre bull Extraer el azufre antes de quemarlo lo que traeriacutea aumento en el costo del combustible bull Extraer el azufre de los gases de escape antes de descargarlos en la atmoacutesfera bull Utilizar meacutetodos maacutes eficientes de combustioacuten bull Usar menor cantidad de combustible consumido o usado por persona bull Reducir la velocidad de crecimiento de la poblacioacuten

Sentildealar las ventajas y desventajas al proponer como solucioacuten a la contaminacioacuten atmosfeacuterica el empleo del automoacutevil eleacutectrico bull Ventajas Disminucioacuten en los niveles de contaminacioacuten atmosfeacuterica bull Desventajas Necesidad de maacutes centrales de energiacutea Depresioacuten econoacutemica en la industria del petroacuteleo Cambios en los automoacuteviles y en la industria automotriz Cambios en las estaciones de servicios Cambios en el disentildeo de las carreteras Modificacioacuten en los impuestos Las bateriacuteas usadas hasta hoy tienen poca autonomiacutea

Unidad III CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA DESECHOS SOacuteLIDOS

Moacutedulo 9 EL CARAacuteCTER DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA

Describir la colocacioacuten de los aacutetomos de hidroacutegeno y oxiacutegeno en la moleacutecula del agua El agua contiene 8 partes de oxiacutegeno por una parte de hidroacutegeno en peso por ejemplo 9 kg de agua contienen 8 kg de oxiacutegeno y 1 kg de hidroacutegeno La composicioacuten del agua y los pesos atoacutemicos del oxiacutegeno y el hidroacutegeno estaacuten expresados en la foacutermula H2O la composicioacuten del agua es O (16) es a H (1 + 1) como 16 es a 2 como 8 es a 1 La suma de estos pesos atoacutemicos 1 + 1 + 16 = 18 es el peso molecular del agua El oxiacutegeno estaacute ligado a los dos hidroacutegenos y la moleacutecula tiene una figura inclinada con un aacutengulo de 105 grados entre las dos ligazones

H H+ +

105degO-

Sentildealar las formas en que se agrupan las moleacuteculas del agua Las cargas negativas (electrones) estaacuten amontonadas en forma maacutes apretada alrededor del aacutetomo de oxiacutegeno que las cargas positivas (protones) esto ocasiona una separacioacuten de las cargas con la parte de la moleacutecula cargada negativamente maacutes cerca de los aacutetomos de oxiacutegeno y de las partes cargadas positivamente mas cerca de los hidroacutegenos Estas cargas eleacutectricas atraen a sus opuestas en otras moleacuteculas de agua con el resultado de que el agua liacutequida consta de agregados de moleacuteculas de H2O ligadas unas a otras como aquiacute se indica

+ = hidroacutegeno- = oxiacutegeno

Describir el comportamiento del agua como solvente eficaz de algunas substancias Las fuerzas eleacutectricas que ligan las moleacuteculas de agua unas a otras pueden servir tambieacuten para ligar moleacuteculas de agua a las substancias extrantildeas por consiguiente el agua es un solvente excepcionalmente bueno especialmente en el caso de substancias que tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas Estas substancias son en forma tiacutepica compuestos inorgaacutenicos tales como los compuestos de elementos metaacutelicos en cambio el agua es un solvente mediocre para substancias cuyas moleacuteculas no tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas son ejemplos de este uacuteltimo las substancias de los hidrocarburos derivados del petroacuteleo tales como la gasolina el aceite mineral y la grasa

Mencionar queacute se entiende por partiacuteculas suspendidas coloidales y materia disuelta Resulta praacutectico clasificar las substancias extrantildeas en el agua seguacuten el volumen de sus partiacuteculas porque es este volumen el

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que con frecuencia condiciona la eficacia de los diversos meacutetodos de purificacioacuten las substancias se clasifican en bull Partiacuteculas suspendidas son las mayores las que tienen diaacutemetro de aproximadamente un microacutemetro son lo bastante grandes para depositarse a velocidades razonables y ser retenidas por los filtros comunes Son tambieacuten lo suficientemente grandes para absorber la luz y hacer que el agua que contaminan se vea turbia y sucia bull Partiacuteculas coloidales son tan pequentildeas que su velocidad de depoacutesito es insignificante y pasan a traveacutes de los agujeros de la mayoriacutea de los medios filtrantes no se les puede eliminar del agua por sedimentacioacuten o filtracioacuten ordinaria El agua que contiene partiacuteculas coloidales se aclara en el trayecto directo de la luz que la ilumina pero se podriacutea ver acaso turbia si se le observa a un aacutengulo recto con respecto al haz lumiacutenico Los colores de las aguas naturales tales como el azul el verde y el rojo de los lagos o mares son debido en gran parte a partiacuteculas coloidales bull La materia disuelta no se deposita no es retenida por los filtros y no enturbia el agua las partiacuteculas de las que dicha materia consta no son mayores de aproximadamente 11000 de microacutemetro de diaacutemetro si son eleacutectricamente neutras se les llama moleacuteculas y si llevan una carga eleacutectrica se les designa iones

El azuacutecar de cantildea (sacarosa) el alcohol de granos (etanol) y el anticongelante ldquopermanenterdquo (glicol de etileno) son substancias que se disuelven en el agua como moleacuteculas eleacutectricamente neutras la sal de mesa (cloruro de sodio) se disuelve como sodio positivo y iones negativos de cloruro

Moacutedulo 10 LA COMPOSICIOacuteN DE LAS AGUAS NATURALES

Clasificar las diferentes impurezas del agua seguacuten su origen y tamantildeo de sus partiacuteculas Origen y naturaleza de las impurezas de las aguas naturales

bull Atmoacutesfera bull suspendidas polvos bull coloidales polvos bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 SO2 O2 N2 bull iones positivos H+ bull iones negativos HCO3- SO4 2-

bull Tierra mineral y piedrasbull suspendidas arena arcillas partiacuteculas de tierra mineral bull coloidales arena bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 bull iones positivos Na+ K2+ Ca2+ Mg2+ Fe2+ Mn2+ bull iones negativos Cl- F- SO42- CO32- HCO3- NO3-

bull Organismos vivos y sus productos de descomposicioacuten suspendidas algas diatomeas bacterias peces tierra orgaacutenica otros organismos coloidales virus materia colorante orgaacutenica tierra orgaacutenica (manto) disueltas

moleacuteculas CO2 O2 N2 H2S CH4 desechos orgaacutenicos iones positivos H+ Na+ NH4+ iones negativos Cl- HCO3 NO3-

Describir el efecto de los microorganismos en el agua El agua contaminada podraacute ser sucia mal oliente corrosiva poco apta para lavar en ella la ropa o desagradable al gusto sin embargo el efecto maacutes perjudicial del agua contaminada para el hombre ha sido ciertamente el de la transmisioacuten de enfermedades La fiebre tifoidea en el Hemisferio Occidental y el coacutelera en el Hemisferio Oriental han sido las causas del mayor nuacutemero de defunciones producidas por el agua otras enfermedades humanas transmitidas al hombre por microorganismos del agua son la disenteriacutea la hepatitis infecciosa y la gastroenteritis es posible que algunas otras enfermedades viacuterales tales como la poliomielitis sean tambieacuten transmitidas por el agua El hombre vive en relacioacuten iacutentima con microorganismos sobre su piel y en su sistema digestivo el total de la poblacioacuten microbiana en un hombre normal es tal vez de 10 millones de millones (1013) en estado de salud los hombres y los microbios viven juntos para beneficio mutuo el excremento de un ser humano sano no es necesariamente un manantial de enfermedades si se dispersa en el agua sin embargo algunas personas sanas viven en armoniacutea con organismos que pueden resultar patoacutegenos para otros Sentildealar las caracteriacutesticas que debe tener el agua para considerarse aceptable para beber

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Se considera que el agua es aceptable para beber si bull Contiene menos de 10 bacterias intestinales por litro bull Si no contiene impurezas quiacutemicas en concentraciones que pueden ser peligrosas para la salud del consumidor o corrosivas con respecto al sistema de conduccioacuten del agua bull Si no presenta un gusto olor color o turbiedad objetables bull Si no procede de un manantial sujeto a contaminacioacuten por aguas negras u otros contaminantes tales como un pozo exactamente cuesta debajo de una fosa seacuteptica

Mencionar la importancia del oxiacutegeno disuelto en el agua La mayoriacutea de la materia orgaacutenica procedente de desechos de alimentos de aguas negras domeacutesticas y de residuos de faacutebricas tales como partiacuteculas de tierra son desintegradas en el agua por bacterias protozoarios y diversos organismos mayores semejantes descomposiciones convierten substancias ricas en energiacutea en substancias pobres en energiacutea mediante reacciones quiacutemicas que utilizan oxiacutegeno Por supuesto estas conversiones tienen lugar tanto en el agua como en la tierra sin embargo la diferencia importante entre estos dos medios es que el oxiacutegeno atmosfeacuterico a disposicioacuten de los animales terrestres es reemplazado en forma relativamente raacutepida por la vida vegetal y en esta forma no se agota En cambio el oxiacutegeno disuelto en las aguas puede agotarse maacutes raacutepidamente de lo que es reemplazado desde la atmoacutesfera y las bacterias los protozoarios los gusanos de lodo y la trucha compiten por el oxiacutegeno cuando los elementos nutritivos son abundantes semejante competencia afecta la distribucioacuten de las formas de vida en el agua cuando la introduccioacuten de una materia nutritiva (basura o desechos industriales orgaacutenicos) altera esta distribucioacuten en una forma que resulta desfavorable para el hombre (por ejemplo de modo que cohiba la trucha y favorezca los protozoarios) la calidad del agua ha de considerarse como deteriorada y los elementos nutritivos antildeadidos son contaminantes

Definir los conceptos de bull Aerobiosis Es cuando un combustible como la madera es quemado en el aire tiene lugar una liberacioacuten de energiacutea y la formacioacuten de las substancias bioacutexido de carbono y agua pobres en energiacutea semejante conversioacuten puede mostrarse mediante la ecuacioacuten de combustioacuten del gas metano (CH4)

CH4 + O2 rarr CO2 + 2H2OLa descomposicioacuten bacteriana no tiene lugar a la temperatura de la llama sin embargo la liberacioacuten total de energiacutea depende solamente de los materiales iniciales y de los productos finales y modelos pasos intermedios la descomposicioacuten bacteriana en presencia del aire se designa como aerobiosis y es el proceso que rinde la mayor energiacutea a partir de un peso dado de elementos nutritivos bull Nitrificacioacuten Es la primera etapa de la accioacuten bacteriana en la desoxigenacioacuten de las aguas contaminadas Cuando el elemento nutritivo esta agotado se puede obtener energiacutea suplementaria mediante la oxigenacioacuten de las sales de amonio proceso que se designa como nitrificacioacuten bull Fermentacioacuten Es cuando el oxiacutegeno molecular se ha agotado en las aguas la accioacuten bacteriana no se detiene en lugar de ello se produce una nueva serie de descomposiciones a traveacutes del proceso llamado anaerobiosis (descomposicioacuten bacteriana en ausencia de oxiacutegeno) La descomposicioacuten anaeroacutebica de los azuacutecares y otros carbohidratos se designa fermentacioacuten bull Putrefaccioacuten Se denomina asiacute al proceso anaeroacutebico de la descomposicioacuten de las proteiacutenas

Moacutedulo 11 DETERGENTES ALGAS Y LA MUERTE DE LAS AGUAS

Explicar el proceso de eutroficacioacuten Las algas son plantas acuaacuteticas se les puede percibir en ocasiones como un lima-verde-azul sobre la superficie del agua inmoacutevil las algas obtienen su energiacutea mediante la fotosiacutentesis (pues son plantas) por lo tanto consumen bioacutexido de carbono (CO2) en presencia de luz solar y liberan oxiacutegeno Al igual que otras plantas las algas necesitan tambieacuten diversos elementos nutritivos inorgaacutenicos tales como compuestos de nitroacutegeno de potasio foacutesforo azufre y hierro si los elementos nutritivos son abundantes las algas se reproducen incesantemente A medida que algunas algas mueren son alimento para las bacterias la descomposicioacuten bacteriana consume oxiacutegeno con los efectos contaminantes consiguientes Semejante sucesioacuten de procesos se traduce en un estado en que el agua por debajo de la superficie de las algas es pobre en oxiacutegeno e incapaz de soportar formas de vida que son uacutetiles para el hombre la perca y la lobina ceden el paso a variedades menos deseadas de animales que se alimentan de basura tales como el siluso sanguijuelas y gusanos De un lado de este estado se dice que es eutroacutefico y el proceso mediante el cual dicho estado es alcanzado se designa eutroficacioacuten cuando esto tiene lugar sin la intervencioacuten del hombre el proceso suele ser lento dura cientos o miles de antildeos y forma parte de la transformacioacuten general del lago en pantano y finalmente en prado

Definir el teacutermino ldquoagua durardquo Agua dura es el agua subterraacutenea que contiene iones metaacutelicos que ocasionan que el jaboacuten sea insoluble en ella y lo privan de su detergencia el agua que no contiene dicho material se denomina ldquoagua blandardquo

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Distinguir como contaminantes industriales del agua a los compuestos de plomo arseacutenico y mercurio La actividad industrial especialmente la produccioacuten de pulpa y papel la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica engendran una gran variedad de productos de desecho que pueden ser descargados en las corrientes de agua de algunos desechos de este tipo se sabe que son venenosos para el hombre en tanto que los efectos de otros son obscuros y para complicar maacutes las cosas algunos de estos desechos reaccionan con el cloro que se utiliza como desinfectante del agua potable El resultado de semejante reaccioacuten a la produccioacuten de compuestos orgaacutenicos clorados que huelen y saben mucho peor que el producto de desecho original Uno de los venenos industriales acarreados por el agua desde la antiguumledad es el plomo su fuente predominante ha sido la tuberiacutea de plomo utilizada anteriormente en las redes de distribucioacuten del agua maacutes recientemente el empleo del rociado de arseniato de plomo ha contaminado aguas superficiales y profundas con plomo con arseacutenico El plomo es un veneno acumulativo e inclusive pequentildeas concentraciones si estaacuten presentes constantemente en el agua potable podraacuten conducir a enfermedades graves o a la muerte El arseacutenico que en algunas ocasiones se encuentra en las aguas naturales que corren a traveacutes de minerales que contienen arseacutenico es tambieacuten un veneno acumulativo El mercurio se ha considerado siempre con fascinacioacuten y alarma es el uacutenico metal liacutequido a temperaturas ordinarias pero a temperaturas maacutes altas puede evaporarse con suficiente rapidez para ser mortal el mercurio en el agua no es un contaminante potencial por lo que no es preocupante que la mitad de la cantidad de mercurio anualmente extraiacutedo sea liberada al medio ambiente estas descargas tienen lugar como efluentes de desecho desde las fabricas productoras o bien como incorporacioacuten de trazas de mercurio en productos a los que no pertenece

Sentildealar en que consiste el fenoacutemeno de corrosioacuten Los aacutecidos corroen (enmohecen oxidan) los metales y los compuestos solubles de metales pueden contaminar el agua por consiguiente el agua que es aacutecida puede contaminarse con elementos metaacutelicos maacutes faacutecilmente de lo que puede hacerlo el agua pura

Explicar a queacute se llama pH La presencia de hidroacutegeno es indispensable para la calidad de la acidez en el agua el hidroacutegeno ha de estar en forma de aacutetomos de hidroacutegeno cargados positivamente que se designan como iones hidroacutegeno (H+) fijados a moleacuteculas de agua El pH se define como la concentracioacuten de iones de hidroacutegeno en una substancia (pH ldquopotencia de hidroacutegenordquo) el valor del pH es el nuacutemero de ceros en el denominador de una frase que expresa la concentracioacuten de iones H+ cuyo numerador es 1 y cuyo denominador es un muacuteltiplo de 10

Definir el teacutermino ldquoaguas negrasrdquo Los desechos transportados por el agua de fuentes tales como hogares hospitales escuelas y edificios comerciales contienen desechos de alimentos excrementos humanos papel jaboacuten detergentes polvo ropa otros residuos diversos y por supuesto microorganismos esta mezcla se designa como aguas negras sanitarias o domeacutesticas

Describir en que consiste la ldquodemanda bioquiacutemica del oxiacutegenordquo Una medida apropiada de la contaminacioacuten del agua por elementos nutritivos orgaacutenicos es la averiguacioacuten de la velocidad a que su materia alimentaria puede consumir oxiacutegeno por descomposicioacuten bacteriana esta velocidad se designa como la demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno (BOD) por supuesto la velocidad de la oxidacioacuten bioquiacutemica depende de la temperatura del medio ambiente de las clases particulares de microorganismos y de los elementos nutritivos presentes Si estos factores son constantes la velocidad de la oxidacioacuten puede expresarse en teacuterminos de la vida media del elemento nutritivo

Moacutedulo 12 DESECHOS SOacuteLIDOS

Describir los meacutetodos de eliminacioacuten de desechos soacutelidos que se emplean con mayor frecuencia Hay dos clases de caminos posibles para los materiales de desecho soacutelidos se les puede volver a la circulacioacuten en alguacuten otro proceso o se van acumulando en alguacuten lugar los meacutetodos de eliminacioacuten pueden clasificarse como bull Eliminacioacuten terrestre se tiran los desechos en un vaciadero al aire libre se comprimen para ahorrar espacio Tambieacuten puede hacerse por un meacutetodo maacutes ventajoso llamado relleno higieacutenico de tierra en el cual cada capa de desecho es recubierta por una capa de tierra arcilla o grava bull Incineracioacuten en este proceso deben de considerarse cuatro factores

1 Combustioacuten del material de desecho la caacutemara en que tiene lugar se designa como horno 2 Eliminacioacuten de las cenizas o ldquoescoriardquo 3 Control de los contaminantes que resultan del proceso de la combustioacuten 4 Analizar si el calor desprendido podraacute ser recuperado

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La incineracioacuten presenta las siguientes ventajas 1 Elimina el problema de la salud inherente a la acumulacioacuten de desperdicios 2 Reduce el volumen de los desechos soacutelidos en aproximadamente 80 y requiere mucho menos tierra para la eliminacioacuten final de residuos 3 Puede tratar una mezcla de basura y cascajo sin separacioacuten previa 4 Puede utilizarse en ella equipo de gran diversidad de tamantildeo 5 Los residuos (escoria) son inertes e inodoros y relativamente faacutecil de manipular

Sin embargo la incineracioacuten tiene el inconveniente exactamente lo mismo que el montoacuten de basura de desperdiciar materias primas bull Recirculacioacuten algunos ejemplos notables de recirculacioacuten son

1 La conversioacuten en abono 2 El derretir (que consiste en cocer desechos animales) para obtener sebo 3 Destruccioacuten destructiva o piroacutelisis un producto se descompone por calentamiento en ausencia de aire 4 La recuperacioacuten industrial cuyo objetivo es el de recircular los materiales de desecho

reconocieacutendolos a los procesos de manufactura

Sentildealar las ventajas y desventajas de la recirculacioacuten bull Ventajas

bull Se emplean substancias de desecho como materia prima bull Recuperacioacuten de elementos valiosos bull Se reduce la contaminacioacuten bull Conserva recursos no renovables bull Alteracioacuten en menor grado del ecosistema de la Tierra

bull Desventajas bull No todas las personas susceptibles de estar afectadas participan en la decisioacuten bull Pueden ocasionar malos olores bull Meacutetodos de control sujetos a interrupciones ocasionales bull Los criterios de compensacioacuten son fijados por la ley y no por ecoacutelogos

Unidad IV EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA EL RUIDO

Moacutedulo 13 EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS

Sentildealar la diferencia entre los crecimientos geomeacutetrico y aritmeacutetico de una poblacioacuten bull Crecimiento geomeacutetrico consisten en que si se tiene una cantidad ldquoxrdquo inicial de poblacioacuten en un antildeo se tendriacutea la poblacioacuten ax y en cada antildeo sucesivo aumentaraacute en potencia de ldquoardquo asiacute en el antildeo 2 la poblacioacuten seraacute a(ax) = a2x en el antildeo 3 seraacute (a)(a)(ax) = a3x (el exponente de ldquoardquo seraacute de acuerdo al antildeo considerado) bull Crecimiento aritmeacutetico este tipo de crecimiento consiste en que teniendo una cantidad inicial ldquoyrdquo inicial en el antildeo 1 se tendriacutea y + a en el antildeo 2 se tendriacutea y + 2a y asiacute sucesivamente es decir la cantidad aumentada cada antildeo es un muacuteltiplo de la cantidad que aumento el primer antildeo

Distinguir los diferentes tipos de curvas esquemaacuteticas de crecimiento Crecimiento aritmeacutetico (curva) y geomeacutetrico (recta)

Curva sigmoide de crecimiento Curva de crecimiento de una poblacioacuten que se extingue

Definir el teacutermino demografiacutea La demografiacutea es la rama de la antropologiacutea que trata del estudio estadiacutestico de las caracteriacutesticas de las poblaciones humanas con referencia al volumen total a la densidad al nuacutemero de muertes a las enfermedades y migraciones etc

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Describir el concepto ldquotasa vitalrdquo Los demoacutegrafos estudian a menudo las tasas vitales esto es el nuacutemero de acontecimientos vitales que le ocurren a una poblacioacuten durante un periacuteodo determinado de tiempo dividido entre el volumen de la poblacioacuten (acontecimientos vitales los nacimientos las muertes los matrimonios y las migraciones)

Moacutedulo 14 PREDICCIOacuteN DEL VOLUMEN FUTURO DE LA POBLACIOacuteN

Definir el teacutermino ldquocohorte de nacimientordquo Los demoacutegrafos definen cohorte de nacimiento como un grupo de personas nacidas en un determinado periacuteodo de tiempo por ejemplo un determinado antildeo

Interpretar las distribuciones esquemaacuteticas de la poblacioacuten relativas a la edad y sexo Para predecir cualquier volumen futuro de la poblacioacuten seriacutea muy uacutetil saber el nuacutemero de varones y mujeres en edad reproductiva el nuacutemero de nintildeos que llegaraacuten pronto a dicha edad y el nuacutemero de personas ancianas una distribucioacuten hipoteacutetica con respecto a la edad y sexo se muestra en la Figura 1 (obseacutervese que la graacutefica muestra que hay el mismo nuacutemero de varones y de mujeres en cada grupo de edad) La Figura 1 representariacutea una poblacioacuten en la que bull Los muchachos y las muchachas nacieran a una frecuencia igual bull Naceriacutea cada antildeo durante un siglo el mismo nuacutemero de personas bull Todo el mundo moririacutea a la edad de 100 antildeos bull Cada persona tendriacutea al nacimiento una probabilidad igual a morir en cada antildeo de su vida En cambio en la poblacioacuten humana real nacen aproximadamente 106 muchachos por cada 100 muchachas ni tampoco es constante durante todo el curso de la vida de un individuo la probabilidad de morir en lugar de ello una proporcioacuten relativamente grande de personas muere siendo muy joacutevenes relativamente pocos mueren entre las edades de 10 y 50 antildeos y la proporcioacuten de personas que mueren cada antildeo despueacutes de los 50 aumenta raacutepidamente Ademaacutes hay una curva pronunciada en la mortalidad en relacioacuten con el sexo las mujeres tienen una mayor probabilidad de sobrevivir de un antildeo al siguiente durante todo el curso de su vida excepto en algunas sociedades durante los antildeos de parto La Figura 2 presenta una distribucioacuten en relacioacuten con la edad y el sexo que refleja con mayor aproximacioacuten estas caracteriacutesticas demograacuteficas ademaacutes de estos fenoacutemenos razonablemente predecibles pueden tener cambios que lo sean menos en efecto el crecimiento de la poblacioacuten se ve afectado por acontecimientos tales como la guerra la escasez los progresos meacutedicos y los cambios en las costumbres sociales

Describir algunos de los factores que afectan el crecimiento de las poblaciones bull Liacutemites de espacios bull Liacutemites de alimento bull Decisiones concretas de las familias y las naciones bull El hambre bull Las enfermedades bull Fuerzas sociales complicadas que se relacionan entre siacute

Moacutedulo 15 CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA

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Sentildealar a la temperatura como contaminante ambiental Los organismos de sangre caliente (mamiacuteferos y aves) tienen la capacidad de regular la temperatura de sus cuerpos a medida que la temperatura ambiental aumente o disminuya no observaacutendose lo mismo en los organismos de sangre friacutea como los peces la industria de la energiacutea eleacutectrica y particularmente las plantas de energiacutea nuclear producen calor sobrante y este calor resulta maacutes praacutectico descargarlo en las aguas corrientes este calor sobrante calentaraacute el agua de riacuteos y estanques modificando las formas de vida y alterando de manera considerable el ecosistema acuaacutetico Dicho calor ocasiona un aumento en el consumo de oxiacutegeno de las especies apreciadas por el hombre (trucha semora sarco perca amarilla etc) y su muerte posterior estas especies cuyos ciclos vitales se desarrollan en aguas friacuteas primero alteran sus ciclos vitales y posteriormente van a su extincioacuten y al reemplazamiento de estas especies uacutetiles para el hombre por otras maacutes rudas pero de menor utilidad (sarco lobina etc)

Describir como en todo proceso donde se realiza un trabajo se produce calor El trabajo y el calor son dos formas de energiacutea por lo que se puede convertir trabajo en calor o calor en trabajo Por ejemplo si tenemos friacuteo frotamos nuestras manos en este caso el trabajo aplicado al frotamiento de las manos se ha transformado en calor otro ejemplo lo constituye un automoacutevil el cual usa un combustible que tiene energiacutea potencial al hacerlo explotar en la caacutemara del pistoacuten el gas caliente resultante se aplicaraacute en mover el pistoacuten y consecuentemente al vehiacuteculo pero en este caso no toda la energiacutea caloriacutefica se aplica para mover el automoacutevil de modo que mucha de dicha energiacutea se pierde en la atmoacutesfera en los gases de escape del motor

Enunciar la primera Ley de la Termodinaacutemica La palabra termodinaacutemica proviene de termo=calor y dinaacutemica=trabajo es pues el estudio del calor para producir trabajo la primera Ley de la Termodinaacutemica dice ldquola energiacutea contenida en el Universo no puede crearse ni destruirse solo se transforma de una forma a otra en energiacuteardquo Esta ley tambieacuten es llamada la ley de ldquono puedes ganarrdquo

Explicar porque no es posible construir una maacutequina de movimiento perpetuo Una maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado es aquella que produciriacutea trabajo indefinidamente mientras que una maacutequina de movimiento perpetuo de segundo grado es aquella que aprovechariacutea la energiacutea contenida en el agua o en el aire enfriaacutendolos para su funcionamiento Ninguna de las dos maacutequinas es susceptible de implementarse la razoacuten es que para la maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado se opone la primera Ley de la Termodinaacutemica (de alguna parte se tiene que proporcionar energiacutea para que efectuacutee su trabajo) la segunda es entendible pero igualmente imposible de fabricar es imposible que el flujo energeacutetico se enfriacutee por debajo de la temperatura del medio ambiente circundante para aprovechar su energiacutea caloriacutefica

Describir la segunda Ley de la Termodinaacutemica Puede definirse esta ley empleando el enunciado negativo que de ella postuloacute Lord Kelvin (1824-1907) ldquoEs imposible por medio de la accioacuten de un material inanimado obtener efecto mecaacutenico de una porcioacuten cualquiera de materia enfriaacutendola por debajo de la temperatura del maacutes friacuteo de los objetos circundantesrdquo otra expresioacuten para la segunda ley de la termodinaacutemica es ldquodos cuerpos en contacto teacutermico acaban alcanzando una temperatura comuacutenrdquo Tambieacuten la ley de ldquono me puedes empatarrdquo

Explicar en que consiste un termomotor Un termomotor es una maacutequina que consume combustibles para producir calor y convertir el calor en trabajo un termomotor se puede hacer trabajar mediante dos procesos a saber bull Habiacutea de ser absorbido calor por las partes accionadas de alguna fuente caliente bull El calor de desecho ha de ser pasado a un depoacutesito externo a una temperatura inferior Para un termomotor la substancia de trabajo suele ser un gas que se dilata para realizar trabajo contra un eacutembolo o la hoja de una turbina el gas se enfriacutea al realizar trabajo pero no puede enfriarse por debajo de la temperatura de aquello que lo rodea por consiguiente hay que adoptar alguna medida para eliminar el desecho de calor de un termomotor En la praacutectica el enfriamiento suele realizarse ya sea haciendo pasar aire por el motor o bien vertiendo agua sobre el mismo en la mayoriacutea de los automoacuteviles el agua circula a traveacutes del motor se enfriacutea al pasar por el radiador y vuelve a circular En las grandes centrales eleacutectricas donde se crea una gran cantidad de calor el elemento refrescante es a menudo un riacuteo un lago o el mar

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Moacutedulo 16 EL RUIDO

Describir la forma de transmisioacuten del sonido a traveacutes del aire El sonido es una forma de energiacutea que es ocasionada por un cuerpo en movimiento este movimiento pone en alguna forma en movimiento el aire el cual hace luego mover alguacuten dispositivo receptor en el oiacutedo esta transferencia de energiacutea sonora a traveacutes del aire tiene lugar en forma de onda

Definir longitud de onda Cuando observamos el agua de un estanque tranquilo tiene una superficie plana si se lanza una piedra se ocasiona una perturbacioacuten la cual se manifiesta en forma de ondas de modo que el nivel seraacute maacutes alto en algunos lugares (crestas) y maacutes bajo en otros (valles o senos) la distancia entre trastornos sucesivos del mismo tipo tal como entre dos crestas vecinas o dos senos sucesivos se designa como longitud de onda

Explicar el significado de onda elaacutestica El sonido se transmite de una forma similar a como viajan las ondas en el agua solo que en vez de manifestarse como crestas y senos la onda de sonido consiste en una sucesioacuten de compresiones y dilataciones que alteran la densidad normal del medio (tal como el aire) en el que se propagan este tipo de onda se designa como onda elaacutestica

Distinguir la diferencia entre sonido y ruido El ruido es un sonido indeseable un sonido intenso se considera ruido la intensidad del sonido se mide en decibeles (dB) y dicha intensidad se calcula con la relacioacuten

Intensidad del sonido endB= fuerzadeunsonido dadofuerzade unsonido justamente perceptible

Sentildealar en que consiste la escala decibel Para medir la intensidad del sonido se podriacutea hacer utilizando la escala de vatios nos encontrariacuteamos con el inconveniente de tener que utilizar nuacutemeros demasiado pequentildeos o demasiado grandes ademaacutes la escala seriacutea poco praacutectica porque no partiriacutea de cero sino de alguacuten nuacutemero que representara el sonido audible maacutes bajo Para obviar estos defectos y simplificar la medicioacuten de intensidad sonora se hace lo siguiente bull Se crea una nueva unidad de medicioacuten de intensidad sonora llamada el decibel deci (que significa diez) o sea una referencia a la base de los logaritmos comunes y bel (de Alexander Graham Bell) y la definimos en teacuterminos de la razoacuten de la intensidad de un sonido con respecto a otro bull Establecemos que el sonido maacutes bajo perceptible para el oiacutedo tendraacute el valor de cero decibeles (dB) y constituiraacute el punto de partida de nuestra escala de medicioacuten del sonido bull Nos servimos de los logaritmos de las razones de los sonidos de intensidades distintas para expresar los grados de intensidad sonora El logaritmo de un nuacutemero ldquode base 10rdquo es sencillamente el nuacutemero de veces que 10 es multiplicado por siacute mismo para dar el nuacutemero en cuestioacuten si el nuacutemero es muacuteltiplo de 10 el logaritmo es el nuacutemero de ceros que contenga

Log10 100 = 2 Log10 1000000 = 6 Log10 1 = 0

Describir algunos efectos nocivos del ruidobull Obstaacuteculo para la comunicacioacuten en teacuterminos generales el ruido nos distrae de los sonidos que deseamos o debemos escuchar bull Peacuterdida del oiacutedo la exposicioacuten prolongada al ruido fuerte puede ocasionar la perdida paulatina del oiacutedo son varios los efectos del ruido que pueden ocasionar la peacuterdida del oiacutedo como la intensidad (80 dB o maacutes provocan peacuterdida permanente del oiacutedo) la frecuencia (en ruido a 200 ciclos por segundo y con una intensidad de 95 dB reduciraacute la capacidad auditiva) bull Otros efectos sobre la salud y la conducta como reacciones de ansiedad tensioacuten y en casos extremos miedo cambios hormonales que ocasionan aumento en el latido cardiaco contraccioacuten de los vasos sanguiacuteneos espasmos digestivos dilatacioacuten de las pupilas etc

Mencionar algunas formas de controlar el ruido 1 Reduccioacuten del manantial 2 Interrupcioacuten de la viacutea 3 Proteccioacuten del receptor

Definir que es el nuacutemero Mach Las velocidades supersoacutenicas suelen medirse en nuacutemeros Mach

NuacutemeroMach= velocidad del objetovelocidad del sonido

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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Moacutedulo 3 ECOSISTEMA AGRIacuteCOLA

Enunciar el significado de ecosistema agriacutecola Al evolucionar el hombre a partir de sus antecesores simiescos empezoacute comiendo carne y diversos productos vegetales seguacuten lo que lograba conseguir de un diacutea a otro cazaba y llevaba su alimento a su cueva o era cazado y llevado a la cueva de alguacuten otro depredador competiacutea con otros herbiacutevoros por alimentos vegetales y la vida resultaba muy dura durante las sequiacuteas las inundaciones y las pestilencias El medio ambiente de la tierra no resultaba apreciablemente alterado por la existencia del hombre primitivo las razones de esto eran dos primero la tecnologiacutea primitiva del hombre era muy limitada mdashsus utensilios de piedra y madera para cavar y cazar podiacutean competir sin duda con el colmillo del mamut o la zarpa del tigre pero no eran ciertamente muy superioresmdash en segundo lugar la poblacioacuten esparcida para poder afectar al medio ambiente en grado significativo algunoSin embargo la carrera entre la evolucioacuten social y la evolucioacuten bioloacutegica no constituye en modo alguno una contienda y una vez que el hombre adquirioacute su capacidad de crear alguna tecnologiacutea (si deseaba una hacha de piedra) y de transmitir su conocimiento de generacioacuten en generacioacuten una invencioacuten fue sucediendo a otra y su predominio sobre sus competidores se fue afianzando sus eacutexitos se hicieron maacutes numerosos su poblacioacuten aumentaba y sus capacidades mejoradas se reforzaron mutuamente y finalmente los efectos combinados de estas circunstancias empezaron a alterar la Tierra en forma apreciable El primer invento importante con respecto a la alteracioacuten de la tierra fue la agricultura (cultivo de cosechas y criacutea de ganado) el sistema naturalmente estable es autosuficiente y no necesita intercambiar materia alguna ya sea daacutendola o tomaacutendola con el exterior El consumo y la produccioacuten de elementos nutritivos recorren el ciclo alimentario inconstantemente sin peacuterdida ni ganancia alguna Un ecosistema asiacute podriacutea ser una regioacuten aislada como un valle rodeado por la agricultura es un invento teacutecnico En efecto la agricultura capacitoacute al hombre para obtener alimentos de la tierra en forma mucho maacutes eficaz de lo que jamaacutes hubiera sido el caso colectando o cazando y auacuten en formas tan eficientes que a una superficie determinada de tierra se le podriacutea alimentar a maacutes gente que soacutelo a los cultivadores o pastores que la cuidaban Lograron abandonar el campo y congregarse en ciudades donde pudieron dedicarse a actividades distintas de la recoleccioacuten de alimentos tales como las artes y la tecnologiacutea incluido el desarrollo proseguido de elementos para mejorar la agricultura pero es el caso que los individuos que viven en la ciudad estaacute fuera del sistema productor de alimentos son un drenaje Semejante drenaje irrumpe el ciclo de los alimentos y producen un desequilibrio ecoloacutegico y cuanto maacutes eficiente se hace la teacutecnica productora de alimentos tanto peor resulta el trastorno ecoloacutegico por supuesto el hombre ha comprendido que su alternativa consiste en fertilizar la tierra o acabar yeacutendose a otro sitio en algunas regiones el hombre ha tenido mucho eacutexito en la tarea de conservar feacutertil la tierra de cultivo

Relatar los casos de la destruccioacuten agriacutecola en la India la Cuenca del Polvo en EUA y la Presa de Asuaacuten en Egipto bull India Es bien sabido que la agricultura de la India no puede seguir por completo el paso de las necesidades de su poblacioacuten y que por consiguiente la escasez no esta sino a unas cuantas estaciones secas de distancia pero se sabe menos que aproximadamente las dos terceras partes de la tierra de cultivo ha sido parcial o totalmente destruida por la erosioacuten o por agotamiento del suelo causado por el hombre En efecto la regioacuten alrededor del Sind cerca de la desembocadura del Riacuteo Indo es tiacutepica de una tierra de cultivo destruida con excepcioacuten de unas cuantas extensiones Sind es ahora una regioacuten esteacuteril aacuterida y medio deseacutertica pero sin embargo las excavaciones arqueoloacutegicas han puesto al descubierto las ruinas de una civilizacioacuten avanzada que cultivaba alliacute la tierra hace 4000 antildeosAdemaacutes los foacutesiles de animales nativos de la regioacuten muestra que viviacutean alliacute elefantes buacutefalos acuaacuteticos tigres osos venados loros lobos y otros habitantes similares a los de los bosques Los colonizadores primitivos construyeron templos de ladrillo no cabe duda que alimentaban el fuego con lentildea y la lentildea hubo de provenir de los bosques de las regiones vecinas que ahora son desierto Los detalles de la transformacioacuten de bosques en desiertos son conjeturas porque no existen datos meteoroloacutegicos consignados de estos 400 antildeos probablemente el cambio de clima que destruyoacute la tierra de Sind (de bosque a estepa tropical) fue ocasionado por deforestacioacuten el hombre destruyoacute el bosque para cultivar alimentos que satisfacen sus necesidades es el caso sin embargo que la devastacioacuten del bosque de Sind acaboacute destruyendo la tierra y la tierra muerta no produce alimento en absoluto Actualmente en la India el pastoreo excesivo destruye el manto del suelo los pastores alimentan a las cabras cortando los aacuterboles los aacuterboles se mueren y a la tierra se la lleva el viento El Valle del Tigris y el Eufrates ldquola cuna de la civilizacioacutenrdquo dio origen a grandes civilizaciones Sabemos que sistemas muy complicados de letras matemaacuteticas derecho y astronomiacutea se originaron en dicha regioacuten obviamente los hombres teniacutean alliacute tiempo para instruirse y practicar la filosofiacutea podemos inferir que el abastecimiento en alimento hubo de ser apropiado Hoy en cambio una gran parte de dicha regioacuten es aacuterida

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medio deseacutertica desolada y estaacute gravemente erosionada los arqueoacutelogos ponen al descubierto mediante excavaciones antiguos canales de riego antiguos azadones y muelas harineras en medio del desierto Una parte de la explicacioacuten deriva de la fuente de los grandes riacuteos en las mesetas Se trataron los bosques para dedicar la tierra a pasto y al cultivo de vintildeedo y del trigo pero el caso es que la tierra de cultivo del hombre es incapaz sobre todo si estaacute mal administrada de retener tan bien el suelo y la humedad antildeo tras antildeo como los bosques o las tierras de pasto naturales Como resultado los grandes torrentes ocasionados por las lluvias primaverales o el derretir de la nieve en las montantildeas tendieron maacutes bien a precipitarse cuesta abajo que a filtrarse en el suelo estas aguas incontroladas se convirtieron en inundaciones primaverales A tiacutetulo de medida preventiva se excavaron canales en el valle para desaguar los campos en primavera y regarlos durante el verano y el otontildeo pero es el caso que la agricultura floreciente excitaba la codicia de los vecinos y una guerra tras otra asolaron la regioacuten Decenas de miles de soldados la invadieron comieron los alimentos mataron esclavizaron y expulsaron a la poblacioacuten rural el resultado fue que los canales y las tierras de cultivo fueron abandonados los canales descuidados se convirtieron en pantanos los pantanos redujeron el caudal de los riacuteos y los riacuteos reducidos ya no podiacutean seguir utilizaacutendose para regar otras partes de la regioacuten la capa freaacutetica bajoacute y los rendimientos son menores actualmente que hace 4000 antildeosbull Africa del norte La antigua Caacutertago fue fundada en las orillas del Mediterraacuteneo en Africa del Norte en medio de una tierra de pasto seco pero feacutertil los granos produciacutean en abundancia actualmente una gran extensioacuten de dicha regioacuten se ha convertido en parte del desierto del Saacutehara y de hecho una gran parte de este desierto es un producto del arado y el cultivo excesivo de la tierra feacutertil conducentes al agotamiento de la cantidad de humedad disponible bull Estados Unidos Los primeros colonos europeos encontraron millones de hectaacutereas de tierra virgen en Ameacuterica La costa oriental a donde llegaron primero era boscosa y la tarea de desmontar la tierra arrancar troncones y establecer cultivos fue ardua En Nueva Inglaterra los prolongados inviernos y las laderas rocosas de las montantildeas contribuiacutean a hacer el cultivo maacutes difiacutecil era natural que los colonos fueran atraiacutedos hacia el Oeste porque alliacute maacutes allaacute del Mississipi habiacutea extensiones de praderas hasta perderse de vista Un manto de tierra rico profundo y sin piedras y grandes extensiones sin aacuterboles prometiacutean un arado un sembrado y una recoleccioacuten faacutecil En 1889 fue abierto el territorio de Oklahoma al establecimiento regular a las pocas semanas la poblacioacuten blanca subioacute alliacute a 60 mil habitantes para 1900 eran ya 390 mil que viviacutean de la riqueza del suelo En 1924 una espesa nube de polvo sobrevoloacute la ciudad de Nueva York y se perdioacute en el Oceacuteano Atlaacutentico este polvo habiacutea sido el manto de tierra de Oklahoma lsquoEl Cuento del polvo de Oklahomarsquo

Moacutedulo 4 PESTICIDAS

Enunciar las principales caracteriacutesticas de los hidrocarburos clorados A fines de los antildeos treintas y principios de los cuarentas fue sintetizado en diversos laboratorios un nuevo grupo de pesticidas estos compuestos no se dan en estado natural debido a que contienen carbono hidroacutegeno y cloro se les designa como ldquohidrocarburos cloradosrdquo Constituyen ahora una clase de compuestos quiacutemicos reconocidos a algunos se les conoce corrientemente por sus nombres comerciales como DDT aldrina clordano dreldrina endrina y heptadoro estos pesticidas fueron inicialmente celebrados como uno de los grandes descubrimientos del siglo XX sus principales caracteriacutesticas son

Son faacuteciles de elaborar Son baratos Constituyen venenos muy eficaces

Sin embargo se dan contra los hidrocarburos clorados tres argumentos principales 1 Son venenos universales 2 Se degradan lentamente 3 Son solubles en grasa

Sentildealar la importancia que tiene para el medio ecoloacutegico el que algunos materiales sean biodegradables La mayoriacutea de los compuestos quiacutemicos que se encuentran en estado natural son biodegradables lo cual quiere decir que son degradables (desintegrables) por alguna forma de vida la biodegradabilidad es un fenoacutemeno que se ha desarrollado con la evolucioacuten de las especies Si hay energiacutea o materias primas susceptibles de ser liberadas por medio de la desintegracioacuten de la moleacutecula de un compuesto entonces se ha desarrollado alguacuten organismo adaptado al nicho correspondiente y capaz de servirse de dicho compuesto Sin embargo muchos nuevos compuestos han sido sintetizados por los quiacutemicos en antildeos recientes soacutelo algunos de estos son lo bastante semejantes a los compuestos que se encuentran en estado natural para ser biodegradables

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Los hidrocarburos clorados se descomponen lentamente en la naturaleza y muchos tienen una media vida de descomposicioacuten de 10 a 15 antildeos el resultado es que estos venenos existen un tiempo suficiente para producir efectos nocivos

Definir el concepto de pesticida Pesticida es un producto quiacutemico destinado a luchar contra los paraacutesitos animales y vegetales de los cultivos

Explicar en que consiste una mutacioacuten Un problema con los pesticidas es que tienden a hacerse menos eficaces despueacutes de algunos antildeos de uso por supuesto la composicioacuten del pesticida sigue siendo la misma pero su empleo tiende a traducirse en el desarrollo en las plagas de una poblacioacuten inmune Tal parece como si el pesticida hubiera perdido su fuerza Este deterioro gradual de la accioacuten de los pesticidas requiere el empleo de cantidades de pesticidas cada vez mayores para conseguir el mismo efecto para comprender la razoacuten de este fenoacutemeno se necesita considerar el caraacutecter de la adaptacioacuten geneacuteticaLa quiacutemica de las plantas y los animales cambia de cuando en cuando como resultado de alteraciones accidentales al azar ndashinvitaciones- de sus ceacutelulas reproductoras el mutante tiene buenas probabilidades de supervivencia si su mutacioacuten particular lo protege contra un medio ambiente hostil Este mecanismo de mutacioacuten al azar ha permitido a los insectos adaptarse a su medio ambiente durante millones de antildeos y es este proceso el que protege a los insectos de los pesticidas

Unidad II DESECHOS RADIACTIVOS CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Moacutedulo 5 DESECHOS RADIACTIVOS

Definir los siguientes teacuterminos bull Nuacutecleo atoacutemico es donde se encuentra concentrada toda la masa de un aacutetomo Contiene los protones y los neutrones y por consiguiente toda la carga positiva y praacutecticamente toda la masa bull Nuacutemero atoacutemico indica cuaacutel es el nuacutemero de protones en el nuacutecleo de un aacutetomo es decir la carga nuclear (carga positiva) bull Nuacutemero de masa indica la cantidad de protones en el nuacutecleo maacutes el nuacutemero de neutrones en el mismo bull Isoacutetopo un determinado elemento puede tener maacutes de un nuacutemero de masa los aacutetomos del mismo elemento (esto es los aacutetomos del mismo nuacutemero atoacutemico) que tienen nuacutemeros de masas diferentes se designan como isoacutetopos Asiacute por ejemplo 12C y 14C son isoacutetopos de carbono los dos tienen seis protones nucleares Son isoacutetopos porque tienen diferente nuacutemero de masa

Enunciar el concepto de elemento quiacutemico Es una substancia que consta de aacutetomos del mismo nuacutemero atoacutemico se considera que los elementos son clases de materias primas quiacutemicas iacutentimas todas las substancias estaacuten compuestas de elementos cada elemento tiene un nombre comuacuten y estaacute representado por una o dos letras Se encuentran 88 elementos en estado natural sobre la tierra Estos elementos estaacuten numerados del 1 al 92 (faltando los nuacutemeros 43 51 85 y 87) o sea los cuatro elementos faltantes juntamente con 12 maacutes por encima de los 92 que han sido hechos por el hombre de modo que el nuacutemero total ahora conocido es de 104

Explicar en que consiste la radiactividad Algunos nuacutecleos atoacutemicos son inestables se les designa como radioisoacutetopos y de las substancias en que existen se dice que son radiactivas algunos de estos nuacutecleos inestables se encuentran sobre la tierra en estado natural en tanto que otros han sido elaborados por el hombre Un ejemplo de radioisoacutetopo que se encuentra en estado natural es el radio 226 (226Ra) La radiactividad natural fue descubierta accidentalmente en 1896 cuando el franceacutes Henry Becquerel encontroacute que los minerales de uranio emiten una radiacioacuten algo parecida a la de los rayos X (llamados rayos Gamma) maacutes adelante se averiguoacute que la emisioacuten estaba almacenada en alguna forma en los nuacutecleos atoacutemicos mismos se encontroacute que las emisiones constaban de partiacuteculas eleacutectricamente positivas (partiacuteculas alfa nuacutecleos de Helio) de partiacuteculas eleacutectricamente negativas (rayos beta electrones) y de rayos eleacutectricamente neutros (rayos gamma parecidos a los rayos X) Cuando se descompone un radioisoacutetopo queda atraacutes un nuevo aacutetomo en algunos casos el aacutetomo subsistente es estable (no radiactivo) en tanto que en otros casos es radiactivo (inestable) Por ejemplo el nuacutecleo de radio 226 se descompone para producir una partiacutecula alfa y un nuevo elemento el radoacuten 222 que es un gas radiactivo

226Ra rarr partiacutecula alfa + 222Rn

Sentildealar las influencias nocivas que presenta la absorcioacuten indiscriminada de isoacutetopos radiactivos por un organismo vivo La alta energiacutea que acompantildea la radiactividad produce cambios quiacutemicos estos cambios

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incluyen alteraciones de las ceacutelulas vivas y son praacutecticamente siempre nocivos las dosis grandes pueden ser fatales para el hombre La vida sobre la tierra ha evolucionado en presencia del nivel natural de radiacioacuten de fondo esta radiacioacuten puede ser tan perniciosa como la de las fuentes artificiales sin embargo su nivel es bajo y la vida sobre la tierra se ajusta a las mutaciones que causa los pocos organismos dantildeados por esta radiacioacuten no sobreviven a la competencia con los que no han sido dantildeados y por consiguiente mueren Por supuesto los organismos maacutes raros todaviacutea a la mutacioacuten mejoran sobreviven preferentemente este proceso selectivo constituye la evolucioacuten cuando los organismos no aceptan las mutaciones pueden conducir a la extincioacuten de la especie La radiacioacuten puede afectar cualquier parte del organismo humano perjudica la sangre destruyendo leucocitos mediante lesioacuten de la meacutedula oacutesea el bazo y los noacutedulos linfaacuteticos otros efectos especiacuteficos susceptibles de ser producidos por grandes dosis de radiacioacuten son los tumores pulmonares caacutencer de la piel dantildeo en los huesos esterilidad y cataratas La cantidad maacutes pequentildea de radiacioacuten una partiacutecula puede dantildear el nuacutecleo de una ceacutelula individual una ceacutelula dantildeada o una de sus descendientes puede convertirse en cancerosa si una ceacutelula germen es alterada la lesioacuten geneacutetica resultante puede transmitirse a las generaciones futuras

Definir el concepto de vida media Vida media o semivida es el tiempo en el cual una substancia radiactiva se reduce a la mitad por ejemplo un kilogramo de substancia radiactiva con una vida media de 10 antildeos dentro de 10 antildeos se reduciraacute a 500 gramos

Describir el proceso de desintegracioacuten radiactiva El concepto de vida media se aplica a los radiosioacutetopos Ejemplo Un nuacutecleo de un aacutetomo de iacutendice 226Ra tiene 50 probabilidades contra 50 de sobrevivir en un intervalo determinado de 1600 antildeos esto significa que la vida media de 226Ra es de 1600 antildeos por consiguiente si se coloca 1 gr de 226Ra en un recipiente en 1971 solo quedariacutea medio gramo despueacutes de 1600 antildeos (en el antildeo 3571) y uacutenicamente un cuarto de gramo despueacutes de otros 1600 antildeos (en el antildeo 5171) y asiacute sucesivamente este proceso se designa como desintegracioacuten radiactiva

Moacutedulo 6 PUNTOS DE VISTA OPUESTOS EN RELACIOacuteN CON LA ENERGIacuteA NUCLEAR

Describir el funcionamiento de las partes principales de un reactor nuclear Ecuaciones fundamentales de fisioacuten nuclear

(rara)235U + 1 neutroacuten rarr productos de fisioacuten + 2 a 3 neutrones + energiacutea

y 238U + 1 neutroacuten rarr plutonio 239 oacute 239Pu larr fuente de nuevo producto fisionante 239Pu + 1 neutroacuten rarr productos de fisioacuten + 2 a 3 neutrones + energiacutea

El reactor nuclear que produce energiacutea necesita lo siguiente bull Un medio de controlar los neutrones el control del nuacutemero de neutrones se efectuacutea por medio de barras absorbentes de neutrones que contienen cobalto o boro y que pueden introducirse maacutes o menos profundamente en el reactor el control de la energiacutea de los neutrones que influye sobre la velocidad de las reacciones que experimentan es efectuado por un ldquomoderadorrdquo esto es una substancia que hace los neutrones maacutes lentos pero sin absorberlos El moderador utilizado en el primer reactor experimental fue el grafito esto es una forma de carbono en tanto que los reactores actuales utilizan el agua bull Una manera de extraer la energiacutea caloriacutefica producida la energiacutea obtenida en los procesos del reactor ha de transferirse a un liacutequido circulante por ejemplo a metal sodio fundido el calor de este liacutequido se utiliza para convertir el agua en vapor (en un transformador de calor o condensador) que impulsa turbinas para producir electricidad bull Un medio de contener y eliminar los desechos son los cartuchos de uranio revestidos de acero inoxidable Una vez que se han acumulado impurezas la reaccioacuten en cadena maacutes lenta se ha convertido en desechos los cuales estaacuten maacutes concentrados maacutes radiactivos por consiguiente maacutes peligrosos El uranio se vuelve a tratar (se enriquece) y los desechos han de eliminarse apropiadamente Primero hay que esperar a que los desechos se enfriacuteen y de alguna manera convertirse a una forma soacutelida la cual se pueda manipular maacutes faacutecilmente el paso final que se considera actualmente como el mejor para la eliminacioacuten uacuteltima consiste en colocar los desechos enfriados concentrados y solidificados en una mina de sal o cueva de sal abandonada de las que se espera que permaneceraacuten secas y sin trastornos por miles de antildeos hasta que el material radiactivo se degrade completamente Un procedimiento alternativo posible consiste en producir una especie de cemento que incorpore la materia de desecho radiactivo este ldquocemento calienterdquo se inyecta luego en grietas subterraacuteneas de roca bioloacutegicamente estable en donde se endurece y se convierte en parte de la estructura soacutelida de la corteza de la Tierra bull Un conjunto general de procedimientos de seguridad para protegerse contra las liberaciones accidentales de material radiactivo

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Describir los meacutetodos de seguridad que se emplean en las plantas de energiacutea nuclear Este procedimiento incluye factores como bull Uso de una triple capa de defensa la cual hace todo accidente grave casi inconcebible bull El combustible nuclear no es uranio puro sino una forma ceraacutemica de bioacutexido de uranio el cual es mucho maacutes capaz de retener los productos de la fisioacuten bull El empleo de agua ordinaria como refrigerante y moderador de neutrones proporciona tambieacuten una proteccioacuten automaacutetica bull El uso de dos sistemas de refrigeracioacuten independientes por si el principal fallara bull El empleo de sistemas automatizados alejados de fallas humanas bull Uso de una barrera de contencioacuten reforzada con concreto que protege al reactor y a los generadores de vapor disentildeada para resistir terremotos y huracanes

Analizar el caso de la presencia del estroncio radiactivo en la leche El estroncio 90 (90Sr) es un producto de desecho de la fisioacuten radiactiva con una vida media de aproximadamente 27 antildeos es uno de los componentes de la ldquoprecipitacioacuten radiactivardquo o sea la mezcla de los desechos radiactivos liberados por los procesos nucleares hacia la atmoacutesfera y que gradualmente se depositan sobre la superficie de la tierra juntamente con otros polvos diversos El estroncio (cualquier isoacutetopo de estroncio radiactivo o no) es quiacutemicamente similar al calcio que constituye un elemento importante en los huesos de los animales en los mamiacuteferos el calcio es transmitido a las criacuteas por la leche de la madre asiacute pues la leche es una fuente importante de calcio los herbiacutevoros como las vacas obtienen su calcio de la materia vegetal de sus alimentos si una vaca pasta en una zona contaminada por la lluvia radiactiva el 90Sr se transportaraacute juntamente con el calcio y se acumularaacute en los huesos de la vaca y en su leche este proceso orgaacutenico concentra el 90Sr y habraacute mucho maacutes en 1 gr de leche que en un gramo de hierba La leche de vaca es utilizada como alimento por los humanos especialmente por los nintildeos de modo que tienen probabilidades de ingerir relativamente grandes cantidades de 90Sr las madres que amamantan a sus bebeacutes concentran 90Sr en la leche y consecuentemente el bebeacute lactante ingeriraacute este radiosioacutetopo en el pecho de su madre

Moacutedulo 7 CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Sentildealar la importancia del aire para la vida El aire es indispensable para la vida sobre la Tierra la adicioacuten de materia indeseable transportada por el aire (como el humo) cambia la composicioacuten de la atmoacutesfera de la Tierra perjudicando posiblemente la vida y alterando materiales designamos este fenoacutemeno atmosfeacuterico como lsquocontaminacioacuten del airersquo

Definir el significado de ldquouna parte por milloacutenrdquo Una manera de expresar la concentracioacuten de gases y partiacuteculas en el aire la cual es la cantidad de la substancia en un volumen determinado de espacio dado o en una cantidad dada de otra materia en razones o voluacutemenes es la denominada partes por milloacuten (ppm) 1 ppm significa ldquouna parte por milloacutenrdquo o un volumen de la substancia contaminante en un milloacuten de voluacutemenes de aire contaminado por ejemplo si hay 1 ppm en el aire de SO2 significa que existe una moleacutecula de SO2

entre un milloacuten de moleacuteculas de aire

Establecer la diferencia entre aire puro y aire contaminado El aire puro es una mezcla de gases 78 de nitroacutegeno (N) 21 de oxiacutegeno (O) 93 de gases inertes (argoacuten kriptoacuten etc) metano (CH4) hidroacutegeno (H) y una cantidad variable de vapor de agua ademaacutes de bioacutexido de carbono (CO2) El aire estaraacute contaminado si variacutea en los porcentajes indicados o si contiene otras partiacuteculas diferentes a las que se mencionan en la composicioacuten descrita

Nombrar algunos contaminantes naturales del aire bull1 Oacutexidos de nitroacutegeno (en su mayor parte N2O) 05 ppm y NO2 (002 ppm) producidos ambos por la radiacioacuten solar y por los rayos bull1 Ozono (O2) producido tambieacuten por la radiacioacuten solar y por los rayos

Explicar la diferencia entre contaminante primario y contaminante secundario del aire bull Contaminante primario es aquel que se produce mediante alguacuten proceso o reaccioacuten por ejemplo al quemar azufre o combustibles que lo contienen se produce bioacutexido de azufre (SO2) seguacuten la reaccioacuten S + O2 rarr SO2 bull Contaminante secundario es aquel que se produce en la atmoacutesfera a partir de un contaminante primario por ejemplo el trioacutexido de azufre (SO3) se produce en la atmoacutesfera por la oxidacioacuten del SO2 bajo la influencia de la luz solar seguacuten la reaccioacuten 2SO2 + O2 rarr 2SO3

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Mencionar algunos contaminantes gaseosos del aire bull Oacutexidos de carbono bioacutexido de carbono (SO2) bull Compuestos que contienen carbono e hidroacutegeno (hidrocarburos) carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno (oxigenados) bull Compuestos que contienen azufre bioacutexido de azufre (SO2) trioacutexido de azufre (SO3) sulfuro de hidroacutegeno (H2S) bull Compuestos que contienen nitroacutegeno oacutexido de nitroacutegeno (NO) bioacutexido de nitroacutegeno (NO2) bull Ozono (O3) y oxidantes bull Fluoruro de hidroacutegeno (HF)

Nombrar algunas partiacuteculas contaminantes del aire bull Partiacuteculas viables (capaces de vivir) granos de polen bacterias hongos mohos o esporas insectos partes de insectos bull Partiacuteculas no viables arena partiacuteculas de tierra gotitas de salados polvo volcaacutenico partiacuteculas extraterrestres (naturales) bull Partiacuteculas producidas por actividades humanas bullbullOrgaacutenicas humo proveniente de la combustioacuten de carboacuten petroacuteleo madera y basura polvos insecticidas partiacuteculas orgaacutenicas liberadas por la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica bullbullInorgaacutenica partiacuteculas provenientes de las actividades metaluacutergicas de la industria productora de mineral no metaacutelico de la manufactura quiacutemica inorgaacutenica y del plomo utilizado en la gasolina

Moacutedulo 8 EFECTOS DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Describir el funcionamiento de un filtro de bolsa La materia en partiacuteculas se deja retener en medios porosos (filtros) que dejan pasar el gas tales separaciones son posibles porque las partiacuteculas son mucho maacutes grandes que las moleacuteculas de gas Para tratar grandes corrientes de gas los filtros son a menudo en forma de bolsas ciliacutendricas parecidas a calcetines gigantes de las que la materia en partiacuteculas recogida se vaciacutea perioacutedicamente por sacudida

Describir el funcionamiento de un colector de cicloacuten Maacutes importante que la velocidad de depoacutesito de las partiacuteculas grandes es el hecho de que las partiacuteculas maacutes pesadas poseen maacutes inercia por consiguiente si una corriente de gas que contiene contaminantes en partiacuteculas se hace girar en remolino las partiacuteculas podraacuten ser expulsadas a lugares de donde se les pueda eliminar coacutemodamente un dispositivo de esta clase es el llamado cicloacuten

Describir el funcionamiento de un precipitador electrostaacutetico Las partiacuteculas pueden tambieacuten estar cargadas eleacutectricamente y una superficie colectora que lleve una carga de signo contrario los atraeraacute dispositivos de esta clase llamados precipitadores electrostaacuteticos se utilizan en gran escala sobre todo para reducir el humo de las plantas de energiacutea que queman combustibles foacutesiles

Describir el funcionamiento de un depurador Los gases contaminantes no pueden recogerse faacutecilmente por medios mecaacutenicos porque sus moleacuteculas no son lo bastante maacutes grandes o maacutes pesadas que las del aire sin embargo algunos gases contaminantes podraacuten ser maacutes solubles en un liacutequido determinado (por regla general el agua) de lo que es el aire se les podraacute recoger por un proceso que los lleve a un contacto iacutentimo con el liacutequido Los aparatos que realizan semejante separacioacuten se designan depuradores Los medios de establecer contacto entre el gas y el liacutequido incluyen el rociado del liacutequido en el gas y el burbujeo del gas a traveacutes del liacutequido el amoniaco (NH3) constituye un ejemplo de gas soluble en agua que se deja extraer de una corriente de aire

Establecer la diferencia entre ldquoadsorcioacutenrdquo y ldquoabsorcioacutenrdquo ldquoAdsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en la superficie de alguacuten material mientras que ldquoabsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en el interior de un material

Explicar en que consiste el control de los contaminantes por conversioacuten La conversioacuten maacutes importante de los contaminantes es la oxidacioacuten en el aire la oxidacioacuten se aplica las maacutes de las veces a los gases y vapores contaminantes orgaacutenicos y rara vez a la materia en partiacuteculas cuando las substancias orgaacutenicas que soacutelo contienen carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno se oxidan por completo los uacutenicos productos son bioacutexido de carbono y agua inofensivos ambos sin embargo el proceso es a menudo muy dispendioso porque se requiere utilizar una cantidad de energiacutea considerable para mantener la totalidad de la corriente de gas suficientemente caliente (700degC aprox) para que tenga lugar la oxidacioacuten completa Si el contaminante esta suficientemente concentrado su propio valor de combustible podraacute proporcionar acaso una gran parte de esta energiacutea ademaacutes la temperatura necesaria para la combustioacuten podraacute reducirse

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utilizando un catalizador Hay cierto nuacutemero de conversiones quiacutemicas de contaminantes posibles aparte de la combustioacuten en el aire estos comprenden la neutralizacioacuten quiacutemica de un aacutecido o una base y la oxidacioacuten de contaminantes por agentes distintos del aire

Describir algunos meacutetodos de control de contaminacioacuten del aire por compuestos de azufre Quemamos carboacuten petroacuteleo o gas natural que contienen azufre para producir calor y energiacutea el azufre contenido en el combustible se oxida en SO2 y contamina el aire se dejan concebir los siguientes meacutetodos de control bull Cambiar a otras fuentes de energiacutea energiacutea hidroeleacutectrica energiacutea nuclear o energiacutea solar a tiacutetulo de solucioacuten parcial se podriacutea cambiar a combustibles de contenido menor de azufre bull Extraer el azufre antes de quemarlo lo que traeriacutea aumento en el costo del combustible bull Extraer el azufre de los gases de escape antes de descargarlos en la atmoacutesfera bull Utilizar meacutetodos maacutes eficientes de combustioacuten bull Usar menor cantidad de combustible consumido o usado por persona bull Reducir la velocidad de crecimiento de la poblacioacuten

Sentildealar las ventajas y desventajas al proponer como solucioacuten a la contaminacioacuten atmosfeacuterica el empleo del automoacutevil eleacutectrico bull Ventajas Disminucioacuten en los niveles de contaminacioacuten atmosfeacuterica bull Desventajas Necesidad de maacutes centrales de energiacutea Depresioacuten econoacutemica en la industria del petroacuteleo Cambios en los automoacuteviles y en la industria automotriz Cambios en las estaciones de servicios Cambios en el disentildeo de las carreteras Modificacioacuten en los impuestos Las bateriacuteas usadas hasta hoy tienen poca autonomiacutea

Unidad III CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA DESECHOS SOacuteLIDOS

Moacutedulo 9 EL CARAacuteCTER DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA

Describir la colocacioacuten de los aacutetomos de hidroacutegeno y oxiacutegeno en la moleacutecula del agua El agua contiene 8 partes de oxiacutegeno por una parte de hidroacutegeno en peso por ejemplo 9 kg de agua contienen 8 kg de oxiacutegeno y 1 kg de hidroacutegeno La composicioacuten del agua y los pesos atoacutemicos del oxiacutegeno y el hidroacutegeno estaacuten expresados en la foacutermula H2O la composicioacuten del agua es O (16) es a H (1 + 1) como 16 es a 2 como 8 es a 1 La suma de estos pesos atoacutemicos 1 + 1 + 16 = 18 es el peso molecular del agua El oxiacutegeno estaacute ligado a los dos hidroacutegenos y la moleacutecula tiene una figura inclinada con un aacutengulo de 105 grados entre las dos ligazones

H H+ +

105degO-

Sentildealar las formas en que se agrupan las moleacuteculas del agua Las cargas negativas (electrones) estaacuten amontonadas en forma maacutes apretada alrededor del aacutetomo de oxiacutegeno que las cargas positivas (protones) esto ocasiona una separacioacuten de las cargas con la parte de la moleacutecula cargada negativamente maacutes cerca de los aacutetomos de oxiacutegeno y de las partes cargadas positivamente mas cerca de los hidroacutegenos Estas cargas eleacutectricas atraen a sus opuestas en otras moleacuteculas de agua con el resultado de que el agua liacutequida consta de agregados de moleacuteculas de H2O ligadas unas a otras como aquiacute se indica

+ = hidroacutegeno- = oxiacutegeno

Describir el comportamiento del agua como solvente eficaz de algunas substancias Las fuerzas eleacutectricas que ligan las moleacuteculas de agua unas a otras pueden servir tambieacuten para ligar moleacuteculas de agua a las substancias extrantildeas por consiguiente el agua es un solvente excepcionalmente bueno especialmente en el caso de substancias que tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas Estas substancias son en forma tiacutepica compuestos inorgaacutenicos tales como los compuestos de elementos metaacutelicos en cambio el agua es un solvente mediocre para substancias cuyas moleacuteculas no tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas son ejemplos de este uacuteltimo las substancias de los hidrocarburos derivados del petroacuteleo tales como la gasolina el aceite mineral y la grasa

Mencionar queacute se entiende por partiacuteculas suspendidas coloidales y materia disuelta Resulta praacutectico clasificar las substancias extrantildeas en el agua seguacuten el volumen de sus partiacuteculas porque es este volumen el

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que con frecuencia condiciona la eficacia de los diversos meacutetodos de purificacioacuten las substancias se clasifican en bull Partiacuteculas suspendidas son las mayores las que tienen diaacutemetro de aproximadamente un microacutemetro son lo bastante grandes para depositarse a velocidades razonables y ser retenidas por los filtros comunes Son tambieacuten lo suficientemente grandes para absorber la luz y hacer que el agua que contaminan se vea turbia y sucia bull Partiacuteculas coloidales son tan pequentildeas que su velocidad de depoacutesito es insignificante y pasan a traveacutes de los agujeros de la mayoriacutea de los medios filtrantes no se les puede eliminar del agua por sedimentacioacuten o filtracioacuten ordinaria El agua que contiene partiacuteculas coloidales se aclara en el trayecto directo de la luz que la ilumina pero se podriacutea ver acaso turbia si se le observa a un aacutengulo recto con respecto al haz lumiacutenico Los colores de las aguas naturales tales como el azul el verde y el rojo de los lagos o mares son debido en gran parte a partiacuteculas coloidales bull La materia disuelta no se deposita no es retenida por los filtros y no enturbia el agua las partiacuteculas de las que dicha materia consta no son mayores de aproximadamente 11000 de microacutemetro de diaacutemetro si son eleacutectricamente neutras se les llama moleacuteculas y si llevan una carga eleacutectrica se les designa iones

El azuacutecar de cantildea (sacarosa) el alcohol de granos (etanol) y el anticongelante ldquopermanenterdquo (glicol de etileno) son substancias que se disuelven en el agua como moleacuteculas eleacutectricamente neutras la sal de mesa (cloruro de sodio) se disuelve como sodio positivo y iones negativos de cloruro

Moacutedulo 10 LA COMPOSICIOacuteN DE LAS AGUAS NATURALES

Clasificar las diferentes impurezas del agua seguacuten su origen y tamantildeo de sus partiacuteculas Origen y naturaleza de las impurezas de las aguas naturales

bull Atmoacutesfera bull suspendidas polvos bull coloidales polvos bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 SO2 O2 N2 bull iones positivos H+ bull iones negativos HCO3- SO4 2-

bull Tierra mineral y piedrasbull suspendidas arena arcillas partiacuteculas de tierra mineral bull coloidales arena bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 bull iones positivos Na+ K2+ Ca2+ Mg2+ Fe2+ Mn2+ bull iones negativos Cl- F- SO42- CO32- HCO3- NO3-

bull Organismos vivos y sus productos de descomposicioacuten suspendidas algas diatomeas bacterias peces tierra orgaacutenica otros organismos coloidales virus materia colorante orgaacutenica tierra orgaacutenica (manto) disueltas

moleacuteculas CO2 O2 N2 H2S CH4 desechos orgaacutenicos iones positivos H+ Na+ NH4+ iones negativos Cl- HCO3 NO3-

Describir el efecto de los microorganismos en el agua El agua contaminada podraacute ser sucia mal oliente corrosiva poco apta para lavar en ella la ropa o desagradable al gusto sin embargo el efecto maacutes perjudicial del agua contaminada para el hombre ha sido ciertamente el de la transmisioacuten de enfermedades La fiebre tifoidea en el Hemisferio Occidental y el coacutelera en el Hemisferio Oriental han sido las causas del mayor nuacutemero de defunciones producidas por el agua otras enfermedades humanas transmitidas al hombre por microorganismos del agua son la disenteriacutea la hepatitis infecciosa y la gastroenteritis es posible que algunas otras enfermedades viacuterales tales como la poliomielitis sean tambieacuten transmitidas por el agua El hombre vive en relacioacuten iacutentima con microorganismos sobre su piel y en su sistema digestivo el total de la poblacioacuten microbiana en un hombre normal es tal vez de 10 millones de millones (1013) en estado de salud los hombres y los microbios viven juntos para beneficio mutuo el excremento de un ser humano sano no es necesariamente un manantial de enfermedades si se dispersa en el agua sin embargo algunas personas sanas viven en armoniacutea con organismos que pueden resultar patoacutegenos para otros Sentildealar las caracteriacutesticas que debe tener el agua para considerarse aceptable para beber

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Se considera que el agua es aceptable para beber si bull Contiene menos de 10 bacterias intestinales por litro bull Si no contiene impurezas quiacutemicas en concentraciones que pueden ser peligrosas para la salud del consumidor o corrosivas con respecto al sistema de conduccioacuten del agua bull Si no presenta un gusto olor color o turbiedad objetables bull Si no procede de un manantial sujeto a contaminacioacuten por aguas negras u otros contaminantes tales como un pozo exactamente cuesta debajo de una fosa seacuteptica

Mencionar la importancia del oxiacutegeno disuelto en el agua La mayoriacutea de la materia orgaacutenica procedente de desechos de alimentos de aguas negras domeacutesticas y de residuos de faacutebricas tales como partiacuteculas de tierra son desintegradas en el agua por bacterias protozoarios y diversos organismos mayores semejantes descomposiciones convierten substancias ricas en energiacutea en substancias pobres en energiacutea mediante reacciones quiacutemicas que utilizan oxiacutegeno Por supuesto estas conversiones tienen lugar tanto en el agua como en la tierra sin embargo la diferencia importante entre estos dos medios es que el oxiacutegeno atmosfeacuterico a disposicioacuten de los animales terrestres es reemplazado en forma relativamente raacutepida por la vida vegetal y en esta forma no se agota En cambio el oxiacutegeno disuelto en las aguas puede agotarse maacutes raacutepidamente de lo que es reemplazado desde la atmoacutesfera y las bacterias los protozoarios los gusanos de lodo y la trucha compiten por el oxiacutegeno cuando los elementos nutritivos son abundantes semejante competencia afecta la distribucioacuten de las formas de vida en el agua cuando la introduccioacuten de una materia nutritiva (basura o desechos industriales orgaacutenicos) altera esta distribucioacuten en una forma que resulta desfavorable para el hombre (por ejemplo de modo que cohiba la trucha y favorezca los protozoarios) la calidad del agua ha de considerarse como deteriorada y los elementos nutritivos antildeadidos son contaminantes

Definir los conceptos de bull Aerobiosis Es cuando un combustible como la madera es quemado en el aire tiene lugar una liberacioacuten de energiacutea y la formacioacuten de las substancias bioacutexido de carbono y agua pobres en energiacutea semejante conversioacuten puede mostrarse mediante la ecuacioacuten de combustioacuten del gas metano (CH4)

CH4 + O2 rarr CO2 + 2H2OLa descomposicioacuten bacteriana no tiene lugar a la temperatura de la llama sin embargo la liberacioacuten total de energiacutea depende solamente de los materiales iniciales y de los productos finales y modelos pasos intermedios la descomposicioacuten bacteriana en presencia del aire se designa como aerobiosis y es el proceso que rinde la mayor energiacutea a partir de un peso dado de elementos nutritivos bull Nitrificacioacuten Es la primera etapa de la accioacuten bacteriana en la desoxigenacioacuten de las aguas contaminadas Cuando el elemento nutritivo esta agotado se puede obtener energiacutea suplementaria mediante la oxigenacioacuten de las sales de amonio proceso que se designa como nitrificacioacuten bull Fermentacioacuten Es cuando el oxiacutegeno molecular se ha agotado en las aguas la accioacuten bacteriana no se detiene en lugar de ello se produce una nueva serie de descomposiciones a traveacutes del proceso llamado anaerobiosis (descomposicioacuten bacteriana en ausencia de oxiacutegeno) La descomposicioacuten anaeroacutebica de los azuacutecares y otros carbohidratos se designa fermentacioacuten bull Putrefaccioacuten Se denomina asiacute al proceso anaeroacutebico de la descomposicioacuten de las proteiacutenas

Moacutedulo 11 DETERGENTES ALGAS Y LA MUERTE DE LAS AGUAS

Explicar el proceso de eutroficacioacuten Las algas son plantas acuaacuteticas se les puede percibir en ocasiones como un lima-verde-azul sobre la superficie del agua inmoacutevil las algas obtienen su energiacutea mediante la fotosiacutentesis (pues son plantas) por lo tanto consumen bioacutexido de carbono (CO2) en presencia de luz solar y liberan oxiacutegeno Al igual que otras plantas las algas necesitan tambieacuten diversos elementos nutritivos inorgaacutenicos tales como compuestos de nitroacutegeno de potasio foacutesforo azufre y hierro si los elementos nutritivos son abundantes las algas se reproducen incesantemente A medida que algunas algas mueren son alimento para las bacterias la descomposicioacuten bacteriana consume oxiacutegeno con los efectos contaminantes consiguientes Semejante sucesioacuten de procesos se traduce en un estado en que el agua por debajo de la superficie de las algas es pobre en oxiacutegeno e incapaz de soportar formas de vida que son uacutetiles para el hombre la perca y la lobina ceden el paso a variedades menos deseadas de animales que se alimentan de basura tales como el siluso sanguijuelas y gusanos De un lado de este estado se dice que es eutroacutefico y el proceso mediante el cual dicho estado es alcanzado se designa eutroficacioacuten cuando esto tiene lugar sin la intervencioacuten del hombre el proceso suele ser lento dura cientos o miles de antildeos y forma parte de la transformacioacuten general del lago en pantano y finalmente en prado

Definir el teacutermino ldquoagua durardquo Agua dura es el agua subterraacutenea que contiene iones metaacutelicos que ocasionan que el jaboacuten sea insoluble en ella y lo privan de su detergencia el agua que no contiene dicho material se denomina ldquoagua blandardquo

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Distinguir como contaminantes industriales del agua a los compuestos de plomo arseacutenico y mercurio La actividad industrial especialmente la produccioacuten de pulpa y papel la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica engendran una gran variedad de productos de desecho que pueden ser descargados en las corrientes de agua de algunos desechos de este tipo se sabe que son venenosos para el hombre en tanto que los efectos de otros son obscuros y para complicar maacutes las cosas algunos de estos desechos reaccionan con el cloro que se utiliza como desinfectante del agua potable El resultado de semejante reaccioacuten a la produccioacuten de compuestos orgaacutenicos clorados que huelen y saben mucho peor que el producto de desecho original Uno de los venenos industriales acarreados por el agua desde la antiguumledad es el plomo su fuente predominante ha sido la tuberiacutea de plomo utilizada anteriormente en las redes de distribucioacuten del agua maacutes recientemente el empleo del rociado de arseniato de plomo ha contaminado aguas superficiales y profundas con plomo con arseacutenico El plomo es un veneno acumulativo e inclusive pequentildeas concentraciones si estaacuten presentes constantemente en el agua potable podraacuten conducir a enfermedades graves o a la muerte El arseacutenico que en algunas ocasiones se encuentra en las aguas naturales que corren a traveacutes de minerales que contienen arseacutenico es tambieacuten un veneno acumulativo El mercurio se ha considerado siempre con fascinacioacuten y alarma es el uacutenico metal liacutequido a temperaturas ordinarias pero a temperaturas maacutes altas puede evaporarse con suficiente rapidez para ser mortal el mercurio en el agua no es un contaminante potencial por lo que no es preocupante que la mitad de la cantidad de mercurio anualmente extraiacutedo sea liberada al medio ambiente estas descargas tienen lugar como efluentes de desecho desde las fabricas productoras o bien como incorporacioacuten de trazas de mercurio en productos a los que no pertenece

Sentildealar en que consiste el fenoacutemeno de corrosioacuten Los aacutecidos corroen (enmohecen oxidan) los metales y los compuestos solubles de metales pueden contaminar el agua por consiguiente el agua que es aacutecida puede contaminarse con elementos metaacutelicos maacutes faacutecilmente de lo que puede hacerlo el agua pura

Explicar a queacute se llama pH La presencia de hidroacutegeno es indispensable para la calidad de la acidez en el agua el hidroacutegeno ha de estar en forma de aacutetomos de hidroacutegeno cargados positivamente que se designan como iones hidroacutegeno (H+) fijados a moleacuteculas de agua El pH se define como la concentracioacuten de iones de hidroacutegeno en una substancia (pH ldquopotencia de hidroacutegenordquo) el valor del pH es el nuacutemero de ceros en el denominador de una frase que expresa la concentracioacuten de iones H+ cuyo numerador es 1 y cuyo denominador es un muacuteltiplo de 10

Definir el teacutermino ldquoaguas negrasrdquo Los desechos transportados por el agua de fuentes tales como hogares hospitales escuelas y edificios comerciales contienen desechos de alimentos excrementos humanos papel jaboacuten detergentes polvo ropa otros residuos diversos y por supuesto microorganismos esta mezcla se designa como aguas negras sanitarias o domeacutesticas

Describir en que consiste la ldquodemanda bioquiacutemica del oxiacutegenordquo Una medida apropiada de la contaminacioacuten del agua por elementos nutritivos orgaacutenicos es la averiguacioacuten de la velocidad a que su materia alimentaria puede consumir oxiacutegeno por descomposicioacuten bacteriana esta velocidad se designa como la demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno (BOD) por supuesto la velocidad de la oxidacioacuten bioquiacutemica depende de la temperatura del medio ambiente de las clases particulares de microorganismos y de los elementos nutritivos presentes Si estos factores son constantes la velocidad de la oxidacioacuten puede expresarse en teacuterminos de la vida media del elemento nutritivo

Moacutedulo 12 DESECHOS SOacuteLIDOS

Describir los meacutetodos de eliminacioacuten de desechos soacutelidos que se emplean con mayor frecuencia Hay dos clases de caminos posibles para los materiales de desecho soacutelidos se les puede volver a la circulacioacuten en alguacuten otro proceso o se van acumulando en alguacuten lugar los meacutetodos de eliminacioacuten pueden clasificarse como bull Eliminacioacuten terrestre se tiran los desechos en un vaciadero al aire libre se comprimen para ahorrar espacio Tambieacuten puede hacerse por un meacutetodo maacutes ventajoso llamado relleno higieacutenico de tierra en el cual cada capa de desecho es recubierta por una capa de tierra arcilla o grava bull Incineracioacuten en este proceso deben de considerarse cuatro factores

1 Combustioacuten del material de desecho la caacutemara en que tiene lugar se designa como horno 2 Eliminacioacuten de las cenizas o ldquoescoriardquo 3 Control de los contaminantes que resultan del proceso de la combustioacuten 4 Analizar si el calor desprendido podraacute ser recuperado

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La incineracioacuten presenta las siguientes ventajas 1 Elimina el problema de la salud inherente a la acumulacioacuten de desperdicios 2 Reduce el volumen de los desechos soacutelidos en aproximadamente 80 y requiere mucho menos tierra para la eliminacioacuten final de residuos 3 Puede tratar una mezcla de basura y cascajo sin separacioacuten previa 4 Puede utilizarse en ella equipo de gran diversidad de tamantildeo 5 Los residuos (escoria) son inertes e inodoros y relativamente faacutecil de manipular

Sin embargo la incineracioacuten tiene el inconveniente exactamente lo mismo que el montoacuten de basura de desperdiciar materias primas bull Recirculacioacuten algunos ejemplos notables de recirculacioacuten son

1 La conversioacuten en abono 2 El derretir (que consiste en cocer desechos animales) para obtener sebo 3 Destruccioacuten destructiva o piroacutelisis un producto se descompone por calentamiento en ausencia de aire 4 La recuperacioacuten industrial cuyo objetivo es el de recircular los materiales de desecho

reconocieacutendolos a los procesos de manufactura

Sentildealar las ventajas y desventajas de la recirculacioacuten bull Ventajas

bull Se emplean substancias de desecho como materia prima bull Recuperacioacuten de elementos valiosos bull Se reduce la contaminacioacuten bull Conserva recursos no renovables bull Alteracioacuten en menor grado del ecosistema de la Tierra

bull Desventajas bull No todas las personas susceptibles de estar afectadas participan en la decisioacuten bull Pueden ocasionar malos olores bull Meacutetodos de control sujetos a interrupciones ocasionales bull Los criterios de compensacioacuten son fijados por la ley y no por ecoacutelogos

Unidad IV EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA EL RUIDO

Moacutedulo 13 EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS

Sentildealar la diferencia entre los crecimientos geomeacutetrico y aritmeacutetico de una poblacioacuten bull Crecimiento geomeacutetrico consisten en que si se tiene una cantidad ldquoxrdquo inicial de poblacioacuten en un antildeo se tendriacutea la poblacioacuten ax y en cada antildeo sucesivo aumentaraacute en potencia de ldquoardquo asiacute en el antildeo 2 la poblacioacuten seraacute a(ax) = a2x en el antildeo 3 seraacute (a)(a)(ax) = a3x (el exponente de ldquoardquo seraacute de acuerdo al antildeo considerado) bull Crecimiento aritmeacutetico este tipo de crecimiento consiste en que teniendo una cantidad inicial ldquoyrdquo inicial en el antildeo 1 se tendriacutea y + a en el antildeo 2 se tendriacutea y + 2a y asiacute sucesivamente es decir la cantidad aumentada cada antildeo es un muacuteltiplo de la cantidad que aumento el primer antildeo

Distinguir los diferentes tipos de curvas esquemaacuteticas de crecimiento Crecimiento aritmeacutetico (curva) y geomeacutetrico (recta)

Curva sigmoide de crecimiento Curva de crecimiento de una poblacioacuten que se extingue

Definir el teacutermino demografiacutea La demografiacutea es la rama de la antropologiacutea que trata del estudio estadiacutestico de las caracteriacutesticas de las poblaciones humanas con referencia al volumen total a la densidad al nuacutemero de muertes a las enfermedades y migraciones etc

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Describir el concepto ldquotasa vitalrdquo Los demoacutegrafos estudian a menudo las tasas vitales esto es el nuacutemero de acontecimientos vitales que le ocurren a una poblacioacuten durante un periacuteodo determinado de tiempo dividido entre el volumen de la poblacioacuten (acontecimientos vitales los nacimientos las muertes los matrimonios y las migraciones)

Moacutedulo 14 PREDICCIOacuteN DEL VOLUMEN FUTURO DE LA POBLACIOacuteN

Definir el teacutermino ldquocohorte de nacimientordquo Los demoacutegrafos definen cohorte de nacimiento como un grupo de personas nacidas en un determinado periacuteodo de tiempo por ejemplo un determinado antildeo

Interpretar las distribuciones esquemaacuteticas de la poblacioacuten relativas a la edad y sexo Para predecir cualquier volumen futuro de la poblacioacuten seriacutea muy uacutetil saber el nuacutemero de varones y mujeres en edad reproductiva el nuacutemero de nintildeos que llegaraacuten pronto a dicha edad y el nuacutemero de personas ancianas una distribucioacuten hipoteacutetica con respecto a la edad y sexo se muestra en la Figura 1 (obseacutervese que la graacutefica muestra que hay el mismo nuacutemero de varones y de mujeres en cada grupo de edad) La Figura 1 representariacutea una poblacioacuten en la que bull Los muchachos y las muchachas nacieran a una frecuencia igual bull Naceriacutea cada antildeo durante un siglo el mismo nuacutemero de personas bull Todo el mundo moririacutea a la edad de 100 antildeos bull Cada persona tendriacutea al nacimiento una probabilidad igual a morir en cada antildeo de su vida En cambio en la poblacioacuten humana real nacen aproximadamente 106 muchachos por cada 100 muchachas ni tampoco es constante durante todo el curso de la vida de un individuo la probabilidad de morir en lugar de ello una proporcioacuten relativamente grande de personas muere siendo muy joacutevenes relativamente pocos mueren entre las edades de 10 y 50 antildeos y la proporcioacuten de personas que mueren cada antildeo despueacutes de los 50 aumenta raacutepidamente Ademaacutes hay una curva pronunciada en la mortalidad en relacioacuten con el sexo las mujeres tienen una mayor probabilidad de sobrevivir de un antildeo al siguiente durante todo el curso de su vida excepto en algunas sociedades durante los antildeos de parto La Figura 2 presenta una distribucioacuten en relacioacuten con la edad y el sexo que refleja con mayor aproximacioacuten estas caracteriacutesticas demograacuteficas ademaacutes de estos fenoacutemenos razonablemente predecibles pueden tener cambios que lo sean menos en efecto el crecimiento de la poblacioacuten se ve afectado por acontecimientos tales como la guerra la escasez los progresos meacutedicos y los cambios en las costumbres sociales

Describir algunos de los factores que afectan el crecimiento de las poblaciones bull Liacutemites de espacios bull Liacutemites de alimento bull Decisiones concretas de las familias y las naciones bull El hambre bull Las enfermedades bull Fuerzas sociales complicadas que se relacionan entre siacute

Moacutedulo 15 CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA

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Sentildealar a la temperatura como contaminante ambiental Los organismos de sangre caliente (mamiacuteferos y aves) tienen la capacidad de regular la temperatura de sus cuerpos a medida que la temperatura ambiental aumente o disminuya no observaacutendose lo mismo en los organismos de sangre friacutea como los peces la industria de la energiacutea eleacutectrica y particularmente las plantas de energiacutea nuclear producen calor sobrante y este calor resulta maacutes praacutectico descargarlo en las aguas corrientes este calor sobrante calentaraacute el agua de riacuteos y estanques modificando las formas de vida y alterando de manera considerable el ecosistema acuaacutetico Dicho calor ocasiona un aumento en el consumo de oxiacutegeno de las especies apreciadas por el hombre (trucha semora sarco perca amarilla etc) y su muerte posterior estas especies cuyos ciclos vitales se desarrollan en aguas friacuteas primero alteran sus ciclos vitales y posteriormente van a su extincioacuten y al reemplazamiento de estas especies uacutetiles para el hombre por otras maacutes rudas pero de menor utilidad (sarco lobina etc)

Describir como en todo proceso donde se realiza un trabajo se produce calor El trabajo y el calor son dos formas de energiacutea por lo que se puede convertir trabajo en calor o calor en trabajo Por ejemplo si tenemos friacuteo frotamos nuestras manos en este caso el trabajo aplicado al frotamiento de las manos se ha transformado en calor otro ejemplo lo constituye un automoacutevil el cual usa un combustible que tiene energiacutea potencial al hacerlo explotar en la caacutemara del pistoacuten el gas caliente resultante se aplicaraacute en mover el pistoacuten y consecuentemente al vehiacuteculo pero en este caso no toda la energiacutea caloriacutefica se aplica para mover el automoacutevil de modo que mucha de dicha energiacutea se pierde en la atmoacutesfera en los gases de escape del motor

Enunciar la primera Ley de la Termodinaacutemica La palabra termodinaacutemica proviene de termo=calor y dinaacutemica=trabajo es pues el estudio del calor para producir trabajo la primera Ley de la Termodinaacutemica dice ldquola energiacutea contenida en el Universo no puede crearse ni destruirse solo se transforma de una forma a otra en energiacuteardquo Esta ley tambieacuten es llamada la ley de ldquono puedes ganarrdquo

Explicar porque no es posible construir una maacutequina de movimiento perpetuo Una maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado es aquella que produciriacutea trabajo indefinidamente mientras que una maacutequina de movimiento perpetuo de segundo grado es aquella que aprovechariacutea la energiacutea contenida en el agua o en el aire enfriaacutendolos para su funcionamiento Ninguna de las dos maacutequinas es susceptible de implementarse la razoacuten es que para la maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado se opone la primera Ley de la Termodinaacutemica (de alguna parte se tiene que proporcionar energiacutea para que efectuacutee su trabajo) la segunda es entendible pero igualmente imposible de fabricar es imposible que el flujo energeacutetico se enfriacutee por debajo de la temperatura del medio ambiente circundante para aprovechar su energiacutea caloriacutefica

Describir la segunda Ley de la Termodinaacutemica Puede definirse esta ley empleando el enunciado negativo que de ella postuloacute Lord Kelvin (1824-1907) ldquoEs imposible por medio de la accioacuten de un material inanimado obtener efecto mecaacutenico de una porcioacuten cualquiera de materia enfriaacutendola por debajo de la temperatura del maacutes friacuteo de los objetos circundantesrdquo otra expresioacuten para la segunda ley de la termodinaacutemica es ldquodos cuerpos en contacto teacutermico acaban alcanzando una temperatura comuacutenrdquo Tambieacuten la ley de ldquono me puedes empatarrdquo

Explicar en que consiste un termomotor Un termomotor es una maacutequina que consume combustibles para producir calor y convertir el calor en trabajo un termomotor se puede hacer trabajar mediante dos procesos a saber bull Habiacutea de ser absorbido calor por las partes accionadas de alguna fuente caliente bull El calor de desecho ha de ser pasado a un depoacutesito externo a una temperatura inferior Para un termomotor la substancia de trabajo suele ser un gas que se dilata para realizar trabajo contra un eacutembolo o la hoja de una turbina el gas se enfriacutea al realizar trabajo pero no puede enfriarse por debajo de la temperatura de aquello que lo rodea por consiguiente hay que adoptar alguna medida para eliminar el desecho de calor de un termomotor En la praacutectica el enfriamiento suele realizarse ya sea haciendo pasar aire por el motor o bien vertiendo agua sobre el mismo en la mayoriacutea de los automoacuteviles el agua circula a traveacutes del motor se enfriacutea al pasar por el radiador y vuelve a circular En las grandes centrales eleacutectricas donde se crea una gran cantidad de calor el elemento refrescante es a menudo un riacuteo un lago o el mar

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Moacutedulo 16 EL RUIDO

Describir la forma de transmisioacuten del sonido a traveacutes del aire El sonido es una forma de energiacutea que es ocasionada por un cuerpo en movimiento este movimiento pone en alguna forma en movimiento el aire el cual hace luego mover alguacuten dispositivo receptor en el oiacutedo esta transferencia de energiacutea sonora a traveacutes del aire tiene lugar en forma de onda

Definir longitud de onda Cuando observamos el agua de un estanque tranquilo tiene una superficie plana si se lanza una piedra se ocasiona una perturbacioacuten la cual se manifiesta en forma de ondas de modo que el nivel seraacute maacutes alto en algunos lugares (crestas) y maacutes bajo en otros (valles o senos) la distancia entre trastornos sucesivos del mismo tipo tal como entre dos crestas vecinas o dos senos sucesivos se designa como longitud de onda

Explicar el significado de onda elaacutestica El sonido se transmite de una forma similar a como viajan las ondas en el agua solo que en vez de manifestarse como crestas y senos la onda de sonido consiste en una sucesioacuten de compresiones y dilataciones que alteran la densidad normal del medio (tal como el aire) en el que se propagan este tipo de onda se designa como onda elaacutestica

Distinguir la diferencia entre sonido y ruido El ruido es un sonido indeseable un sonido intenso se considera ruido la intensidad del sonido se mide en decibeles (dB) y dicha intensidad se calcula con la relacioacuten

Intensidad del sonido endB= fuerzadeunsonido dadofuerzade unsonido justamente perceptible

Sentildealar en que consiste la escala decibel Para medir la intensidad del sonido se podriacutea hacer utilizando la escala de vatios nos encontrariacuteamos con el inconveniente de tener que utilizar nuacutemeros demasiado pequentildeos o demasiado grandes ademaacutes la escala seriacutea poco praacutectica porque no partiriacutea de cero sino de alguacuten nuacutemero que representara el sonido audible maacutes bajo Para obviar estos defectos y simplificar la medicioacuten de intensidad sonora se hace lo siguiente bull Se crea una nueva unidad de medicioacuten de intensidad sonora llamada el decibel deci (que significa diez) o sea una referencia a la base de los logaritmos comunes y bel (de Alexander Graham Bell) y la definimos en teacuterminos de la razoacuten de la intensidad de un sonido con respecto a otro bull Establecemos que el sonido maacutes bajo perceptible para el oiacutedo tendraacute el valor de cero decibeles (dB) y constituiraacute el punto de partida de nuestra escala de medicioacuten del sonido bull Nos servimos de los logaritmos de las razones de los sonidos de intensidades distintas para expresar los grados de intensidad sonora El logaritmo de un nuacutemero ldquode base 10rdquo es sencillamente el nuacutemero de veces que 10 es multiplicado por siacute mismo para dar el nuacutemero en cuestioacuten si el nuacutemero es muacuteltiplo de 10 el logaritmo es el nuacutemero de ceros que contenga

Log10 100 = 2 Log10 1000000 = 6 Log10 1 = 0

Describir algunos efectos nocivos del ruidobull Obstaacuteculo para la comunicacioacuten en teacuterminos generales el ruido nos distrae de los sonidos que deseamos o debemos escuchar bull Peacuterdida del oiacutedo la exposicioacuten prolongada al ruido fuerte puede ocasionar la perdida paulatina del oiacutedo son varios los efectos del ruido que pueden ocasionar la peacuterdida del oiacutedo como la intensidad (80 dB o maacutes provocan peacuterdida permanente del oiacutedo) la frecuencia (en ruido a 200 ciclos por segundo y con una intensidad de 95 dB reduciraacute la capacidad auditiva) bull Otros efectos sobre la salud y la conducta como reacciones de ansiedad tensioacuten y en casos extremos miedo cambios hormonales que ocasionan aumento en el latido cardiaco contraccioacuten de los vasos sanguiacuteneos espasmos digestivos dilatacioacuten de las pupilas etc

Mencionar algunas formas de controlar el ruido 1 Reduccioacuten del manantial 2 Interrupcioacuten de la viacutea 3 Proteccioacuten del receptor

Definir que es el nuacutemero Mach Las velocidades supersoacutenicas suelen medirse en nuacutemeros Mach

NuacutemeroMach= velocidad del objetovelocidad del sonido

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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Moacutedulo 3 ECOSISTEMA AGRIacuteCOLA

Enunciar el significado de ecosistema agriacutecola Al evolucionar el hombre a partir de sus antecesores simiescos empezoacute comiendo carne y diversos productos vegetales seguacuten lo que lograba conseguir de un diacutea a otro cazaba y llevaba su alimento a su cueva o era cazado y llevado a la cueva de alguacuten otro depredador competiacutea con otros herbiacutevoros por alimentos vegetales y la vida resultaba muy dura durante las sequiacuteas las inundaciones y las pestilencias El medio ambiente de la tierra no resultaba apreciablemente alterado por la existencia del hombre primitivo las razones de esto eran dos primero la tecnologiacutea primitiva del hombre era muy limitada mdashsus utensilios de piedra y madera para cavar y cazar podiacutean competir sin duda con el colmillo del mamut o la zarpa del tigre pero no eran ciertamente muy superioresmdash en segundo lugar la poblacioacuten esparcida para poder afectar al medio ambiente en grado significativo algunoSin embargo la carrera entre la evolucioacuten social y la evolucioacuten bioloacutegica no constituye en modo alguno una contienda y una vez que el hombre adquirioacute su capacidad de crear alguna tecnologiacutea (si deseaba una hacha de piedra) y de transmitir su conocimiento de generacioacuten en generacioacuten una invencioacuten fue sucediendo a otra y su predominio sobre sus competidores se fue afianzando sus eacutexitos se hicieron maacutes numerosos su poblacioacuten aumentaba y sus capacidades mejoradas se reforzaron mutuamente y finalmente los efectos combinados de estas circunstancias empezaron a alterar la Tierra en forma apreciable El primer invento importante con respecto a la alteracioacuten de la tierra fue la agricultura (cultivo de cosechas y criacutea de ganado) el sistema naturalmente estable es autosuficiente y no necesita intercambiar materia alguna ya sea daacutendola o tomaacutendola con el exterior El consumo y la produccioacuten de elementos nutritivos recorren el ciclo alimentario inconstantemente sin peacuterdida ni ganancia alguna Un ecosistema asiacute podriacutea ser una regioacuten aislada como un valle rodeado por la agricultura es un invento teacutecnico En efecto la agricultura capacitoacute al hombre para obtener alimentos de la tierra en forma mucho maacutes eficaz de lo que jamaacutes hubiera sido el caso colectando o cazando y auacuten en formas tan eficientes que a una superficie determinada de tierra se le podriacutea alimentar a maacutes gente que soacutelo a los cultivadores o pastores que la cuidaban Lograron abandonar el campo y congregarse en ciudades donde pudieron dedicarse a actividades distintas de la recoleccioacuten de alimentos tales como las artes y la tecnologiacutea incluido el desarrollo proseguido de elementos para mejorar la agricultura pero es el caso que los individuos que viven en la ciudad estaacute fuera del sistema productor de alimentos son un drenaje Semejante drenaje irrumpe el ciclo de los alimentos y producen un desequilibrio ecoloacutegico y cuanto maacutes eficiente se hace la teacutecnica productora de alimentos tanto peor resulta el trastorno ecoloacutegico por supuesto el hombre ha comprendido que su alternativa consiste en fertilizar la tierra o acabar yeacutendose a otro sitio en algunas regiones el hombre ha tenido mucho eacutexito en la tarea de conservar feacutertil la tierra de cultivo

Relatar los casos de la destruccioacuten agriacutecola en la India la Cuenca del Polvo en EUA y la Presa de Asuaacuten en Egipto bull India Es bien sabido que la agricultura de la India no puede seguir por completo el paso de las necesidades de su poblacioacuten y que por consiguiente la escasez no esta sino a unas cuantas estaciones secas de distancia pero se sabe menos que aproximadamente las dos terceras partes de la tierra de cultivo ha sido parcial o totalmente destruida por la erosioacuten o por agotamiento del suelo causado por el hombre En efecto la regioacuten alrededor del Sind cerca de la desembocadura del Riacuteo Indo es tiacutepica de una tierra de cultivo destruida con excepcioacuten de unas cuantas extensiones Sind es ahora una regioacuten esteacuteril aacuterida y medio deseacutertica pero sin embargo las excavaciones arqueoloacutegicas han puesto al descubierto las ruinas de una civilizacioacuten avanzada que cultivaba alliacute la tierra hace 4000 antildeosAdemaacutes los foacutesiles de animales nativos de la regioacuten muestra que viviacutean alliacute elefantes buacutefalos acuaacuteticos tigres osos venados loros lobos y otros habitantes similares a los de los bosques Los colonizadores primitivos construyeron templos de ladrillo no cabe duda que alimentaban el fuego con lentildea y la lentildea hubo de provenir de los bosques de las regiones vecinas que ahora son desierto Los detalles de la transformacioacuten de bosques en desiertos son conjeturas porque no existen datos meteoroloacutegicos consignados de estos 400 antildeos probablemente el cambio de clima que destruyoacute la tierra de Sind (de bosque a estepa tropical) fue ocasionado por deforestacioacuten el hombre destruyoacute el bosque para cultivar alimentos que satisfacen sus necesidades es el caso sin embargo que la devastacioacuten del bosque de Sind acaboacute destruyendo la tierra y la tierra muerta no produce alimento en absoluto Actualmente en la India el pastoreo excesivo destruye el manto del suelo los pastores alimentan a las cabras cortando los aacuterboles los aacuterboles se mueren y a la tierra se la lleva el viento El Valle del Tigris y el Eufrates ldquola cuna de la civilizacioacutenrdquo dio origen a grandes civilizaciones Sabemos que sistemas muy complicados de letras matemaacuteticas derecho y astronomiacutea se originaron en dicha regioacuten obviamente los hombres teniacutean alliacute tiempo para instruirse y practicar la filosofiacutea podemos inferir que el abastecimiento en alimento hubo de ser apropiado Hoy en cambio una gran parte de dicha regioacuten es aacuterida

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medio deseacutertica desolada y estaacute gravemente erosionada los arqueoacutelogos ponen al descubierto mediante excavaciones antiguos canales de riego antiguos azadones y muelas harineras en medio del desierto Una parte de la explicacioacuten deriva de la fuente de los grandes riacuteos en las mesetas Se trataron los bosques para dedicar la tierra a pasto y al cultivo de vintildeedo y del trigo pero el caso es que la tierra de cultivo del hombre es incapaz sobre todo si estaacute mal administrada de retener tan bien el suelo y la humedad antildeo tras antildeo como los bosques o las tierras de pasto naturales Como resultado los grandes torrentes ocasionados por las lluvias primaverales o el derretir de la nieve en las montantildeas tendieron maacutes bien a precipitarse cuesta abajo que a filtrarse en el suelo estas aguas incontroladas se convirtieron en inundaciones primaverales A tiacutetulo de medida preventiva se excavaron canales en el valle para desaguar los campos en primavera y regarlos durante el verano y el otontildeo pero es el caso que la agricultura floreciente excitaba la codicia de los vecinos y una guerra tras otra asolaron la regioacuten Decenas de miles de soldados la invadieron comieron los alimentos mataron esclavizaron y expulsaron a la poblacioacuten rural el resultado fue que los canales y las tierras de cultivo fueron abandonados los canales descuidados se convirtieron en pantanos los pantanos redujeron el caudal de los riacuteos y los riacuteos reducidos ya no podiacutean seguir utilizaacutendose para regar otras partes de la regioacuten la capa freaacutetica bajoacute y los rendimientos son menores actualmente que hace 4000 antildeosbull Africa del norte La antigua Caacutertago fue fundada en las orillas del Mediterraacuteneo en Africa del Norte en medio de una tierra de pasto seco pero feacutertil los granos produciacutean en abundancia actualmente una gran extensioacuten de dicha regioacuten se ha convertido en parte del desierto del Saacutehara y de hecho una gran parte de este desierto es un producto del arado y el cultivo excesivo de la tierra feacutertil conducentes al agotamiento de la cantidad de humedad disponible bull Estados Unidos Los primeros colonos europeos encontraron millones de hectaacutereas de tierra virgen en Ameacuterica La costa oriental a donde llegaron primero era boscosa y la tarea de desmontar la tierra arrancar troncones y establecer cultivos fue ardua En Nueva Inglaterra los prolongados inviernos y las laderas rocosas de las montantildeas contribuiacutean a hacer el cultivo maacutes difiacutecil era natural que los colonos fueran atraiacutedos hacia el Oeste porque alliacute maacutes allaacute del Mississipi habiacutea extensiones de praderas hasta perderse de vista Un manto de tierra rico profundo y sin piedras y grandes extensiones sin aacuterboles prometiacutean un arado un sembrado y una recoleccioacuten faacutecil En 1889 fue abierto el territorio de Oklahoma al establecimiento regular a las pocas semanas la poblacioacuten blanca subioacute alliacute a 60 mil habitantes para 1900 eran ya 390 mil que viviacutean de la riqueza del suelo En 1924 una espesa nube de polvo sobrevoloacute la ciudad de Nueva York y se perdioacute en el Oceacuteano Atlaacutentico este polvo habiacutea sido el manto de tierra de Oklahoma lsquoEl Cuento del polvo de Oklahomarsquo

Moacutedulo 4 PESTICIDAS

Enunciar las principales caracteriacutesticas de los hidrocarburos clorados A fines de los antildeos treintas y principios de los cuarentas fue sintetizado en diversos laboratorios un nuevo grupo de pesticidas estos compuestos no se dan en estado natural debido a que contienen carbono hidroacutegeno y cloro se les designa como ldquohidrocarburos cloradosrdquo Constituyen ahora una clase de compuestos quiacutemicos reconocidos a algunos se les conoce corrientemente por sus nombres comerciales como DDT aldrina clordano dreldrina endrina y heptadoro estos pesticidas fueron inicialmente celebrados como uno de los grandes descubrimientos del siglo XX sus principales caracteriacutesticas son

Son faacuteciles de elaborar Son baratos Constituyen venenos muy eficaces

Sin embargo se dan contra los hidrocarburos clorados tres argumentos principales 1 Son venenos universales 2 Se degradan lentamente 3 Son solubles en grasa

Sentildealar la importancia que tiene para el medio ecoloacutegico el que algunos materiales sean biodegradables La mayoriacutea de los compuestos quiacutemicos que se encuentran en estado natural son biodegradables lo cual quiere decir que son degradables (desintegrables) por alguna forma de vida la biodegradabilidad es un fenoacutemeno que se ha desarrollado con la evolucioacuten de las especies Si hay energiacutea o materias primas susceptibles de ser liberadas por medio de la desintegracioacuten de la moleacutecula de un compuesto entonces se ha desarrollado alguacuten organismo adaptado al nicho correspondiente y capaz de servirse de dicho compuesto Sin embargo muchos nuevos compuestos han sido sintetizados por los quiacutemicos en antildeos recientes soacutelo algunos de estos son lo bastante semejantes a los compuestos que se encuentran en estado natural para ser biodegradables

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Los hidrocarburos clorados se descomponen lentamente en la naturaleza y muchos tienen una media vida de descomposicioacuten de 10 a 15 antildeos el resultado es que estos venenos existen un tiempo suficiente para producir efectos nocivos

Definir el concepto de pesticida Pesticida es un producto quiacutemico destinado a luchar contra los paraacutesitos animales y vegetales de los cultivos

Explicar en que consiste una mutacioacuten Un problema con los pesticidas es que tienden a hacerse menos eficaces despueacutes de algunos antildeos de uso por supuesto la composicioacuten del pesticida sigue siendo la misma pero su empleo tiende a traducirse en el desarrollo en las plagas de una poblacioacuten inmune Tal parece como si el pesticida hubiera perdido su fuerza Este deterioro gradual de la accioacuten de los pesticidas requiere el empleo de cantidades de pesticidas cada vez mayores para conseguir el mismo efecto para comprender la razoacuten de este fenoacutemeno se necesita considerar el caraacutecter de la adaptacioacuten geneacuteticaLa quiacutemica de las plantas y los animales cambia de cuando en cuando como resultado de alteraciones accidentales al azar ndashinvitaciones- de sus ceacutelulas reproductoras el mutante tiene buenas probabilidades de supervivencia si su mutacioacuten particular lo protege contra un medio ambiente hostil Este mecanismo de mutacioacuten al azar ha permitido a los insectos adaptarse a su medio ambiente durante millones de antildeos y es este proceso el que protege a los insectos de los pesticidas

Unidad II DESECHOS RADIACTIVOS CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Moacutedulo 5 DESECHOS RADIACTIVOS

Definir los siguientes teacuterminos bull Nuacutecleo atoacutemico es donde se encuentra concentrada toda la masa de un aacutetomo Contiene los protones y los neutrones y por consiguiente toda la carga positiva y praacutecticamente toda la masa bull Nuacutemero atoacutemico indica cuaacutel es el nuacutemero de protones en el nuacutecleo de un aacutetomo es decir la carga nuclear (carga positiva) bull Nuacutemero de masa indica la cantidad de protones en el nuacutecleo maacutes el nuacutemero de neutrones en el mismo bull Isoacutetopo un determinado elemento puede tener maacutes de un nuacutemero de masa los aacutetomos del mismo elemento (esto es los aacutetomos del mismo nuacutemero atoacutemico) que tienen nuacutemeros de masas diferentes se designan como isoacutetopos Asiacute por ejemplo 12C y 14C son isoacutetopos de carbono los dos tienen seis protones nucleares Son isoacutetopos porque tienen diferente nuacutemero de masa

Enunciar el concepto de elemento quiacutemico Es una substancia que consta de aacutetomos del mismo nuacutemero atoacutemico se considera que los elementos son clases de materias primas quiacutemicas iacutentimas todas las substancias estaacuten compuestas de elementos cada elemento tiene un nombre comuacuten y estaacute representado por una o dos letras Se encuentran 88 elementos en estado natural sobre la tierra Estos elementos estaacuten numerados del 1 al 92 (faltando los nuacutemeros 43 51 85 y 87) o sea los cuatro elementos faltantes juntamente con 12 maacutes por encima de los 92 que han sido hechos por el hombre de modo que el nuacutemero total ahora conocido es de 104

Explicar en que consiste la radiactividad Algunos nuacutecleos atoacutemicos son inestables se les designa como radioisoacutetopos y de las substancias en que existen se dice que son radiactivas algunos de estos nuacutecleos inestables se encuentran sobre la tierra en estado natural en tanto que otros han sido elaborados por el hombre Un ejemplo de radioisoacutetopo que se encuentra en estado natural es el radio 226 (226Ra) La radiactividad natural fue descubierta accidentalmente en 1896 cuando el franceacutes Henry Becquerel encontroacute que los minerales de uranio emiten una radiacioacuten algo parecida a la de los rayos X (llamados rayos Gamma) maacutes adelante se averiguoacute que la emisioacuten estaba almacenada en alguna forma en los nuacutecleos atoacutemicos mismos se encontroacute que las emisiones constaban de partiacuteculas eleacutectricamente positivas (partiacuteculas alfa nuacutecleos de Helio) de partiacuteculas eleacutectricamente negativas (rayos beta electrones) y de rayos eleacutectricamente neutros (rayos gamma parecidos a los rayos X) Cuando se descompone un radioisoacutetopo queda atraacutes un nuevo aacutetomo en algunos casos el aacutetomo subsistente es estable (no radiactivo) en tanto que en otros casos es radiactivo (inestable) Por ejemplo el nuacutecleo de radio 226 se descompone para producir una partiacutecula alfa y un nuevo elemento el radoacuten 222 que es un gas radiactivo

226Ra rarr partiacutecula alfa + 222Rn

Sentildealar las influencias nocivas que presenta la absorcioacuten indiscriminada de isoacutetopos radiactivos por un organismo vivo La alta energiacutea que acompantildea la radiactividad produce cambios quiacutemicos estos cambios

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incluyen alteraciones de las ceacutelulas vivas y son praacutecticamente siempre nocivos las dosis grandes pueden ser fatales para el hombre La vida sobre la tierra ha evolucionado en presencia del nivel natural de radiacioacuten de fondo esta radiacioacuten puede ser tan perniciosa como la de las fuentes artificiales sin embargo su nivel es bajo y la vida sobre la tierra se ajusta a las mutaciones que causa los pocos organismos dantildeados por esta radiacioacuten no sobreviven a la competencia con los que no han sido dantildeados y por consiguiente mueren Por supuesto los organismos maacutes raros todaviacutea a la mutacioacuten mejoran sobreviven preferentemente este proceso selectivo constituye la evolucioacuten cuando los organismos no aceptan las mutaciones pueden conducir a la extincioacuten de la especie La radiacioacuten puede afectar cualquier parte del organismo humano perjudica la sangre destruyendo leucocitos mediante lesioacuten de la meacutedula oacutesea el bazo y los noacutedulos linfaacuteticos otros efectos especiacuteficos susceptibles de ser producidos por grandes dosis de radiacioacuten son los tumores pulmonares caacutencer de la piel dantildeo en los huesos esterilidad y cataratas La cantidad maacutes pequentildea de radiacioacuten una partiacutecula puede dantildear el nuacutecleo de una ceacutelula individual una ceacutelula dantildeada o una de sus descendientes puede convertirse en cancerosa si una ceacutelula germen es alterada la lesioacuten geneacutetica resultante puede transmitirse a las generaciones futuras

Definir el concepto de vida media Vida media o semivida es el tiempo en el cual una substancia radiactiva se reduce a la mitad por ejemplo un kilogramo de substancia radiactiva con una vida media de 10 antildeos dentro de 10 antildeos se reduciraacute a 500 gramos

Describir el proceso de desintegracioacuten radiactiva El concepto de vida media se aplica a los radiosioacutetopos Ejemplo Un nuacutecleo de un aacutetomo de iacutendice 226Ra tiene 50 probabilidades contra 50 de sobrevivir en un intervalo determinado de 1600 antildeos esto significa que la vida media de 226Ra es de 1600 antildeos por consiguiente si se coloca 1 gr de 226Ra en un recipiente en 1971 solo quedariacutea medio gramo despueacutes de 1600 antildeos (en el antildeo 3571) y uacutenicamente un cuarto de gramo despueacutes de otros 1600 antildeos (en el antildeo 5171) y asiacute sucesivamente este proceso se designa como desintegracioacuten radiactiva

Moacutedulo 6 PUNTOS DE VISTA OPUESTOS EN RELACIOacuteN CON LA ENERGIacuteA NUCLEAR

Describir el funcionamiento de las partes principales de un reactor nuclear Ecuaciones fundamentales de fisioacuten nuclear

(rara)235U + 1 neutroacuten rarr productos de fisioacuten + 2 a 3 neutrones + energiacutea

y 238U + 1 neutroacuten rarr plutonio 239 oacute 239Pu larr fuente de nuevo producto fisionante 239Pu + 1 neutroacuten rarr productos de fisioacuten + 2 a 3 neutrones + energiacutea

El reactor nuclear que produce energiacutea necesita lo siguiente bull Un medio de controlar los neutrones el control del nuacutemero de neutrones se efectuacutea por medio de barras absorbentes de neutrones que contienen cobalto o boro y que pueden introducirse maacutes o menos profundamente en el reactor el control de la energiacutea de los neutrones que influye sobre la velocidad de las reacciones que experimentan es efectuado por un ldquomoderadorrdquo esto es una substancia que hace los neutrones maacutes lentos pero sin absorberlos El moderador utilizado en el primer reactor experimental fue el grafito esto es una forma de carbono en tanto que los reactores actuales utilizan el agua bull Una manera de extraer la energiacutea caloriacutefica producida la energiacutea obtenida en los procesos del reactor ha de transferirse a un liacutequido circulante por ejemplo a metal sodio fundido el calor de este liacutequido se utiliza para convertir el agua en vapor (en un transformador de calor o condensador) que impulsa turbinas para producir electricidad bull Un medio de contener y eliminar los desechos son los cartuchos de uranio revestidos de acero inoxidable Una vez que se han acumulado impurezas la reaccioacuten en cadena maacutes lenta se ha convertido en desechos los cuales estaacuten maacutes concentrados maacutes radiactivos por consiguiente maacutes peligrosos El uranio se vuelve a tratar (se enriquece) y los desechos han de eliminarse apropiadamente Primero hay que esperar a que los desechos se enfriacuteen y de alguna manera convertirse a una forma soacutelida la cual se pueda manipular maacutes faacutecilmente el paso final que se considera actualmente como el mejor para la eliminacioacuten uacuteltima consiste en colocar los desechos enfriados concentrados y solidificados en una mina de sal o cueva de sal abandonada de las que se espera que permaneceraacuten secas y sin trastornos por miles de antildeos hasta que el material radiactivo se degrade completamente Un procedimiento alternativo posible consiste en producir una especie de cemento que incorpore la materia de desecho radiactivo este ldquocemento calienterdquo se inyecta luego en grietas subterraacuteneas de roca bioloacutegicamente estable en donde se endurece y se convierte en parte de la estructura soacutelida de la corteza de la Tierra bull Un conjunto general de procedimientos de seguridad para protegerse contra las liberaciones accidentales de material radiactivo

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Describir los meacutetodos de seguridad que se emplean en las plantas de energiacutea nuclear Este procedimiento incluye factores como bull Uso de una triple capa de defensa la cual hace todo accidente grave casi inconcebible bull El combustible nuclear no es uranio puro sino una forma ceraacutemica de bioacutexido de uranio el cual es mucho maacutes capaz de retener los productos de la fisioacuten bull El empleo de agua ordinaria como refrigerante y moderador de neutrones proporciona tambieacuten una proteccioacuten automaacutetica bull El uso de dos sistemas de refrigeracioacuten independientes por si el principal fallara bull El empleo de sistemas automatizados alejados de fallas humanas bull Uso de una barrera de contencioacuten reforzada con concreto que protege al reactor y a los generadores de vapor disentildeada para resistir terremotos y huracanes

Analizar el caso de la presencia del estroncio radiactivo en la leche El estroncio 90 (90Sr) es un producto de desecho de la fisioacuten radiactiva con una vida media de aproximadamente 27 antildeos es uno de los componentes de la ldquoprecipitacioacuten radiactivardquo o sea la mezcla de los desechos radiactivos liberados por los procesos nucleares hacia la atmoacutesfera y que gradualmente se depositan sobre la superficie de la tierra juntamente con otros polvos diversos El estroncio (cualquier isoacutetopo de estroncio radiactivo o no) es quiacutemicamente similar al calcio que constituye un elemento importante en los huesos de los animales en los mamiacuteferos el calcio es transmitido a las criacuteas por la leche de la madre asiacute pues la leche es una fuente importante de calcio los herbiacutevoros como las vacas obtienen su calcio de la materia vegetal de sus alimentos si una vaca pasta en una zona contaminada por la lluvia radiactiva el 90Sr se transportaraacute juntamente con el calcio y se acumularaacute en los huesos de la vaca y en su leche este proceso orgaacutenico concentra el 90Sr y habraacute mucho maacutes en 1 gr de leche que en un gramo de hierba La leche de vaca es utilizada como alimento por los humanos especialmente por los nintildeos de modo que tienen probabilidades de ingerir relativamente grandes cantidades de 90Sr las madres que amamantan a sus bebeacutes concentran 90Sr en la leche y consecuentemente el bebeacute lactante ingeriraacute este radiosioacutetopo en el pecho de su madre

Moacutedulo 7 CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Sentildealar la importancia del aire para la vida El aire es indispensable para la vida sobre la Tierra la adicioacuten de materia indeseable transportada por el aire (como el humo) cambia la composicioacuten de la atmoacutesfera de la Tierra perjudicando posiblemente la vida y alterando materiales designamos este fenoacutemeno atmosfeacuterico como lsquocontaminacioacuten del airersquo

Definir el significado de ldquouna parte por milloacutenrdquo Una manera de expresar la concentracioacuten de gases y partiacuteculas en el aire la cual es la cantidad de la substancia en un volumen determinado de espacio dado o en una cantidad dada de otra materia en razones o voluacutemenes es la denominada partes por milloacuten (ppm) 1 ppm significa ldquouna parte por milloacutenrdquo o un volumen de la substancia contaminante en un milloacuten de voluacutemenes de aire contaminado por ejemplo si hay 1 ppm en el aire de SO2 significa que existe una moleacutecula de SO2

entre un milloacuten de moleacuteculas de aire

Establecer la diferencia entre aire puro y aire contaminado El aire puro es una mezcla de gases 78 de nitroacutegeno (N) 21 de oxiacutegeno (O) 93 de gases inertes (argoacuten kriptoacuten etc) metano (CH4) hidroacutegeno (H) y una cantidad variable de vapor de agua ademaacutes de bioacutexido de carbono (CO2) El aire estaraacute contaminado si variacutea en los porcentajes indicados o si contiene otras partiacuteculas diferentes a las que se mencionan en la composicioacuten descrita

Nombrar algunos contaminantes naturales del aire bull1 Oacutexidos de nitroacutegeno (en su mayor parte N2O) 05 ppm y NO2 (002 ppm) producidos ambos por la radiacioacuten solar y por los rayos bull1 Ozono (O2) producido tambieacuten por la radiacioacuten solar y por los rayos

Explicar la diferencia entre contaminante primario y contaminante secundario del aire bull Contaminante primario es aquel que se produce mediante alguacuten proceso o reaccioacuten por ejemplo al quemar azufre o combustibles que lo contienen se produce bioacutexido de azufre (SO2) seguacuten la reaccioacuten S + O2 rarr SO2 bull Contaminante secundario es aquel que se produce en la atmoacutesfera a partir de un contaminante primario por ejemplo el trioacutexido de azufre (SO3) se produce en la atmoacutesfera por la oxidacioacuten del SO2 bajo la influencia de la luz solar seguacuten la reaccioacuten 2SO2 + O2 rarr 2SO3

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Mencionar algunos contaminantes gaseosos del aire bull Oacutexidos de carbono bioacutexido de carbono (SO2) bull Compuestos que contienen carbono e hidroacutegeno (hidrocarburos) carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno (oxigenados) bull Compuestos que contienen azufre bioacutexido de azufre (SO2) trioacutexido de azufre (SO3) sulfuro de hidroacutegeno (H2S) bull Compuestos que contienen nitroacutegeno oacutexido de nitroacutegeno (NO) bioacutexido de nitroacutegeno (NO2) bull Ozono (O3) y oxidantes bull Fluoruro de hidroacutegeno (HF)

Nombrar algunas partiacuteculas contaminantes del aire bull Partiacuteculas viables (capaces de vivir) granos de polen bacterias hongos mohos o esporas insectos partes de insectos bull Partiacuteculas no viables arena partiacuteculas de tierra gotitas de salados polvo volcaacutenico partiacuteculas extraterrestres (naturales) bull Partiacuteculas producidas por actividades humanas bullbullOrgaacutenicas humo proveniente de la combustioacuten de carboacuten petroacuteleo madera y basura polvos insecticidas partiacuteculas orgaacutenicas liberadas por la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica bullbullInorgaacutenica partiacuteculas provenientes de las actividades metaluacutergicas de la industria productora de mineral no metaacutelico de la manufactura quiacutemica inorgaacutenica y del plomo utilizado en la gasolina

Moacutedulo 8 EFECTOS DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Describir el funcionamiento de un filtro de bolsa La materia en partiacuteculas se deja retener en medios porosos (filtros) que dejan pasar el gas tales separaciones son posibles porque las partiacuteculas son mucho maacutes grandes que las moleacuteculas de gas Para tratar grandes corrientes de gas los filtros son a menudo en forma de bolsas ciliacutendricas parecidas a calcetines gigantes de las que la materia en partiacuteculas recogida se vaciacutea perioacutedicamente por sacudida

Describir el funcionamiento de un colector de cicloacuten Maacutes importante que la velocidad de depoacutesito de las partiacuteculas grandes es el hecho de que las partiacuteculas maacutes pesadas poseen maacutes inercia por consiguiente si una corriente de gas que contiene contaminantes en partiacuteculas se hace girar en remolino las partiacuteculas podraacuten ser expulsadas a lugares de donde se les pueda eliminar coacutemodamente un dispositivo de esta clase es el llamado cicloacuten

Describir el funcionamiento de un precipitador electrostaacutetico Las partiacuteculas pueden tambieacuten estar cargadas eleacutectricamente y una superficie colectora que lleve una carga de signo contrario los atraeraacute dispositivos de esta clase llamados precipitadores electrostaacuteticos se utilizan en gran escala sobre todo para reducir el humo de las plantas de energiacutea que queman combustibles foacutesiles

Describir el funcionamiento de un depurador Los gases contaminantes no pueden recogerse faacutecilmente por medios mecaacutenicos porque sus moleacuteculas no son lo bastante maacutes grandes o maacutes pesadas que las del aire sin embargo algunos gases contaminantes podraacuten ser maacutes solubles en un liacutequido determinado (por regla general el agua) de lo que es el aire se les podraacute recoger por un proceso que los lleve a un contacto iacutentimo con el liacutequido Los aparatos que realizan semejante separacioacuten se designan depuradores Los medios de establecer contacto entre el gas y el liacutequido incluyen el rociado del liacutequido en el gas y el burbujeo del gas a traveacutes del liacutequido el amoniaco (NH3) constituye un ejemplo de gas soluble en agua que se deja extraer de una corriente de aire

Establecer la diferencia entre ldquoadsorcioacutenrdquo y ldquoabsorcioacutenrdquo ldquoAdsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en la superficie de alguacuten material mientras que ldquoabsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en el interior de un material

Explicar en que consiste el control de los contaminantes por conversioacuten La conversioacuten maacutes importante de los contaminantes es la oxidacioacuten en el aire la oxidacioacuten se aplica las maacutes de las veces a los gases y vapores contaminantes orgaacutenicos y rara vez a la materia en partiacuteculas cuando las substancias orgaacutenicas que soacutelo contienen carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno se oxidan por completo los uacutenicos productos son bioacutexido de carbono y agua inofensivos ambos sin embargo el proceso es a menudo muy dispendioso porque se requiere utilizar una cantidad de energiacutea considerable para mantener la totalidad de la corriente de gas suficientemente caliente (700degC aprox) para que tenga lugar la oxidacioacuten completa Si el contaminante esta suficientemente concentrado su propio valor de combustible podraacute proporcionar acaso una gran parte de esta energiacutea ademaacutes la temperatura necesaria para la combustioacuten podraacute reducirse

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utilizando un catalizador Hay cierto nuacutemero de conversiones quiacutemicas de contaminantes posibles aparte de la combustioacuten en el aire estos comprenden la neutralizacioacuten quiacutemica de un aacutecido o una base y la oxidacioacuten de contaminantes por agentes distintos del aire

Describir algunos meacutetodos de control de contaminacioacuten del aire por compuestos de azufre Quemamos carboacuten petroacuteleo o gas natural que contienen azufre para producir calor y energiacutea el azufre contenido en el combustible se oxida en SO2 y contamina el aire se dejan concebir los siguientes meacutetodos de control bull Cambiar a otras fuentes de energiacutea energiacutea hidroeleacutectrica energiacutea nuclear o energiacutea solar a tiacutetulo de solucioacuten parcial se podriacutea cambiar a combustibles de contenido menor de azufre bull Extraer el azufre antes de quemarlo lo que traeriacutea aumento en el costo del combustible bull Extraer el azufre de los gases de escape antes de descargarlos en la atmoacutesfera bull Utilizar meacutetodos maacutes eficientes de combustioacuten bull Usar menor cantidad de combustible consumido o usado por persona bull Reducir la velocidad de crecimiento de la poblacioacuten

Sentildealar las ventajas y desventajas al proponer como solucioacuten a la contaminacioacuten atmosfeacuterica el empleo del automoacutevil eleacutectrico bull Ventajas Disminucioacuten en los niveles de contaminacioacuten atmosfeacuterica bull Desventajas Necesidad de maacutes centrales de energiacutea Depresioacuten econoacutemica en la industria del petroacuteleo Cambios en los automoacuteviles y en la industria automotriz Cambios en las estaciones de servicios Cambios en el disentildeo de las carreteras Modificacioacuten en los impuestos Las bateriacuteas usadas hasta hoy tienen poca autonomiacutea

Unidad III CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA DESECHOS SOacuteLIDOS

Moacutedulo 9 EL CARAacuteCTER DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA

Describir la colocacioacuten de los aacutetomos de hidroacutegeno y oxiacutegeno en la moleacutecula del agua El agua contiene 8 partes de oxiacutegeno por una parte de hidroacutegeno en peso por ejemplo 9 kg de agua contienen 8 kg de oxiacutegeno y 1 kg de hidroacutegeno La composicioacuten del agua y los pesos atoacutemicos del oxiacutegeno y el hidroacutegeno estaacuten expresados en la foacutermula H2O la composicioacuten del agua es O (16) es a H (1 + 1) como 16 es a 2 como 8 es a 1 La suma de estos pesos atoacutemicos 1 + 1 + 16 = 18 es el peso molecular del agua El oxiacutegeno estaacute ligado a los dos hidroacutegenos y la moleacutecula tiene una figura inclinada con un aacutengulo de 105 grados entre las dos ligazones

H H+ +

105degO-

Sentildealar las formas en que se agrupan las moleacuteculas del agua Las cargas negativas (electrones) estaacuten amontonadas en forma maacutes apretada alrededor del aacutetomo de oxiacutegeno que las cargas positivas (protones) esto ocasiona una separacioacuten de las cargas con la parte de la moleacutecula cargada negativamente maacutes cerca de los aacutetomos de oxiacutegeno y de las partes cargadas positivamente mas cerca de los hidroacutegenos Estas cargas eleacutectricas atraen a sus opuestas en otras moleacuteculas de agua con el resultado de que el agua liacutequida consta de agregados de moleacuteculas de H2O ligadas unas a otras como aquiacute se indica

+ = hidroacutegeno- = oxiacutegeno

Describir el comportamiento del agua como solvente eficaz de algunas substancias Las fuerzas eleacutectricas que ligan las moleacuteculas de agua unas a otras pueden servir tambieacuten para ligar moleacuteculas de agua a las substancias extrantildeas por consiguiente el agua es un solvente excepcionalmente bueno especialmente en el caso de substancias que tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas Estas substancias son en forma tiacutepica compuestos inorgaacutenicos tales como los compuestos de elementos metaacutelicos en cambio el agua es un solvente mediocre para substancias cuyas moleacuteculas no tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas son ejemplos de este uacuteltimo las substancias de los hidrocarburos derivados del petroacuteleo tales como la gasolina el aceite mineral y la grasa

Mencionar queacute se entiende por partiacuteculas suspendidas coloidales y materia disuelta Resulta praacutectico clasificar las substancias extrantildeas en el agua seguacuten el volumen de sus partiacuteculas porque es este volumen el

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que con frecuencia condiciona la eficacia de los diversos meacutetodos de purificacioacuten las substancias se clasifican en bull Partiacuteculas suspendidas son las mayores las que tienen diaacutemetro de aproximadamente un microacutemetro son lo bastante grandes para depositarse a velocidades razonables y ser retenidas por los filtros comunes Son tambieacuten lo suficientemente grandes para absorber la luz y hacer que el agua que contaminan se vea turbia y sucia bull Partiacuteculas coloidales son tan pequentildeas que su velocidad de depoacutesito es insignificante y pasan a traveacutes de los agujeros de la mayoriacutea de los medios filtrantes no se les puede eliminar del agua por sedimentacioacuten o filtracioacuten ordinaria El agua que contiene partiacuteculas coloidales se aclara en el trayecto directo de la luz que la ilumina pero se podriacutea ver acaso turbia si se le observa a un aacutengulo recto con respecto al haz lumiacutenico Los colores de las aguas naturales tales como el azul el verde y el rojo de los lagos o mares son debido en gran parte a partiacuteculas coloidales bull La materia disuelta no se deposita no es retenida por los filtros y no enturbia el agua las partiacuteculas de las que dicha materia consta no son mayores de aproximadamente 11000 de microacutemetro de diaacutemetro si son eleacutectricamente neutras se les llama moleacuteculas y si llevan una carga eleacutectrica se les designa iones

El azuacutecar de cantildea (sacarosa) el alcohol de granos (etanol) y el anticongelante ldquopermanenterdquo (glicol de etileno) son substancias que se disuelven en el agua como moleacuteculas eleacutectricamente neutras la sal de mesa (cloruro de sodio) se disuelve como sodio positivo y iones negativos de cloruro

Moacutedulo 10 LA COMPOSICIOacuteN DE LAS AGUAS NATURALES

Clasificar las diferentes impurezas del agua seguacuten su origen y tamantildeo de sus partiacuteculas Origen y naturaleza de las impurezas de las aguas naturales

bull Atmoacutesfera bull suspendidas polvos bull coloidales polvos bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 SO2 O2 N2 bull iones positivos H+ bull iones negativos HCO3- SO4 2-

bull Tierra mineral y piedrasbull suspendidas arena arcillas partiacuteculas de tierra mineral bull coloidales arena bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 bull iones positivos Na+ K2+ Ca2+ Mg2+ Fe2+ Mn2+ bull iones negativos Cl- F- SO42- CO32- HCO3- NO3-

bull Organismos vivos y sus productos de descomposicioacuten suspendidas algas diatomeas bacterias peces tierra orgaacutenica otros organismos coloidales virus materia colorante orgaacutenica tierra orgaacutenica (manto) disueltas

moleacuteculas CO2 O2 N2 H2S CH4 desechos orgaacutenicos iones positivos H+ Na+ NH4+ iones negativos Cl- HCO3 NO3-

Describir el efecto de los microorganismos en el agua El agua contaminada podraacute ser sucia mal oliente corrosiva poco apta para lavar en ella la ropa o desagradable al gusto sin embargo el efecto maacutes perjudicial del agua contaminada para el hombre ha sido ciertamente el de la transmisioacuten de enfermedades La fiebre tifoidea en el Hemisferio Occidental y el coacutelera en el Hemisferio Oriental han sido las causas del mayor nuacutemero de defunciones producidas por el agua otras enfermedades humanas transmitidas al hombre por microorganismos del agua son la disenteriacutea la hepatitis infecciosa y la gastroenteritis es posible que algunas otras enfermedades viacuterales tales como la poliomielitis sean tambieacuten transmitidas por el agua El hombre vive en relacioacuten iacutentima con microorganismos sobre su piel y en su sistema digestivo el total de la poblacioacuten microbiana en un hombre normal es tal vez de 10 millones de millones (1013) en estado de salud los hombres y los microbios viven juntos para beneficio mutuo el excremento de un ser humano sano no es necesariamente un manantial de enfermedades si se dispersa en el agua sin embargo algunas personas sanas viven en armoniacutea con organismos que pueden resultar patoacutegenos para otros Sentildealar las caracteriacutesticas que debe tener el agua para considerarse aceptable para beber

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Se considera que el agua es aceptable para beber si bull Contiene menos de 10 bacterias intestinales por litro bull Si no contiene impurezas quiacutemicas en concentraciones que pueden ser peligrosas para la salud del consumidor o corrosivas con respecto al sistema de conduccioacuten del agua bull Si no presenta un gusto olor color o turbiedad objetables bull Si no procede de un manantial sujeto a contaminacioacuten por aguas negras u otros contaminantes tales como un pozo exactamente cuesta debajo de una fosa seacuteptica

Mencionar la importancia del oxiacutegeno disuelto en el agua La mayoriacutea de la materia orgaacutenica procedente de desechos de alimentos de aguas negras domeacutesticas y de residuos de faacutebricas tales como partiacuteculas de tierra son desintegradas en el agua por bacterias protozoarios y diversos organismos mayores semejantes descomposiciones convierten substancias ricas en energiacutea en substancias pobres en energiacutea mediante reacciones quiacutemicas que utilizan oxiacutegeno Por supuesto estas conversiones tienen lugar tanto en el agua como en la tierra sin embargo la diferencia importante entre estos dos medios es que el oxiacutegeno atmosfeacuterico a disposicioacuten de los animales terrestres es reemplazado en forma relativamente raacutepida por la vida vegetal y en esta forma no se agota En cambio el oxiacutegeno disuelto en las aguas puede agotarse maacutes raacutepidamente de lo que es reemplazado desde la atmoacutesfera y las bacterias los protozoarios los gusanos de lodo y la trucha compiten por el oxiacutegeno cuando los elementos nutritivos son abundantes semejante competencia afecta la distribucioacuten de las formas de vida en el agua cuando la introduccioacuten de una materia nutritiva (basura o desechos industriales orgaacutenicos) altera esta distribucioacuten en una forma que resulta desfavorable para el hombre (por ejemplo de modo que cohiba la trucha y favorezca los protozoarios) la calidad del agua ha de considerarse como deteriorada y los elementos nutritivos antildeadidos son contaminantes

Definir los conceptos de bull Aerobiosis Es cuando un combustible como la madera es quemado en el aire tiene lugar una liberacioacuten de energiacutea y la formacioacuten de las substancias bioacutexido de carbono y agua pobres en energiacutea semejante conversioacuten puede mostrarse mediante la ecuacioacuten de combustioacuten del gas metano (CH4)

CH4 + O2 rarr CO2 + 2H2OLa descomposicioacuten bacteriana no tiene lugar a la temperatura de la llama sin embargo la liberacioacuten total de energiacutea depende solamente de los materiales iniciales y de los productos finales y modelos pasos intermedios la descomposicioacuten bacteriana en presencia del aire se designa como aerobiosis y es el proceso que rinde la mayor energiacutea a partir de un peso dado de elementos nutritivos bull Nitrificacioacuten Es la primera etapa de la accioacuten bacteriana en la desoxigenacioacuten de las aguas contaminadas Cuando el elemento nutritivo esta agotado se puede obtener energiacutea suplementaria mediante la oxigenacioacuten de las sales de amonio proceso que se designa como nitrificacioacuten bull Fermentacioacuten Es cuando el oxiacutegeno molecular se ha agotado en las aguas la accioacuten bacteriana no se detiene en lugar de ello se produce una nueva serie de descomposiciones a traveacutes del proceso llamado anaerobiosis (descomposicioacuten bacteriana en ausencia de oxiacutegeno) La descomposicioacuten anaeroacutebica de los azuacutecares y otros carbohidratos se designa fermentacioacuten bull Putrefaccioacuten Se denomina asiacute al proceso anaeroacutebico de la descomposicioacuten de las proteiacutenas

Moacutedulo 11 DETERGENTES ALGAS Y LA MUERTE DE LAS AGUAS

Explicar el proceso de eutroficacioacuten Las algas son plantas acuaacuteticas se les puede percibir en ocasiones como un lima-verde-azul sobre la superficie del agua inmoacutevil las algas obtienen su energiacutea mediante la fotosiacutentesis (pues son plantas) por lo tanto consumen bioacutexido de carbono (CO2) en presencia de luz solar y liberan oxiacutegeno Al igual que otras plantas las algas necesitan tambieacuten diversos elementos nutritivos inorgaacutenicos tales como compuestos de nitroacutegeno de potasio foacutesforo azufre y hierro si los elementos nutritivos son abundantes las algas se reproducen incesantemente A medida que algunas algas mueren son alimento para las bacterias la descomposicioacuten bacteriana consume oxiacutegeno con los efectos contaminantes consiguientes Semejante sucesioacuten de procesos se traduce en un estado en que el agua por debajo de la superficie de las algas es pobre en oxiacutegeno e incapaz de soportar formas de vida que son uacutetiles para el hombre la perca y la lobina ceden el paso a variedades menos deseadas de animales que se alimentan de basura tales como el siluso sanguijuelas y gusanos De un lado de este estado se dice que es eutroacutefico y el proceso mediante el cual dicho estado es alcanzado se designa eutroficacioacuten cuando esto tiene lugar sin la intervencioacuten del hombre el proceso suele ser lento dura cientos o miles de antildeos y forma parte de la transformacioacuten general del lago en pantano y finalmente en prado

Definir el teacutermino ldquoagua durardquo Agua dura es el agua subterraacutenea que contiene iones metaacutelicos que ocasionan que el jaboacuten sea insoluble en ella y lo privan de su detergencia el agua que no contiene dicho material se denomina ldquoagua blandardquo

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Distinguir como contaminantes industriales del agua a los compuestos de plomo arseacutenico y mercurio La actividad industrial especialmente la produccioacuten de pulpa y papel la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica engendran una gran variedad de productos de desecho que pueden ser descargados en las corrientes de agua de algunos desechos de este tipo se sabe que son venenosos para el hombre en tanto que los efectos de otros son obscuros y para complicar maacutes las cosas algunos de estos desechos reaccionan con el cloro que se utiliza como desinfectante del agua potable El resultado de semejante reaccioacuten a la produccioacuten de compuestos orgaacutenicos clorados que huelen y saben mucho peor que el producto de desecho original Uno de los venenos industriales acarreados por el agua desde la antiguumledad es el plomo su fuente predominante ha sido la tuberiacutea de plomo utilizada anteriormente en las redes de distribucioacuten del agua maacutes recientemente el empleo del rociado de arseniato de plomo ha contaminado aguas superficiales y profundas con plomo con arseacutenico El plomo es un veneno acumulativo e inclusive pequentildeas concentraciones si estaacuten presentes constantemente en el agua potable podraacuten conducir a enfermedades graves o a la muerte El arseacutenico que en algunas ocasiones se encuentra en las aguas naturales que corren a traveacutes de minerales que contienen arseacutenico es tambieacuten un veneno acumulativo El mercurio se ha considerado siempre con fascinacioacuten y alarma es el uacutenico metal liacutequido a temperaturas ordinarias pero a temperaturas maacutes altas puede evaporarse con suficiente rapidez para ser mortal el mercurio en el agua no es un contaminante potencial por lo que no es preocupante que la mitad de la cantidad de mercurio anualmente extraiacutedo sea liberada al medio ambiente estas descargas tienen lugar como efluentes de desecho desde las fabricas productoras o bien como incorporacioacuten de trazas de mercurio en productos a los que no pertenece

Sentildealar en que consiste el fenoacutemeno de corrosioacuten Los aacutecidos corroen (enmohecen oxidan) los metales y los compuestos solubles de metales pueden contaminar el agua por consiguiente el agua que es aacutecida puede contaminarse con elementos metaacutelicos maacutes faacutecilmente de lo que puede hacerlo el agua pura

Explicar a queacute se llama pH La presencia de hidroacutegeno es indispensable para la calidad de la acidez en el agua el hidroacutegeno ha de estar en forma de aacutetomos de hidroacutegeno cargados positivamente que se designan como iones hidroacutegeno (H+) fijados a moleacuteculas de agua El pH se define como la concentracioacuten de iones de hidroacutegeno en una substancia (pH ldquopotencia de hidroacutegenordquo) el valor del pH es el nuacutemero de ceros en el denominador de una frase que expresa la concentracioacuten de iones H+ cuyo numerador es 1 y cuyo denominador es un muacuteltiplo de 10

Definir el teacutermino ldquoaguas negrasrdquo Los desechos transportados por el agua de fuentes tales como hogares hospitales escuelas y edificios comerciales contienen desechos de alimentos excrementos humanos papel jaboacuten detergentes polvo ropa otros residuos diversos y por supuesto microorganismos esta mezcla se designa como aguas negras sanitarias o domeacutesticas

Describir en que consiste la ldquodemanda bioquiacutemica del oxiacutegenordquo Una medida apropiada de la contaminacioacuten del agua por elementos nutritivos orgaacutenicos es la averiguacioacuten de la velocidad a que su materia alimentaria puede consumir oxiacutegeno por descomposicioacuten bacteriana esta velocidad se designa como la demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno (BOD) por supuesto la velocidad de la oxidacioacuten bioquiacutemica depende de la temperatura del medio ambiente de las clases particulares de microorganismos y de los elementos nutritivos presentes Si estos factores son constantes la velocidad de la oxidacioacuten puede expresarse en teacuterminos de la vida media del elemento nutritivo

Moacutedulo 12 DESECHOS SOacuteLIDOS

Describir los meacutetodos de eliminacioacuten de desechos soacutelidos que se emplean con mayor frecuencia Hay dos clases de caminos posibles para los materiales de desecho soacutelidos se les puede volver a la circulacioacuten en alguacuten otro proceso o se van acumulando en alguacuten lugar los meacutetodos de eliminacioacuten pueden clasificarse como bull Eliminacioacuten terrestre se tiran los desechos en un vaciadero al aire libre se comprimen para ahorrar espacio Tambieacuten puede hacerse por un meacutetodo maacutes ventajoso llamado relleno higieacutenico de tierra en el cual cada capa de desecho es recubierta por una capa de tierra arcilla o grava bull Incineracioacuten en este proceso deben de considerarse cuatro factores

1 Combustioacuten del material de desecho la caacutemara en que tiene lugar se designa como horno 2 Eliminacioacuten de las cenizas o ldquoescoriardquo 3 Control de los contaminantes que resultan del proceso de la combustioacuten 4 Analizar si el calor desprendido podraacute ser recuperado

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La incineracioacuten presenta las siguientes ventajas 1 Elimina el problema de la salud inherente a la acumulacioacuten de desperdicios 2 Reduce el volumen de los desechos soacutelidos en aproximadamente 80 y requiere mucho menos tierra para la eliminacioacuten final de residuos 3 Puede tratar una mezcla de basura y cascajo sin separacioacuten previa 4 Puede utilizarse en ella equipo de gran diversidad de tamantildeo 5 Los residuos (escoria) son inertes e inodoros y relativamente faacutecil de manipular

Sin embargo la incineracioacuten tiene el inconveniente exactamente lo mismo que el montoacuten de basura de desperdiciar materias primas bull Recirculacioacuten algunos ejemplos notables de recirculacioacuten son

1 La conversioacuten en abono 2 El derretir (que consiste en cocer desechos animales) para obtener sebo 3 Destruccioacuten destructiva o piroacutelisis un producto se descompone por calentamiento en ausencia de aire 4 La recuperacioacuten industrial cuyo objetivo es el de recircular los materiales de desecho

reconocieacutendolos a los procesos de manufactura

Sentildealar las ventajas y desventajas de la recirculacioacuten bull Ventajas

bull Se emplean substancias de desecho como materia prima bull Recuperacioacuten de elementos valiosos bull Se reduce la contaminacioacuten bull Conserva recursos no renovables bull Alteracioacuten en menor grado del ecosistema de la Tierra

bull Desventajas bull No todas las personas susceptibles de estar afectadas participan en la decisioacuten bull Pueden ocasionar malos olores bull Meacutetodos de control sujetos a interrupciones ocasionales bull Los criterios de compensacioacuten son fijados por la ley y no por ecoacutelogos

Unidad IV EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA EL RUIDO

Moacutedulo 13 EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS

Sentildealar la diferencia entre los crecimientos geomeacutetrico y aritmeacutetico de una poblacioacuten bull Crecimiento geomeacutetrico consisten en que si se tiene una cantidad ldquoxrdquo inicial de poblacioacuten en un antildeo se tendriacutea la poblacioacuten ax y en cada antildeo sucesivo aumentaraacute en potencia de ldquoardquo asiacute en el antildeo 2 la poblacioacuten seraacute a(ax) = a2x en el antildeo 3 seraacute (a)(a)(ax) = a3x (el exponente de ldquoardquo seraacute de acuerdo al antildeo considerado) bull Crecimiento aritmeacutetico este tipo de crecimiento consiste en que teniendo una cantidad inicial ldquoyrdquo inicial en el antildeo 1 se tendriacutea y + a en el antildeo 2 se tendriacutea y + 2a y asiacute sucesivamente es decir la cantidad aumentada cada antildeo es un muacuteltiplo de la cantidad que aumento el primer antildeo

Distinguir los diferentes tipos de curvas esquemaacuteticas de crecimiento Crecimiento aritmeacutetico (curva) y geomeacutetrico (recta)

Curva sigmoide de crecimiento Curva de crecimiento de una poblacioacuten que se extingue

Definir el teacutermino demografiacutea La demografiacutea es la rama de la antropologiacutea que trata del estudio estadiacutestico de las caracteriacutesticas de las poblaciones humanas con referencia al volumen total a la densidad al nuacutemero de muertes a las enfermedades y migraciones etc

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Describir el concepto ldquotasa vitalrdquo Los demoacutegrafos estudian a menudo las tasas vitales esto es el nuacutemero de acontecimientos vitales que le ocurren a una poblacioacuten durante un periacuteodo determinado de tiempo dividido entre el volumen de la poblacioacuten (acontecimientos vitales los nacimientos las muertes los matrimonios y las migraciones)

Moacutedulo 14 PREDICCIOacuteN DEL VOLUMEN FUTURO DE LA POBLACIOacuteN

Definir el teacutermino ldquocohorte de nacimientordquo Los demoacutegrafos definen cohorte de nacimiento como un grupo de personas nacidas en un determinado periacuteodo de tiempo por ejemplo un determinado antildeo

Interpretar las distribuciones esquemaacuteticas de la poblacioacuten relativas a la edad y sexo Para predecir cualquier volumen futuro de la poblacioacuten seriacutea muy uacutetil saber el nuacutemero de varones y mujeres en edad reproductiva el nuacutemero de nintildeos que llegaraacuten pronto a dicha edad y el nuacutemero de personas ancianas una distribucioacuten hipoteacutetica con respecto a la edad y sexo se muestra en la Figura 1 (obseacutervese que la graacutefica muestra que hay el mismo nuacutemero de varones y de mujeres en cada grupo de edad) La Figura 1 representariacutea una poblacioacuten en la que bull Los muchachos y las muchachas nacieran a una frecuencia igual bull Naceriacutea cada antildeo durante un siglo el mismo nuacutemero de personas bull Todo el mundo moririacutea a la edad de 100 antildeos bull Cada persona tendriacutea al nacimiento una probabilidad igual a morir en cada antildeo de su vida En cambio en la poblacioacuten humana real nacen aproximadamente 106 muchachos por cada 100 muchachas ni tampoco es constante durante todo el curso de la vida de un individuo la probabilidad de morir en lugar de ello una proporcioacuten relativamente grande de personas muere siendo muy joacutevenes relativamente pocos mueren entre las edades de 10 y 50 antildeos y la proporcioacuten de personas que mueren cada antildeo despueacutes de los 50 aumenta raacutepidamente Ademaacutes hay una curva pronunciada en la mortalidad en relacioacuten con el sexo las mujeres tienen una mayor probabilidad de sobrevivir de un antildeo al siguiente durante todo el curso de su vida excepto en algunas sociedades durante los antildeos de parto La Figura 2 presenta una distribucioacuten en relacioacuten con la edad y el sexo que refleja con mayor aproximacioacuten estas caracteriacutesticas demograacuteficas ademaacutes de estos fenoacutemenos razonablemente predecibles pueden tener cambios que lo sean menos en efecto el crecimiento de la poblacioacuten se ve afectado por acontecimientos tales como la guerra la escasez los progresos meacutedicos y los cambios en las costumbres sociales

Describir algunos de los factores que afectan el crecimiento de las poblaciones bull Liacutemites de espacios bull Liacutemites de alimento bull Decisiones concretas de las familias y las naciones bull El hambre bull Las enfermedades bull Fuerzas sociales complicadas que se relacionan entre siacute

Moacutedulo 15 CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA

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Sentildealar a la temperatura como contaminante ambiental Los organismos de sangre caliente (mamiacuteferos y aves) tienen la capacidad de regular la temperatura de sus cuerpos a medida que la temperatura ambiental aumente o disminuya no observaacutendose lo mismo en los organismos de sangre friacutea como los peces la industria de la energiacutea eleacutectrica y particularmente las plantas de energiacutea nuclear producen calor sobrante y este calor resulta maacutes praacutectico descargarlo en las aguas corrientes este calor sobrante calentaraacute el agua de riacuteos y estanques modificando las formas de vida y alterando de manera considerable el ecosistema acuaacutetico Dicho calor ocasiona un aumento en el consumo de oxiacutegeno de las especies apreciadas por el hombre (trucha semora sarco perca amarilla etc) y su muerte posterior estas especies cuyos ciclos vitales se desarrollan en aguas friacuteas primero alteran sus ciclos vitales y posteriormente van a su extincioacuten y al reemplazamiento de estas especies uacutetiles para el hombre por otras maacutes rudas pero de menor utilidad (sarco lobina etc)

Describir como en todo proceso donde se realiza un trabajo se produce calor El trabajo y el calor son dos formas de energiacutea por lo que se puede convertir trabajo en calor o calor en trabajo Por ejemplo si tenemos friacuteo frotamos nuestras manos en este caso el trabajo aplicado al frotamiento de las manos se ha transformado en calor otro ejemplo lo constituye un automoacutevil el cual usa un combustible que tiene energiacutea potencial al hacerlo explotar en la caacutemara del pistoacuten el gas caliente resultante se aplicaraacute en mover el pistoacuten y consecuentemente al vehiacuteculo pero en este caso no toda la energiacutea caloriacutefica se aplica para mover el automoacutevil de modo que mucha de dicha energiacutea se pierde en la atmoacutesfera en los gases de escape del motor

Enunciar la primera Ley de la Termodinaacutemica La palabra termodinaacutemica proviene de termo=calor y dinaacutemica=trabajo es pues el estudio del calor para producir trabajo la primera Ley de la Termodinaacutemica dice ldquola energiacutea contenida en el Universo no puede crearse ni destruirse solo se transforma de una forma a otra en energiacuteardquo Esta ley tambieacuten es llamada la ley de ldquono puedes ganarrdquo

Explicar porque no es posible construir una maacutequina de movimiento perpetuo Una maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado es aquella que produciriacutea trabajo indefinidamente mientras que una maacutequina de movimiento perpetuo de segundo grado es aquella que aprovechariacutea la energiacutea contenida en el agua o en el aire enfriaacutendolos para su funcionamiento Ninguna de las dos maacutequinas es susceptible de implementarse la razoacuten es que para la maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado se opone la primera Ley de la Termodinaacutemica (de alguna parte se tiene que proporcionar energiacutea para que efectuacutee su trabajo) la segunda es entendible pero igualmente imposible de fabricar es imposible que el flujo energeacutetico se enfriacutee por debajo de la temperatura del medio ambiente circundante para aprovechar su energiacutea caloriacutefica

Describir la segunda Ley de la Termodinaacutemica Puede definirse esta ley empleando el enunciado negativo que de ella postuloacute Lord Kelvin (1824-1907) ldquoEs imposible por medio de la accioacuten de un material inanimado obtener efecto mecaacutenico de una porcioacuten cualquiera de materia enfriaacutendola por debajo de la temperatura del maacutes friacuteo de los objetos circundantesrdquo otra expresioacuten para la segunda ley de la termodinaacutemica es ldquodos cuerpos en contacto teacutermico acaban alcanzando una temperatura comuacutenrdquo Tambieacuten la ley de ldquono me puedes empatarrdquo

Explicar en que consiste un termomotor Un termomotor es una maacutequina que consume combustibles para producir calor y convertir el calor en trabajo un termomotor se puede hacer trabajar mediante dos procesos a saber bull Habiacutea de ser absorbido calor por las partes accionadas de alguna fuente caliente bull El calor de desecho ha de ser pasado a un depoacutesito externo a una temperatura inferior Para un termomotor la substancia de trabajo suele ser un gas que se dilata para realizar trabajo contra un eacutembolo o la hoja de una turbina el gas se enfriacutea al realizar trabajo pero no puede enfriarse por debajo de la temperatura de aquello que lo rodea por consiguiente hay que adoptar alguna medida para eliminar el desecho de calor de un termomotor En la praacutectica el enfriamiento suele realizarse ya sea haciendo pasar aire por el motor o bien vertiendo agua sobre el mismo en la mayoriacutea de los automoacuteviles el agua circula a traveacutes del motor se enfriacutea al pasar por el radiador y vuelve a circular En las grandes centrales eleacutectricas donde se crea una gran cantidad de calor el elemento refrescante es a menudo un riacuteo un lago o el mar

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Moacutedulo 16 EL RUIDO

Describir la forma de transmisioacuten del sonido a traveacutes del aire El sonido es una forma de energiacutea que es ocasionada por un cuerpo en movimiento este movimiento pone en alguna forma en movimiento el aire el cual hace luego mover alguacuten dispositivo receptor en el oiacutedo esta transferencia de energiacutea sonora a traveacutes del aire tiene lugar en forma de onda

Definir longitud de onda Cuando observamos el agua de un estanque tranquilo tiene una superficie plana si se lanza una piedra se ocasiona una perturbacioacuten la cual se manifiesta en forma de ondas de modo que el nivel seraacute maacutes alto en algunos lugares (crestas) y maacutes bajo en otros (valles o senos) la distancia entre trastornos sucesivos del mismo tipo tal como entre dos crestas vecinas o dos senos sucesivos se designa como longitud de onda

Explicar el significado de onda elaacutestica El sonido se transmite de una forma similar a como viajan las ondas en el agua solo que en vez de manifestarse como crestas y senos la onda de sonido consiste en una sucesioacuten de compresiones y dilataciones que alteran la densidad normal del medio (tal como el aire) en el que se propagan este tipo de onda se designa como onda elaacutestica

Distinguir la diferencia entre sonido y ruido El ruido es un sonido indeseable un sonido intenso se considera ruido la intensidad del sonido se mide en decibeles (dB) y dicha intensidad se calcula con la relacioacuten

Intensidad del sonido endB= fuerzadeunsonido dadofuerzade unsonido justamente perceptible

Sentildealar en que consiste la escala decibel Para medir la intensidad del sonido se podriacutea hacer utilizando la escala de vatios nos encontrariacuteamos con el inconveniente de tener que utilizar nuacutemeros demasiado pequentildeos o demasiado grandes ademaacutes la escala seriacutea poco praacutectica porque no partiriacutea de cero sino de alguacuten nuacutemero que representara el sonido audible maacutes bajo Para obviar estos defectos y simplificar la medicioacuten de intensidad sonora se hace lo siguiente bull Se crea una nueva unidad de medicioacuten de intensidad sonora llamada el decibel deci (que significa diez) o sea una referencia a la base de los logaritmos comunes y bel (de Alexander Graham Bell) y la definimos en teacuterminos de la razoacuten de la intensidad de un sonido con respecto a otro bull Establecemos que el sonido maacutes bajo perceptible para el oiacutedo tendraacute el valor de cero decibeles (dB) y constituiraacute el punto de partida de nuestra escala de medicioacuten del sonido bull Nos servimos de los logaritmos de las razones de los sonidos de intensidades distintas para expresar los grados de intensidad sonora El logaritmo de un nuacutemero ldquode base 10rdquo es sencillamente el nuacutemero de veces que 10 es multiplicado por siacute mismo para dar el nuacutemero en cuestioacuten si el nuacutemero es muacuteltiplo de 10 el logaritmo es el nuacutemero de ceros que contenga

Log10 100 = 2 Log10 1000000 = 6 Log10 1 = 0

Describir algunos efectos nocivos del ruidobull Obstaacuteculo para la comunicacioacuten en teacuterminos generales el ruido nos distrae de los sonidos que deseamos o debemos escuchar bull Peacuterdida del oiacutedo la exposicioacuten prolongada al ruido fuerte puede ocasionar la perdida paulatina del oiacutedo son varios los efectos del ruido que pueden ocasionar la peacuterdida del oiacutedo como la intensidad (80 dB o maacutes provocan peacuterdida permanente del oiacutedo) la frecuencia (en ruido a 200 ciclos por segundo y con una intensidad de 95 dB reduciraacute la capacidad auditiva) bull Otros efectos sobre la salud y la conducta como reacciones de ansiedad tensioacuten y en casos extremos miedo cambios hormonales que ocasionan aumento en el latido cardiaco contraccioacuten de los vasos sanguiacuteneos espasmos digestivos dilatacioacuten de las pupilas etc

Mencionar algunas formas de controlar el ruido 1 Reduccioacuten del manantial 2 Interrupcioacuten de la viacutea 3 Proteccioacuten del receptor

Definir que es el nuacutemero Mach Las velocidades supersoacutenicas suelen medirse en nuacutemeros Mach

NuacutemeroMach= velocidad del objetovelocidad del sonido

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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medio deseacutertica desolada y estaacute gravemente erosionada los arqueoacutelogos ponen al descubierto mediante excavaciones antiguos canales de riego antiguos azadones y muelas harineras en medio del desierto Una parte de la explicacioacuten deriva de la fuente de los grandes riacuteos en las mesetas Se trataron los bosques para dedicar la tierra a pasto y al cultivo de vintildeedo y del trigo pero el caso es que la tierra de cultivo del hombre es incapaz sobre todo si estaacute mal administrada de retener tan bien el suelo y la humedad antildeo tras antildeo como los bosques o las tierras de pasto naturales Como resultado los grandes torrentes ocasionados por las lluvias primaverales o el derretir de la nieve en las montantildeas tendieron maacutes bien a precipitarse cuesta abajo que a filtrarse en el suelo estas aguas incontroladas se convirtieron en inundaciones primaverales A tiacutetulo de medida preventiva se excavaron canales en el valle para desaguar los campos en primavera y regarlos durante el verano y el otontildeo pero es el caso que la agricultura floreciente excitaba la codicia de los vecinos y una guerra tras otra asolaron la regioacuten Decenas de miles de soldados la invadieron comieron los alimentos mataron esclavizaron y expulsaron a la poblacioacuten rural el resultado fue que los canales y las tierras de cultivo fueron abandonados los canales descuidados se convirtieron en pantanos los pantanos redujeron el caudal de los riacuteos y los riacuteos reducidos ya no podiacutean seguir utilizaacutendose para regar otras partes de la regioacuten la capa freaacutetica bajoacute y los rendimientos son menores actualmente que hace 4000 antildeosbull Africa del norte La antigua Caacutertago fue fundada en las orillas del Mediterraacuteneo en Africa del Norte en medio de una tierra de pasto seco pero feacutertil los granos produciacutean en abundancia actualmente una gran extensioacuten de dicha regioacuten se ha convertido en parte del desierto del Saacutehara y de hecho una gran parte de este desierto es un producto del arado y el cultivo excesivo de la tierra feacutertil conducentes al agotamiento de la cantidad de humedad disponible bull Estados Unidos Los primeros colonos europeos encontraron millones de hectaacutereas de tierra virgen en Ameacuterica La costa oriental a donde llegaron primero era boscosa y la tarea de desmontar la tierra arrancar troncones y establecer cultivos fue ardua En Nueva Inglaterra los prolongados inviernos y las laderas rocosas de las montantildeas contribuiacutean a hacer el cultivo maacutes difiacutecil era natural que los colonos fueran atraiacutedos hacia el Oeste porque alliacute maacutes allaacute del Mississipi habiacutea extensiones de praderas hasta perderse de vista Un manto de tierra rico profundo y sin piedras y grandes extensiones sin aacuterboles prometiacutean un arado un sembrado y una recoleccioacuten faacutecil En 1889 fue abierto el territorio de Oklahoma al establecimiento regular a las pocas semanas la poblacioacuten blanca subioacute alliacute a 60 mil habitantes para 1900 eran ya 390 mil que viviacutean de la riqueza del suelo En 1924 una espesa nube de polvo sobrevoloacute la ciudad de Nueva York y se perdioacute en el Oceacuteano Atlaacutentico este polvo habiacutea sido el manto de tierra de Oklahoma lsquoEl Cuento del polvo de Oklahomarsquo

Moacutedulo 4 PESTICIDAS

Enunciar las principales caracteriacutesticas de los hidrocarburos clorados A fines de los antildeos treintas y principios de los cuarentas fue sintetizado en diversos laboratorios un nuevo grupo de pesticidas estos compuestos no se dan en estado natural debido a que contienen carbono hidroacutegeno y cloro se les designa como ldquohidrocarburos cloradosrdquo Constituyen ahora una clase de compuestos quiacutemicos reconocidos a algunos se les conoce corrientemente por sus nombres comerciales como DDT aldrina clordano dreldrina endrina y heptadoro estos pesticidas fueron inicialmente celebrados como uno de los grandes descubrimientos del siglo XX sus principales caracteriacutesticas son

Son faacuteciles de elaborar Son baratos Constituyen venenos muy eficaces

Sin embargo se dan contra los hidrocarburos clorados tres argumentos principales 1 Son venenos universales 2 Se degradan lentamente 3 Son solubles en grasa

Sentildealar la importancia que tiene para el medio ecoloacutegico el que algunos materiales sean biodegradables La mayoriacutea de los compuestos quiacutemicos que se encuentran en estado natural son biodegradables lo cual quiere decir que son degradables (desintegrables) por alguna forma de vida la biodegradabilidad es un fenoacutemeno que se ha desarrollado con la evolucioacuten de las especies Si hay energiacutea o materias primas susceptibles de ser liberadas por medio de la desintegracioacuten de la moleacutecula de un compuesto entonces se ha desarrollado alguacuten organismo adaptado al nicho correspondiente y capaz de servirse de dicho compuesto Sin embargo muchos nuevos compuestos han sido sintetizados por los quiacutemicos en antildeos recientes soacutelo algunos de estos son lo bastante semejantes a los compuestos que se encuentran en estado natural para ser biodegradables

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Los hidrocarburos clorados se descomponen lentamente en la naturaleza y muchos tienen una media vida de descomposicioacuten de 10 a 15 antildeos el resultado es que estos venenos existen un tiempo suficiente para producir efectos nocivos

Definir el concepto de pesticida Pesticida es un producto quiacutemico destinado a luchar contra los paraacutesitos animales y vegetales de los cultivos

Explicar en que consiste una mutacioacuten Un problema con los pesticidas es que tienden a hacerse menos eficaces despueacutes de algunos antildeos de uso por supuesto la composicioacuten del pesticida sigue siendo la misma pero su empleo tiende a traducirse en el desarrollo en las plagas de una poblacioacuten inmune Tal parece como si el pesticida hubiera perdido su fuerza Este deterioro gradual de la accioacuten de los pesticidas requiere el empleo de cantidades de pesticidas cada vez mayores para conseguir el mismo efecto para comprender la razoacuten de este fenoacutemeno se necesita considerar el caraacutecter de la adaptacioacuten geneacuteticaLa quiacutemica de las plantas y los animales cambia de cuando en cuando como resultado de alteraciones accidentales al azar ndashinvitaciones- de sus ceacutelulas reproductoras el mutante tiene buenas probabilidades de supervivencia si su mutacioacuten particular lo protege contra un medio ambiente hostil Este mecanismo de mutacioacuten al azar ha permitido a los insectos adaptarse a su medio ambiente durante millones de antildeos y es este proceso el que protege a los insectos de los pesticidas

Unidad II DESECHOS RADIACTIVOS CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Moacutedulo 5 DESECHOS RADIACTIVOS

Definir los siguientes teacuterminos bull Nuacutecleo atoacutemico es donde se encuentra concentrada toda la masa de un aacutetomo Contiene los protones y los neutrones y por consiguiente toda la carga positiva y praacutecticamente toda la masa bull Nuacutemero atoacutemico indica cuaacutel es el nuacutemero de protones en el nuacutecleo de un aacutetomo es decir la carga nuclear (carga positiva) bull Nuacutemero de masa indica la cantidad de protones en el nuacutecleo maacutes el nuacutemero de neutrones en el mismo bull Isoacutetopo un determinado elemento puede tener maacutes de un nuacutemero de masa los aacutetomos del mismo elemento (esto es los aacutetomos del mismo nuacutemero atoacutemico) que tienen nuacutemeros de masas diferentes se designan como isoacutetopos Asiacute por ejemplo 12C y 14C son isoacutetopos de carbono los dos tienen seis protones nucleares Son isoacutetopos porque tienen diferente nuacutemero de masa

Enunciar el concepto de elemento quiacutemico Es una substancia que consta de aacutetomos del mismo nuacutemero atoacutemico se considera que los elementos son clases de materias primas quiacutemicas iacutentimas todas las substancias estaacuten compuestas de elementos cada elemento tiene un nombre comuacuten y estaacute representado por una o dos letras Se encuentran 88 elementos en estado natural sobre la tierra Estos elementos estaacuten numerados del 1 al 92 (faltando los nuacutemeros 43 51 85 y 87) o sea los cuatro elementos faltantes juntamente con 12 maacutes por encima de los 92 que han sido hechos por el hombre de modo que el nuacutemero total ahora conocido es de 104

Explicar en que consiste la radiactividad Algunos nuacutecleos atoacutemicos son inestables se les designa como radioisoacutetopos y de las substancias en que existen se dice que son radiactivas algunos de estos nuacutecleos inestables se encuentran sobre la tierra en estado natural en tanto que otros han sido elaborados por el hombre Un ejemplo de radioisoacutetopo que se encuentra en estado natural es el radio 226 (226Ra) La radiactividad natural fue descubierta accidentalmente en 1896 cuando el franceacutes Henry Becquerel encontroacute que los minerales de uranio emiten una radiacioacuten algo parecida a la de los rayos X (llamados rayos Gamma) maacutes adelante se averiguoacute que la emisioacuten estaba almacenada en alguna forma en los nuacutecleos atoacutemicos mismos se encontroacute que las emisiones constaban de partiacuteculas eleacutectricamente positivas (partiacuteculas alfa nuacutecleos de Helio) de partiacuteculas eleacutectricamente negativas (rayos beta electrones) y de rayos eleacutectricamente neutros (rayos gamma parecidos a los rayos X) Cuando se descompone un radioisoacutetopo queda atraacutes un nuevo aacutetomo en algunos casos el aacutetomo subsistente es estable (no radiactivo) en tanto que en otros casos es radiactivo (inestable) Por ejemplo el nuacutecleo de radio 226 se descompone para producir una partiacutecula alfa y un nuevo elemento el radoacuten 222 que es un gas radiactivo

226Ra rarr partiacutecula alfa + 222Rn

Sentildealar las influencias nocivas que presenta la absorcioacuten indiscriminada de isoacutetopos radiactivos por un organismo vivo La alta energiacutea que acompantildea la radiactividad produce cambios quiacutemicos estos cambios

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incluyen alteraciones de las ceacutelulas vivas y son praacutecticamente siempre nocivos las dosis grandes pueden ser fatales para el hombre La vida sobre la tierra ha evolucionado en presencia del nivel natural de radiacioacuten de fondo esta radiacioacuten puede ser tan perniciosa como la de las fuentes artificiales sin embargo su nivel es bajo y la vida sobre la tierra se ajusta a las mutaciones que causa los pocos organismos dantildeados por esta radiacioacuten no sobreviven a la competencia con los que no han sido dantildeados y por consiguiente mueren Por supuesto los organismos maacutes raros todaviacutea a la mutacioacuten mejoran sobreviven preferentemente este proceso selectivo constituye la evolucioacuten cuando los organismos no aceptan las mutaciones pueden conducir a la extincioacuten de la especie La radiacioacuten puede afectar cualquier parte del organismo humano perjudica la sangre destruyendo leucocitos mediante lesioacuten de la meacutedula oacutesea el bazo y los noacutedulos linfaacuteticos otros efectos especiacuteficos susceptibles de ser producidos por grandes dosis de radiacioacuten son los tumores pulmonares caacutencer de la piel dantildeo en los huesos esterilidad y cataratas La cantidad maacutes pequentildea de radiacioacuten una partiacutecula puede dantildear el nuacutecleo de una ceacutelula individual una ceacutelula dantildeada o una de sus descendientes puede convertirse en cancerosa si una ceacutelula germen es alterada la lesioacuten geneacutetica resultante puede transmitirse a las generaciones futuras

Definir el concepto de vida media Vida media o semivida es el tiempo en el cual una substancia radiactiva se reduce a la mitad por ejemplo un kilogramo de substancia radiactiva con una vida media de 10 antildeos dentro de 10 antildeos se reduciraacute a 500 gramos

Describir el proceso de desintegracioacuten radiactiva El concepto de vida media se aplica a los radiosioacutetopos Ejemplo Un nuacutecleo de un aacutetomo de iacutendice 226Ra tiene 50 probabilidades contra 50 de sobrevivir en un intervalo determinado de 1600 antildeos esto significa que la vida media de 226Ra es de 1600 antildeos por consiguiente si se coloca 1 gr de 226Ra en un recipiente en 1971 solo quedariacutea medio gramo despueacutes de 1600 antildeos (en el antildeo 3571) y uacutenicamente un cuarto de gramo despueacutes de otros 1600 antildeos (en el antildeo 5171) y asiacute sucesivamente este proceso se designa como desintegracioacuten radiactiva

Moacutedulo 6 PUNTOS DE VISTA OPUESTOS EN RELACIOacuteN CON LA ENERGIacuteA NUCLEAR

Describir el funcionamiento de las partes principales de un reactor nuclear Ecuaciones fundamentales de fisioacuten nuclear

(rara)235U + 1 neutroacuten rarr productos de fisioacuten + 2 a 3 neutrones + energiacutea

y 238U + 1 neutroacuten rarr plutonio 239 oacute 239Pu larr fuente de nuevo producto fisionante 239Pu + 1 neutroacuten rarr productos de fisioacuten + 2 a 3 neutrones + energiacutea

El reactor nuclear que produce energiacutea necesita lo siguiente bull Un medio de controlar los neutrones el control del nuacutemero de neutrones se efectuacutea por medio de barras absorbentes de neutrones que contienen cobalto o boro y que pueden introducirse maacutes o menos profundamente en el reactor el control de la energiacutea de los neutrones que influye sobre la velocidad de las reacciones que experimentan es efectuado por un ldquomoderadorrdquo esto es una substancia que hace los neutrones maacutes lentos pero sin absorberlos El moderador utilizado en el primer reactor experimental fue el grafito esto es una forma de carbono en tanto que los reactores actuales utilizan el agua bull Una manera de extraer la energiacutea caloriacutefica producida la energiacutea obtenida en los procesos del reactor ha de transferirse a un liacutequido circulante por ejemplo a metal sodio fundido el calor de este liacutequido se utiliza para convertir el agua en vapor (en un transformador de calor o condensador) que impulsa turbinas para producir electricidad bull Un medio de contener y eliminar los desechos son los cartuchos de uranio revestidos de acero inoxidable Una vez que se han acumulado impurezas la reaccioacuten en cadena maacutes lenta se ha convertido en desechos los cuales estaacuten maacutes concentrados maacutes radiactivos por consiguiente maacutes peligrosos El uranio se vuelve a tratar (se enriquece) y los desechos han de eliminarse apropiadamente Primero hay que esperar a que los desechos se enfriacuteen y de alguna manera convertirse a una forma soacutelida la cual se pueda manipular maacutes faacutecilmente el paso final que se considera actualmente como el mejor para la eliminacioacuten uacuteltima consiste en colocar los desechos enfriados concentrados y solidificados en una mina de sal o cueva de sal abandonada de las que se espera que permaneceraacuten secas y sin trastornos por miles de antildeos hasta que el material radiactivo se degrade completamente Un procedimiento alternativo posible consiste en producir una especie de cemento que incorpore la materia de desecho radiactivo este ldquocemento calienterdquo se inyecta luego en grietas subterraacuteneas de roca bioloacutegicamente estable en donde se endurece y se convierte en parte de la estructura soacutelida de la corteza de la Tierra bull Un conjunto general de procedimientos de seguridad para protegerse contra las liberaciones accidentales de material radiactivo

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Describir los meacutetodos de seguridad que se emplean en las plantas de energiacutea nuclear Este procedimiento incluye factores como bull Uso de una triple capa de defensa la cual hace todo accidente grave casi inconcebible bull El combustible nuclear no es uranio puro sino una forma ceraacutemica de bioacutexido de uranio el cual es mucho maacutes capaz de retener los productos de la fisioacuten bull El empleo de agua ordinaria como refrigerante y moderador de neutrones proporciona tambieacuten una proteccioacuten automaacutetica bull El uso de dos sistemas de refrigeracioacuten independientes por si el principal fallara bull El empleo de sistemas automatizados alejados de fallas humanas bull Uso de una barrera de contencioacuten reforzada con concreto que protege al reactor y a los generadores de vapor disentildeada para resistir terremotos y huracanes

Analizar el caso de la presencia del estroncio radiactivo en la leche El estroncio 90 (90Sr) es un producto de desecho de la fisioacuten radiactiva con una vida media de aproximadamente 27 antildeos es uno de los componentes de la ldquoprecipitacioacuten radiactivardquo o sea la mezcla de los desechos radiactivos liberados por los procesos nucleares hacia la atmoacutesfera y que gradualmente se depositan sobre la superficie de la tierra juntamente con otros polvos diversos El estroncio (cualquier isoacutetopo de estroncio radiactivo o no) es quiacutemicamente similar al calcio que constituye un elemento importante en los huesos de los animales en los mamiacuteferos el calcio es transmitido a las criacuteas por la leche de la madre asiacute pues la leche es una fuente importante de calcio los herbiacutevoros como las vacas obtienen su calcio de la materia vegetal de sus alimentos si una vaca pasta en una zona contaminada por la lluvia radiactiva el 90Sr se transportaraacute juntamente con el calcio y se acumularaacute en los huesos de la vaca y en su leche este proceso orgaacutenico concentra el 90Sr y habraacute mucho maacutes en 1 gr de leche que en un gramo de hierba La leche de vaca es utilizada como alimento por los humanos especialmente por los nintildeos de modo que tienen probabilidades de ingerir relativamente grandes cantidades de 90Sr las madres que amamantan a sus bebeacutes concentran 90Sr en la leche y consecuentemente el bebeacute lactante ingeriraacute este radiosioacutetopo en el pecho de su madre

Moacutedulo 7 CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Sentildealar la importancia del aire para la vida El aire es indispensable para la vida sobre la Tierra la adicioacuten de materia indeseable transportada por el aire (como el humo) cambia la composicioacuten de la atmoacutesfera de la Tierra perjudicando posiblemente la vida y alterando materiales designamos este fenoacutemeno atmosfeacuterico como lsquocontaminacioacuten del airersquo

Definir el significado de ldquouna parte por milloacutenrdquo Una manera de expresar la concentracioacuten de gases y partiacuteculas en el aire la cual es la cantidad de la substancia en un volumen determinado de espacio dado o en una cantidad dada de otra materia en razones o voluacutemenes es la denominada partes por milloacuten (ppm) 1 ppm significa ldquouna parte por milloacutenrdquo o un volumen de la substancia contaminante en un milloacuten de voluacutemenes de aire contaminado por ejemplo si hay 1 ppm en el aire de SO2 significa que existe una moleacutecula de SO2

entre un milloacuten de moleacuteculas de aire

Establecer la diferencia entre aire puro y aire contaminado El aire puro es una mezcla de gases 78 de nitroacutegeno (N) 21 de oxiacutegeno (O) 93 de gases inertes (argoacuten kriptoacuten etc) metano (CH4) hidroacutegeno (H) y una cantidad variable de vapor de agua ademaacutes de bioacutexido de carbono (CO2) El aire estaraacute contaminado si variacutea en los porcentajes indicados o si contiene otras partiacuteculas diferentes a las que se mencionan en la composicioacuten descrita

Nombrar algunos contaminantes naturales del aire bull1 Oacutexidos de nitroacutegeno (en su mayor parte N2O) 05 ppm y NO2 (002 ppm) producidos ambos por la radiacioacuten solar y por los rayos bull1 Ozono (O2) producido tambieacuten por la radiacioacuten solar y por los rayos

Explicar la diferencia entre contaminante primario y contaminante secundario del aire bull Contaminante primario es aquel que se produce mediante alguacuten proceso o reaccioacuten por ejemplo al quemar azufre o combustibles que lo contienen se produce bioacutexido de azufre (SO2) seguacuten la reaccioacuten S + O2 rarr SO2 bull Contaminante secundario es aquel que se produce en la atmoacutesfera a partir de un contaminante primario por ejemplo el trioacutexido de azufre (SO3) se produce en la atmoacutesfera por la oxidacioacuten del SO2 bajo la influencia de la luz solar seguacuten la reaccioacuten 2SO2 + O2 rarr 2SO3

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Mencionar algunos contaminantes gaseosos del aire bull Oacutexidos de carbono bioacutexido de carbono (SO2) bull Compuestos que contienen carbono e hidroacutegeno (hidrocarburos) carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno (oxigenados) bull Compuestos que contienen azufre bioacutexido de azufre (SO2) trioacutexido de azufre (SO3) sulfuro de hidroacutegeno (H2S) bull Compuestos que contienen nitroacutegeno oacutexido de nitroacutegeno (NO) bioacutexido de nitroacutegeno (NO2) bull Ozono (O3) y oxidantes bull Fluoruro de hidroacutegeno (HF)

Nombrar algunas partiacuteculas contaminantes del aire bull Partiacuteculas viables (capaces de vivir) granos de polen bacterias hongos mohos o esporas insectos partes de insectos bull Partiacuteculas no viables arena partiacuteculas de tierra gotitas de salados polvo volcaacutenico partiacuteculas extraterrestres (naturales) bull Partiacuteculas producidas por actividades humanas bullbullOrgaacutenicas humo proveniente de la combustioacuten de carboacuten petroacuteleo madera y basura polvos insecticidas partiacuteculas orgaacutenicas liberadas por la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica bullbullInorgaacutenica partiacuteculas provenientes de las actividades metaluacutergicas de la industria productora de mineral no metaacutelico de la manufactura quiacutemica inorgaacutenica y del plomo utilizado en la gasolina

Moacutedulo 8 EFECTOS DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Describir el funcionamiento de un filtro de bolsa La materia en partiacuteculas se deja retener en medios porosos (filtros) que dejan pasar el gas tales separaciones son posibles porque las partiacuteculas son mucho maacutes grandes que las moleacuteculas de gas Para tratar grandes corrientes de gas los filtros son a menudo en forma de bolsas ciliacutendricas parecidas a calcetines gigantes de las que la materia en partiacuteculas recogida se vaciacutea perioacutedicamente por sacudida

Describir el funcionamiento de un colector de cicloacuten Maacutes importante que la velocidad de depoacutesito de las partiacuteculas grandes es el hecho de que las partiacuteculas maacutes pesadas poseen maacutes inercia por consiguiente si una corriente de gas que contiene contaminantes en partiacuteculas se hace girar en remolino las partiacuteculas podraacuten ser expulsadas a lugares de donde se les pueda eliminar coacutemodamente un dispositivo de esta clase es el llamado cicloacuten

Describir el funcionamiento de un precipitador electrostaacutetico Las partiacuteculas pueden tambieacuten estar cargadas eleacutectricamente y una superficie colectora que lleve una carga de signo contrario los atraeraacute dispositivos de esta clase llamados precipitadores electrostaacuteticos se utilizan en gran escala sobre todo para reducir el humo de las plantas de energiacutea que queman combustibles foacutesiles

Describir el funcionamiento de un depurador Los gases contaminantes no pueden recogerse faacutecilmente por medios mecaacutenicos porque sus moleacuteculas no son lo bastante maacutes grandes o maacutes pesadas que las del aire sin embargo algunos gases contaminantes podraacuten ser maacutes solubles en un liacutequido determinado (por regla general el agua) de lo que es el aire se les podraacute recoger por un proceso que los lleve a un contacto iacutentimo con el liacutequido Los aparatos que realizan semejante separacioacuten se designan depuradores Los medios de establecer contacto entre el gas y el liacutequido incluyen el rociado del liacutequido en el gas y el burbujeo del gas a traveacutes del liacutequido el amoniaco (NH3) constituye un ejemplo de gas soluble en agua que se deja extraer de una corriente de aire

Establecer la diferencia entre ldquoadsorcioacutenrdquo y ldquoabsorcioacutenrdquo ldquoAdsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en la superficie de alguacuten material mientras que ldquoabsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en el interior de un material

Explicar en que consiste el control de los contaminantes por conversioacuten La conversioacuten maacutes importante de los contaminantes es la oxidacioacuten en el aire la oxidacioacuten se aplica las maacutes de las veces a los gases y vapores contaminantes orgaacutenicos y rara vez a la materia en partiacuteculas cuando las substancias orgaacutenicas que soacutelo contienen carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno se oxidan por completo los uacutenicos productos son bioacutexido de carbono y agua inofensivos ambos sin embargo el proceso es a menudo muy dispendioso porque se requiere utilizar una cantidad de energiacutea considerable para mantener la totalidad de la corriente de gas suficientemente caliente (700degC aprox) para que tenga lugar la oxidacioacuten completa Si el contaminante esta suficientemente concentrado su propio valor de combustible podraacute proporcionar acaso una gran parte de esta energiacutea ademaacutes la temperatura necesaria para la combustioacuten podraacute reducirse

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utilizando un catalizador Hay cierto nuacutemero de conversiones quiacutemicas de contaminantes posibles aparte de la combustioacuten en el aire estos comprenden la neutralizacioacuten quiacutemica de un aacutecido o una base y la oxidacioacuten de contaminantes por agentes distintos del aire

Describir algunos meacutetodos de control de contaminacioacuten del aire por compuestos de azufre Quemamos carboacuten petroacuteleo o gas natural que contienen azufre para producir calor y energiacutea el azufre contenido en el combustible se oxida en SO2 y contamina el aire se dejan concebir los siguientes meacutetodos de control bull Cambiar a otras fuentes de energiacutea energiacutea hidroeleacutectrica energiacutea nuclear o energiacutea solar a tiacutetulo de solucioacuten parcial se podriacutea cambiar a combustibles de contenido menor de azufre bull Extraer el azufre antes de quemarlo lo que traeriacutea aumento en el costo del combustible bull Extraer el azufre de los gases de escape antes de descargarlos en la atmoacutesfera bull Utilizar meacutetodos maacutes eficientes de combustioacuten bull Usar menor cantidad de combustible consumido o usado por persona bull Reducir la velocidad de crecimiento de la poblacioacuten

Sentildealar las ventajas y desventajas al proponer como solucioacuten a la contaminacioacuten atmosfeacuterica el empleo del automoacutevil eleacutectrico bull Ventajas Disminucioacuten en los niveles de contaminacioacuten atmosfeacuterica bull Desventajas Necesidad de maacutes centrales de energiacutea Depresioacuten econoacutemica en la industria del petroacuteleo Cambios en los automoacuteviles y en la industria automotriz Cambios en las estaciones de servicios Cambios en el disentildeo de las carreteras Modificacioacuten en los impuestos Las bateriacuteas usadas hasta hoy tienen poca autonomiacutea

Unidad III CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA DESECHOS SOacuteLIDOS

Moacutedulo 9 EL CARAacuteCTER DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA

Describir la colocacioacuten de los aacutetomos de hidroacutegeno y oxiacutegeno en la moleacutecula del agua El agua contiene 8 partes de oxiacutegeno por una parte de hidroacutegeno en peso por ejemplo 9 kg de agua contienen 8 kg de oxiacutegeno y 1 kg de hidroacutegeno La composicioacuten del agua y los pesos atoacutemicos del oxiacutegeno y el hidroacutegeno estaacuten expresados en la foacutermula H2O la composicioacuten del agua es O (16) es a H (1 + 1) como 16 es a 2 como 8 es a 1 La suma de estos pesos atoacutemicos 1 + 1 + 16 = 18 es el peso molecular del agua El oxiacutegeno estaacute ligado a los dos hidroacutegenos y la moleacutecula tiene una figura inclinada con un aacutengulo de 105 grados entre las dos ligazones

H H+ +

105degO-

Sentildealar las formas en que se agrupan las moleacuteculas del agua Las cargas negativas (electrones) estaacuten amontonadas en forma maacutes apretada alrededor del aacutetomo de oxiacutegeno que las cargas positivas (protones) esto ocasiona una separacioacuten de las cargas con la parte de la moleacutecula cargada negativamente maacutes cerca de los aacutetomos de oxiacutegeno y de las partes cargadas positivamente mas cerca de los hidroacutegenos Estas cargas eleacutectricas atraen a sus opuestas en otras moleacuteculas de agua con el resultado de que el agua liacutequida consta de agregados de moleacuteculas de H2O ligadas unas a otras como aquiacute se indica

+ = hidroacutegeno- = oxiacutegeno

Describir el comportamiento del agua como solvente eficaz de algunas substancias Las fuerzas eleacutectricas que ligan las moleacuteculas de agua unas a otras pueden servir tambieacuten para ligar moleacuteculas de agua a las substancias extrantildeas por consiguiente el agua es un solvente excepcionalmente bueno especialmente en el caso de substancias que tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas Estas substancias son en forma tiacutepica compuestos inorgaacutenicos tales como los compuestos de elementos metaacutelicos en cambio el agua es un solvente mediocre para substancias cuyas moleacuteculas no tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas son ejemplos de este uacuteltimo las substancias de los hidrocarburos derivados del petroacuteleo tales como la gasolina el aceite mineral y la grasa

Mencionar queacute se entiende por partiacuteculas suspendidas coloidales y materia disuelta Resulta praacutectico clasificar las substancias extrantildeas en el agua seguacuten el volumen de sus partiacuteculas porque es este volumen el

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que con frecuencia condiciona la eficacia de los diversos meacutetodos de purificacioacuten las substancias se clasifican en bull Partiacuteculas suspendidas son las mayores las que tienen diaacutemetro de aproximadamente un microacutemetro son lo bastante grandes para depositarse a velocidades razonables y ser retenidas por los filtros comunes Son tambieacuten lo suficientemente grandes para absorber la luz y hacer que el agua que contaminan se vea turbia y sucia bull Partiacuteculas coloidales son tan pequentildeas que su velocidad de depoacutesito es insignificante y pasan a traveacutes de los agujeros de la mayoriacutea de los medios filtrantes no se les puede eliminar del agua por sedimentacioacuten o filtracioacuten ordinaria El agua que contiene partiacuteculas coloidales se aclara en el trayecto directo de la luz que la ilumina pero se podriacutea ver acaso turbia si se le observa a un aacutengulo recto con respecto al haz lumiacutenico Los colores de las aguas naturales tales como el azul el verde y el rojo de los lagos o mares son debido en gran parte a partiacuteculas coloidales bull La materia disuelta no se deposita no es retenida por los filtros y no enturbia el agua las partiacuteculas de las que dicha materia consta no son mayores de aproximadamente 11000 de microacutemetro de diaacutemetro si son eleacutectricamente neutras se les llama moleacuteculas y si llevan una carga eleacutectrica se les designa iones

El azuacutecar de cantildea (sacarosa) el alcohol de granos (etanol) y el anticongelante ldquopermanenterdquo (glicol de etileno) son substancias que se disuelven en el agua como moleacuteculas eleacutectricamente neutras la sal de mesa (cloruro de sodio) se disuelve como sodio positivo y iones negativos de cloruro

Moacutedulo 10 LA COMPOSICIOacuteN DE LAS AGUAS NATURALES

Clasificar las diferentes impurezas del agua seguacuten su origen y tamantildeo de sus partiacuteculas Origen y naturaleza de las impurezas de las aguas naturales

bull Atmoacutesfera bull suspendidas polvos bull coloidales polvos bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 SO2 O2 N2 bull iones positivos H+ bull iones negativos HCO3- SO4 2-

bull Tierra mineral y piedrasbull suspendidas arena arcillas partiacuteculas de tierra mineral bull coloidales arena bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 bull iones positivos Na+ K2+ Ca2+ Mg2+ Fe2+ Mn2+ bull iones negativos Cl- F- SO42- CO32- HCO3- NO3-

bull Organismos vivos y sus productos de descomposicioacuten suspendidas algas diatomeas bacterias peces tierra orgaacutenica otros organismos coloidales virus materia colorante orgaacutenica tierra orgaacutenica (manto) disueltas

moleacuteculas CO2 O2 N2 H2S CH4 desechos orgaacutenicos iones positivos H+ Na+ NH4+ iones negativos Cl- HCO3 NO3-

Describir el efecto de los microorganismos en el agua El agua contaminada podraacute ser sucia mal oliente corrosiva poco apta para lavar en ella la ropa o desagradable al gusto sin embargo el efecto maacutes perjudicial del agua contaminada para el hombre ha sido ciertamente el de la transmisioacuten de enfermedades La fiebre tifoidea en el Hemisferio Occidental y el coacutelera en el Hemisferio Oriental han sido las causas del mayor nuacutemero de defunciones producidas por el agua otras enfermedades humanas transmitidas al hombre por microorganismos del agua son la disenteriacutea la hepatitis infecciosa y la gastroenteritis es posible que algunas otras enfermedades viacuterales tales como la poliomielitis sean tambieacuten transmitidas por el agua El hombre vive en relacioacuten iacutentima con microorganismos sobre su piel y en su sistema digestivo el total de la poblacioacuten microbiana en un hombre normal es tal vez de 10 millones de millones (1013) en estado de salud los hombres y los microbios viven juntos para beneficio mutuo el excremento de un ser humano sano no es necesariamente un manantial de enfermedades si se dispersa en el agua sin embargo algunas personas sanas viven en armoniacutea con organismos que pueden resultar patoacutegenos para otros Sentildealar las caracteriacutesticas que debe tener el agua para considerarse aceptable para beber

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Se considera que el agua es aceptable para beber si bull Contiene menos de 10 bacterias intestinales por litro bull Si no contiene impurezas quiacutemicas en concentraciones que pueden ser peligrosas para la salud del consumidor o corrosivas con respecto al sistema de conduccioacuten del agua bull Si no presenta un gusto olor color o turbiedad objetables bull Si no procede de un manantial sujeto a contaminacioacuten por aguas negras u otros contaminantes tales como un pozo exactamente cuesta debajo de una fosa seacuteptica

Mencionar la importancia del oxiacutegeno disuelto en el agua La mayoriacutea de la materia orgaacutenica procedente de desechos de alimentos de aguas negras domeacutesticas y de residuos de faacutebricas tales como partiacuteculas de tierra son desintegradas en el agua por bacterias protozoarios y diversos organismos mayores semejantes descomposiciones convierten substancias ricas en energiacutea en substancias pobres en energiacutea mediante reacciones quiacutemicas que utilizan oxiacutegeno Por supuesto estas conversiones tienen lugar tanto en el agua como en la tierra sin embargo la diferencia importante entre estos dos medios es que el oxiacutegeno atmosfeacuterico a disposicioacuten de los animales terrestres es reemplazado en forma relativamente raacutepida por la vida vegetal y en esta forma no se agota En cambio el oxiacutegeno disuelto en las aguas puede agotarse maacutes raacutepidamente de lo que es reemplazado desde la atmoacutesfera y las bacterias los protozoarios los gusanos de lodo y la trucha compiten por el oxiacutegeno cuando los elementos nutritivos son abundantes semejante competencia afecta la distribucioacuten de las formas de vida en el agua cuando la introduccioacuten de una materia nutritiva (basura o desechos industriales orgaacutenicos) altera esta distribucioacuten en una forma que resulta desfavorable para el hombre (por ejemplo de modo que cohiba la trucha y favorezca los protozoarios) la calidad del agua ha de considerarse como deteriorada y los elementos nutritivos antildeadidos son contaminantes

Definir los conceptos de bull Aerobiosis Es cuando un combustible como la madera es quemado en el aire tiene lugar una liberacioacuten de energiacutea y la formacioacuten de las substancias bioacutexido de carbono y agua pobres en energiacutea semejante conversioacuten puede mostrarse mediante la ecuacioacuten de combustioacuten del gas metano (CH4)

CH4 + O2 rarr CO2 + 2H2OLa descomposicioacuten bacteriana no tiene lugar a la temperatura de la llama sin embargo la liberacioacuten total de energiacutea depende solamente de los materiales iniciales y de los productos finales y modelos pasos intermedios la descomposicioacuten bacteriana en presencia del aire se designa como aerobiosis y es el proceso que rinde la mayor energiacutea a partir de un peso dado de elementos nutritivos bull Nitrificacioacuten Es la primera etapa de la accioacuten bacteriana en la desoxigenacioacuten de las aguas contaminadas Cuando el elemento nutritivo esta agotado se puede obtener energiacutea suplementaria mediante la oxigenacioacuten de las sales de amonio proceso que se designa como nitrificacioacuten bull Fermentacioacuten Es cuando el oxiacutegeno molecular se ha agotado en las aguas la accioacuten bacteriana no se detiene en lugar de ello se produce una nueva serie de descomposiciones a traveacutes del proceso llamado anaerobiosis (descomposicioacuten bacteriana en ausencia de oxiacutegeno) La descomposicioacuten anaeroacutebica de los azuacutecares y otros carbohidratos se designa fermentacioacuten bull Putrefaccioacuten Se denomina asiacute al proceso anaeroacutebico de la descomposicioacuten de las proteiacutenas

Moacutedulo 11 DETERGENTES ALGAS Y LA MUERTE DE LAS AGUAS

Explicar el proceso de eutroficacioacuten Las algas son plantas acuaacuteticas se les puede percibir en ocasiones como un lima-verde-azul sobre la superficie del agua inmoacutevil las algas obtienen su energiacutea mediante la fotosiacutentesis (pues son plantas) por lo tanto consumen bioacutexido de carbono (CO2) en presencia de luz solar y liberan oxiacutegeno Al igual que otras plantas las algas necesitan tambieacuten diversos elementos nutritivos inorgaacutenicos tales como compuestos de nitroacutegeno de potasio foacutesforo azufre y hierro si los elementos nutritivos son abundantes las algas se reproducen incesantemente A medida que algunas algas mueren son alimento para las bacterias la descomposicioacuten bacteriana consume oxiacutegeno con los efectos contaminantes consiguientes Semejante sucesioacuten de procesos se traduce en un estado en que el agua por debajo de la superficie de las algas es pobre en oxiacutegeno e incapaz de soportar formas de vida que son uacutetiles para el hombre la perca y la lobina ceden el paso a variedades menos deseadas de animales que se alimentan de basura tales como el siluso sanguijuelas y gusanos De un lado de este estado se dice que es eutroacutefico y el proceso mediante el cual dicho estado es alcanzado se designa eutroficacioacuten cuando esto tiene lugar sin la intervencioacuten del hombre el proceso suele ser lento dura cientos o miles de antildeos y forma parte de la transformacioacuten general del lago en pantano y finalmente en prado

Definir el teacutermino ldquoagua durardquo Agua dura es el agua subterraacutenea que contiene iones metaacutelicos que ocasionan que el jaboacuten sea insoluble en ella y lo privan de su detergencia el agua que no contiene dicho material se denomina ldquoagua blandardquo

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Distinguir como contaminantes industriales del agua a los compuestos de plomo arseacutenico y mercurio La actividad industrial especialmente la produccioacuten de pulpa y papel la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica engendran una gran variedad de productos de desecho que pueden ser descargados en las corrientes de agua de algunos desechos de este tipo se sabe que son venenosos para el hombre en tanto que los efectos de otros son obscuros y para complicar maacutes las cosas algunos de estos desechos reaccionan con el cloro que se utiliza como desinfectante del agua potable El resultado de semejante reaccioacuten a la produccioacuten de compuestos orgaacutenicos clorados que huelen y saben mucho peor que el producto de desecho original Uno de los venenos industriales acarreados por el agua desde la antiguumledad es el plomo su fuente predominante ha sido la tuberiacutea de plomo utilizada anteriormente en las redes de distribucioacuten del agua maacutes recientemente el empleo del rociado de arseniato de plomo ha contaminado aguas superficiales y profundas con plomo con arseacutenico El plomo es un veneno acumulativo e inclusive pequentildeas concentraciones si estaacuten presentes constantemente en el agua potable podraacuten conducir a enfermedades graves o a la muerte El arseacutenico que en algunas ocasiones se encuentra en las aguas naturales que corren a traveacutes de minerales que contienen arseacutenico es tambieacuten un veneno acumulativo El mercurio se ha considerado siempre con fascinacioacuten y alarma es el uacutenico metal liacutequido a temperaturas ordinarias pero a temperaturas maacutes altas puede evaporarse con suficiente rapidez para ser mortal el mercurio en el agua no es un contaminante potencial por lo que no es preocupante que la mitad de la cantidad de mercurio anualmente extraiacutedo sea liberada al medio ambiente estas descargas tienen lugar como efluentes de desecho desde las fabricas productoras o bien como incorporacioacuten de trazas de mercurio en productos a los que no pertenece

Sentildealar en que consiste el fenoacutemeno de corrosioacuten Los aacutecidos corroen (enmohecen oxidan) los metales y los compuestos solubles de metales pueden contaminar el agua por consiguiente el agua que es aacutecida puede contaminarse con elementos metaacutelicos maacutes faacutecilmente de lo que puede hacerlo el agua pura

Explicar a queacute se llama pH La presencia de hidroacutegeno es indispensable para la calidad de la acidez en el agua el hidroacutegeno ha de estar en forma de aacutetomos de hidroacutegeno cargados positivamente que se designan como iones hidroacutegeno (H+) fijados a moleacuteculas de agua El pH se define como la concentracioacuten de iones de hidroacutegeno en una substancia (pH ldquopotencia de hidroacutegenordquo) el valor del pH es el nuacutemero de ceros en el denominador de una frase que expresa la concentracioacuten de iones H+ cuyo numerador es 1 y cuyo denominador es un muacuteltiplo de 10

Definir el teacutermino ldquoaguas negrasrdquo Los desechos transportados por el agua de fuentes tales como hogares hospitales escuelas y edificios comerciales contienen desechos de alimentos excrementos humanos papel jaboacuten detergentes polvo ropa otros residuos diversos y por supuesto microorganismos esta mezcla se designa como aguas negras sanitarias o domeacutesticas

Describir en que consiste la ldquodemanda bioquiacutemica del oxiacutegenordquo Una medida apropiada de la contaminacioacuten del agua por elementos nutritivos orgaacutenicos es la averiguacioacuten de la velocidad a que su materia alimentaria puede consumir oxiacutegeno por descomposicioacuten bacteriana esta velocidad se designa como la demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno (BOD) por supuesto la velocidad de la oxidacioacuten bioquiacutemica depende de la temperatura del medio ambiente de las clases particulares de microorganismos y de los elementos nutritivos presentes Si estos factores son constantes la velocidad de la oxidacioacuten puede expresarse en teacuterminos de la vida media del elemento nutritivo

Moacutedulo 12 DESECHOS SOacuteLIDOS

Describir los meacutetodos de eliminacioacuten de desechos soacutelidos que se emplean con mayor frecuencia Hay dos clases de caminos posibles para los materiales de desecho soacutelidos se les puede volver a la circulacioacuten en alguacuten otro proceso o se van acumulando en alguacuten lugar los meacutetodos de eliminacioacuten pueden clasificarse como bull Eliminacioacuten terrestre se tiran los desechos en un vaciadero al aire libre se comprimen para ahorrar espacio Tambieacuten puede hacerse por un meacutetodo maacutes ventajoso llamado relleno higieacutenico de tierra en el cual cada capa de desecho es recubierta por una capa de tierra arcilla o grava bull Incineracioacuten en este proceso deben de considerarse cuatro factores

1 Combustioacuten del material de desecho la caacutemara en que tiene lugar se designa como horno 2 Eliminacioacuten de las cenizas o ldquoescoriardquo 3 Control de los contaminantes que resultan del proceso de la combustioacuten 4 Analizar si el calor desprendido podraacute ser recuperado

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La incineracioacuten presenta las siguientes ventajas 1 Elimina el problema de la salud inherente a la acumulacioacuten de desperdicios 2 Reduce el volumen de los desechos soacutelidos en aproximadamente 80 y requiere mucho menos tierra para la eliminacioacuten final de residuos 3 Puede tratar una mezcla de basura y cascajo sin separacioacuten previa 4 Puede utilizarse en ella equipo de gran diversidad de tamantildeo 5 Los residuos (escoria) son inertes e inodoros y relativamente faacutecil de manipular

Sin embargo la incineracioacuten tiene el inconveniente exactamente lo mismo que el montoacuten de basura de desperdiciar materias primas bull Recirculacioacuten algunos ejemplos notables de recirculacioacuten son

1 La conversioacuten en abono 2 El derretir (que consiste en cocer desechos animales) para obtener sebo 3 Destruccioacuten destructiva o piroacutelisis un producto se descompone por calentamiento en ausencia de aire 4 La recuperacioacuten industrial cuyo objetivo es el de recircular los materiales de desecho

reconocieacutendolos a los procesos de manufactura

Sentildealar las ventajas y desventajas de la recirculacioacuten bull Ventajas

bull Se emplean substancias de desecho como materia prima bull Recuperacioacuten de elementos valiosos bull Se reduce la contaminacioacuten bull Conserva recursos no renovables bull Alteracioacuten en menor grado del ecosistema de la Tierra

bull Desventajas bull No todas las personas susceptibles de estar afectadas participan en la decisioacuten bull Pueden ocasionar malos olores bull Meacutetodos de control sujetos a interrupciones ocasionales bull Los criterios de compensacioacuten son fijados por la ley y no por ecoacutelogos

Unidad IV EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA EL RUIDO

Moacutedulo 13 EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS

Sentildealar la diferencia entre los crecimientos geomeacutetrico y aritmeacutetico de una poblacioacuten bull Crecimiento geomeacutetrico consisten en que si se tiene una cantidad ldquoxrdquo inicial de poblacioacuten en un antildeo se tendriacutea la poblacioacuten ax y en cada antildeo sucesivo aumentaraacute en potencia de ldquoardquo asiacute en el antildeo 2 la poblacioacuten seraacute a(ax) = a2x en el antildeo 3 seraacute (a)(a)(ax) = a3x (el exponente de ldquoardquo seraacute de acuerdo al antildeo considerado) bull Crecimiento aritmeacutetico este tipo de crecimiento consiste en que teniendo una cantidad inicial ldquoyrdquo inicial en el antildeo 1 se tendriacutea y + a en el antildeo 2 se tendriacutea y + 2a y asiacute sucesivamente es decir la cantidad aumentada cada antildeo es un muacuteltiplo de la cantidad que aumento el primer antildeo

Distinguir los diferentes tipos de curvas esquemaacuteticas de crecimiento Crecimiento aritmeacutetico (curva) y geomeacutetrico (recta)

Curva sigmoide de crecimiento Curva de crecimiento de una poblacioacuten que se extingue

Definir el teacutermino demografiacutea La demografiacutea es la rama de la antropologiacutea que trata del estudio estadiacutestico de las caracteriacutesticas de las poblaciones humanas con referencia al volumen total a la densidad al nuacutemero de muertes a las enfermedades y migraciones etc

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Describir el concepto ldquotasa vitalrdquo Los demoacutegrafos estudian a menudo las tasas vitales esto es el nuacutemero de acontecimientos vitales que le ocurren a una poblacioacuten durante un periacuteodo determinado de tiempo dividido entre el volumen de la poblacioacuten (acontecimientos vitales los nacimientos las muertes los matrimonios y las migraciones)

Moacutedulo 14 PREDICCIOacuteN DEL VOLUMEN FUTURO DE LA POBLACIOacuteN

Definir el teacutermino ldquocohorte de nacimientordquo Los demoacutegrafos definen cohorte de nacimiento como un grupo de personas nacidas en un determinado periacuteodo de tiempo por ejemplo un determinado antildeo

Interpretar las distribuciones esquemaacuteticas de la poblacioacuten relativas a la edad y sexo Para predecir cualquier volumen futuro de la poblacioacuten seriacutea muy uacutetil saber el nuacutemero de varones y mujeres en edad reproductiva el nuacutemero de nintildeos que llegaraacuten pronto a dicha edad y el nuacutemero de personas ancianas una distribucioacuten hipoteacutetica con respecto a la edad y sexo se muestra en la Figura 1 (obseacutervese que la graacutefica muestra que hay el mismo nuacutemero de varones y de mujeres en cada grupo de edad) La Figura 1 representariacutea una poblacioacuten en la que bull Los muchachos y las muchachas nacieran a una frecuencia igual bull Naceriacutea cada antildeo durante un siglo el mismo nuacutemero de personas bull Todo el mundo moririacutea a la edad de 100 antildeos bull Cada persona tendriacutea al nacimiento una probabilidad igual a morir en cada antildeo de su vida En cambio en la poblacioacuten humana real nacen aproximadamente 106 muchachos por cada 100 muchachas ni tampoco es constante durante todo el curso de la vida de un individuo la probabilidad de morir en lugar de ello una proporcioacuten relativamente grande de personas muere siendo muy joacutevenes relativamente pocos mueren entre las edades de 10 y 50 antildeos y la proporcioacuten de personas que mueren cada antildeo despueacutes de los 50 aumenta raacutepidamente Ademaacutes hay una curva pronunciada en la mortalidad en relacioacuten con el sexo las mujeres tienen una mayor probabilidad de sobrevivir de un antildeo al siguiente durante todo el curso de su vida excepto en algunas sociedades durante los antildeos de parto La Figura 2 presenta una distribucioacuten en relacioacuten con la edad y el sexo que refleja con mayor aproximacioacuten estas caracteriacutesticas demograacuteficas ademaacutes de estos fenoacutemenos razonablemente predecibles pueden tener cambios que lo sean menos en efecto el crecimiento de la poblacioacuten se ve afectado por acontecimientos tales como la guerra la escasez los progresos meacutedicos y los cambios en las costumbres sociales

Describir algunos de los factores que afectan el crecimiento de las poblaciones bull Liacutemites de espacios bull Liacutemites de alimento bull Decisiones concretas de las familias y las naciones bull El hambre bull Las enfermedades bull Fuerzas sociales complicadas que se relacionan entre siacute

Moacutedulo 15 CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA

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Sentildealar a la temperatura como contaminante ambiental Los organismos de sangre caliente (mamiacuteferos y aves) tienen la capacidad de regular la temperatura de sus cuerpos a medida que la temperatura ambiental aumente o disminuya no observaacutendose lo mismo en los organismos de sangre friacutea como los peces la industria de la energiacutea eleacutectrica y particularmente las plantas de energiacutea nuclear producen calor sobrante y este calor resulta maacutes praacutectico descargarlo en las aguas corrientes este calor sobrante calentaraacute el agua de riacuteos y estanques modificando las formas de vida y alterando de manera considerable el ecosistema acuaacutetico Dicho calor ocasiona un aumento en el consumo de oxiacutegeno de las especies apreciadas por el hombre (trucha semora sarco perca amarilla etc) y su muerte posterior estas especies cuyos ciclos vitales se desarrollan en aguas friacuteas primero alteran sus ciclos vitales y posteriormente van a su extincioacuten y al reemplazamiento de estas especies uacutetiles para el hombre por otras maacutes rudas pero de menor utilidad (sarco lobina etc)

Describir como en todo proceso donde se realiza un trabajo se produce calor El trabajo y el calor son dos formas de energiacutea por lo que se puede convertir trabajo en calor o calor en trabajo Por ejemplo si tenemos friacuteo frotamos nuestras manos en este caso el trabajo aplicado al frotamiento de las manos se ha transformado en calor otro ejemplo lo constituye un automoacutevil el cual usa un combustible que tiene energiacutea potencial al hacerlo explotar en la caacutemara del pistoacuten el gas caliente resultante se aplicaraacute en mover el pistoacuten y consecuentemente al vehiacuteculo pero en este caso no toda la energiacutea caloriacutefica se aplica para mover el automoacutevil de modo que mucha de dicha energiacutea se pierde en la atmoacutesfera en los gases de escape del motor

Enunciar la primera Ley de la Termodinaacutemica La palabra termodinaacutemica proviene de termo=calor y dinaacutemica=trabajo es pues el estudio del calor para producir trabajo la primera Ley de la Termodinaacutemica dice ldquola energiacutea contenida en el Universo no puede crearse ni destruirse solo se transforma de una forma a otra en energiacuteardquo Esta ley tambieacuten es llamada la ley de ldquono puedes ganarrdquo

Explicar porque no es posible construir una maacutequina de movimiento perpetuo Una maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado es aquella que produciriacutea trabajo indefinidamente mientras que una maacutequina de movimiento perpetuo de segundo grado es aquella que aprovechariacutea la energiacutea contenida en el agua o en el aire enfriaacutendolos para su funcionamiento Ninguna de las dos maacutequinas es susceptible de implementarse la razoacuten es que para la maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado se opone la primera Ley de la Termodinaacutemica (de alguna parte se tiene que proporcionar energiacutea para que efectuacutee su trabajo) la segunda es entendible pero igualmente imposible de fabricar es imposible que el flujo energeacutetico se enfriacutee por debajo de la temperatura del medio ambiente circundante para aprovechar su energiacutea caloriacutefica

Describir la segunda Ley de la Termodinaacutemica Puede definirse esta ley empleando el enunciado negativo que de ella postuloacute Lord Kelvin (1824-1907) ldquoEs imposible por medio de la accioacuten de un material inanimado obtener efecto mecaacutenico de una porcioacuten cualquiera de materia enfriaacutendola por debajo de la temperatura del maacutes friacuteo de los objetos circundantesrdquo otra expresioacuten para la segunda ley de la termodinaacutemica es ldquodos cuerpos en contacto teacutermico acaban alcanzando una temperatura comuacutenrdquo Tambieacuten la ley de ldquono me puedes empatarrdquo

Explicar en que consiste un termomotor Un termomotor es una maacutequina que consume combustibles para producir calor y convertir el calor en trabajo un termomotor se puede hacer trabajar mediante dos procesos a saber bull Habiacutea de ser absorbido calor por las partes accionadas de alguna fuente caliente bull El calor de desecho ha de ser pasado a un depoacutesito externo a una temperatura inferior Para un termomotor la substancia de trabajo suele ser un gas que se dilata para realizar trabajo contra un eacutembolo o la hoja de una turbina el gas se enfriacutea al realizar trabajo pero no puede enfriarse por debajo de la temperatura de aquello que lo rodea por consiguiente hay que adoptar alguna medida para eliminar el desecho de calor de un termomotor En la praacutectica el enfriamiento suele realizarse ya sea haciendo pasar aire por el motor o bien vertiendo agua sobre el mismo en la mayoriacutea de los automoacuteviles el agua circula a traveacutes del motor se enfriacutea al pasar por el radiador y vuelve a circular En las grandes centrales eleacutectricas donde se crea una gran cantidad de calor el elemento refrescante es a menudo un riacuteo un lago o el mar

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Moacutedulo 16 EL RUIDO

Describir la forma de transmisioacuten del sonido a traveacutes del aire El sonido es una forma de energiacutea que es ocasionada por un cuerpo en movimiento este movimiento pone en alguna forma en movimiento el aire el cual hace luego mover alguacuten dispositivo receptor en el oiacutedo esta transferencia de energiacutea sonora a traveacutes del aire tiene lugar en forma de onda

Definir longitud de onda Cuando observamos el agua de un estanque tranquilo tiene una superficie plana si se lanza una piedra se ocasiona una perturbacioacuten la cual se manifiesta en forma de ondas de modo que el nivel seraacute maacutes alto en algunos lugares (crestas) y maacutes bajo en otros (valles o senos) la distancia entre trastornos sucesivos del mismo tipo tal como entre dos crestas vecinas o dos senos sucesivos se designa como longitud de onda

Explicar el significado de onda elaacutestica El sonido se transmite de una forma similar a como viajan las ondas en el agua solo que en vez de manifestarse como crestas y senos la onda de sonido consiste en una sucesioacuten de compresiones y dilataciones que alteran la densidad normal del medio (tal como el aire) en el que se propagan este tipo de onda se designa como onda elaacutestica

Distinguir la diferencia entre sonido y ruido El ruido es un sonido indeseable un sonido intenso se considera ruido la intensidad del sonido se mide en decibeles (dB) y dicha intensidad se calcula con la relacioacuten

Intensidad del sonido endB= fuerzadeunsonido dadofuerzade unsonido justamente perceptible

Sentildealar en que consiste la escala decibel Para medir la intensidad del sonido se podriacutea hacer utilizando la escala de vatios nos encontrariacuteamos con el inconveniente de tener que utilizar nuacutemeros demasiado pequentildeos o demasiado grandes ademaacutes la escala seriacutea poco praacutectica porque no partiriacutea de cero sino de alguacuten nuacutemero que representara el sonido audible maacutes bajo Para obviar estos defectos y simplificar la medicioacuten de intensidad sonora se hace lo siguiente bull Se crea una nueva unidad de medicioacuten de intensidad sonora llamada el decibel deci (que significa diez) o sea una referencia a la base de los logaritmos comunes y bel (de Alexander Graham Bell) y la definimos en teacuterminos de la razoacuten de la intensidad de un sonido con respecto a otro bull Establecemos que el sonido maacutes bajo perceptible para el oiacutedo tendraacute el valor de cero decibeles (dB) y constituiraacute el punto de partida de nuestra escala de medicioacuten del sonido bull Nos servimos de los logaritmos de las razones de los sonidos de intensidades distintas para expresar los grados de intensidad sonora El logaritmo de un nuacutemero ldquode base 10rdquo es sencillamente el nuacutemero de veces que 10 es multiplicado por siacute mismo para dar el nuacutemero en cuestioacuten si el nuacutemero es muacuteltiplo de 10 el logaritmo es el nuacutemero de ceros que contenga

Log10 100 = 2 Log10 1000000 = 6 Log10 1 = 0

Describir algunos efectos nocivos del ruidobull Obstaacuteculo para la comunicacioacuten en teacuterminos generales el ruido nos distrae de los sonidos que deseamos o debemos escuchar bull Peacuterdida del oiacutedo la exposicioacuten prolongada al ruido fuerte puede ocasionar la perdida paulatina del oiacutedo son varios los efectos del ruido que pueden ocasionar la peacuterdida del oiacutedo como la intensidad (80 dB o maacutes provocan peacuterdida permanente del oiacutedo) la frecuencia (en ruido a 200 ciclos por segundo y con una intensidad de 95 dB reduciraacute la capacidad auditiva) bull Otros efectos sobre la salud y la conducta como reacciones de ansiedad tensioacuten y en casos extremos miedo cambios hormonales que ocasionan aumento en el latido cardiaco contraccioacuten de los vasos sanguiacuteneos espasmos digestivos dilatacioacuten de las pupilas etc

Mencionar algunas formas de controlar el ruido 1 Reduccioacuten del manantial 2 Interrupcioacuten de la viacutea 3 Proteccioacuten del receptor

Definir que es el nuacutemero Mach Las velocidades supersoacutenicas suelen medirse en nuacutemeros Mach

NuacutemeroMach= velocidad del objetovelocidad del sonido

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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Los hidrocarburos clorados se descomponen lentamente en la naturaleza y muchos tienen una media vida de descomposicioacuten de 10 a 15 antildeos el resultado es que estos venenos existen un tiempo suficiente para producir efectos nocivos

Definir el concepto de pesticida Pesticida es un producto quiacutemico destinado a luchar contra los paraacutesitos animales y vegetales de los cultivos

Explicar en que consiste una mutacioacuten Un problema con los pesticidas es que tienden a hacerse menos eficaces despueacutes de algunos antildeos de uso por supuesto la composicioacuten del pesticida sigue siendo la misma pero su empleo tiende a traducirse en el desarrollo en las plagas de una poblacioacuten inmune Tal parece como si el pesticida hubiera perdido su fuerza Este deterioro gradual de la accioacuten de los pesticidas requiere el empleo de cantidades de pesticidas cada vez mayores para conseguir el mismo efecto para comprender la razoacuten de este fenoacutemeno se necesita considerar el caraacutecter de la adaptacioacuten geneacuteticaLa quiacutemica de las plantas y los animales cambia de cuando en cuando como resultado de alteraciones accidentales al azar ndashinvitaciones- de sus ceacutelulas reproductoras el mutante tiene buenas probabilidades de supervivencia si su mutacioacuten particular lo protege contra un medio ambiente hostil Este mecanismo de mutacioacuten al azar ha permitido a los insectos adaptarse a su medio ambiente durante millones de antildeos y es este proceso el que protege a los insectos de los pesticidas

Unidad II DESECHOS RADIACTIVOS CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Moacutedulo 5 DESECHOS RADIACTIVOS

Definir los siguientes teacuterminos bull Nuacutecleo atoacutemico es donde se encuentra concentrada toda la masa de un aacutetomo Contiene los protones y los neutrones y por consiguiente toda la carga positiva y praacutecticamente toda la masa bull Nuacutemero atoacutemico indica cuaacutel es el nuacutemero de protones en el nuacutecleo de un aacutetomo es decir la carga nuclear (carga positiva) bull Nuacutemero de masa indica la cantidad de protones en el nuacutecleo maacutes el nuacutemero de neutrones en el mismo bull Isoacutetopo un determinado elemento puede tener maacutes de un nuacutemero de masa los aacutetomos del mismo elemento (esto es los aacutetomos del mismo nuacutemero atoacutemico) que tienen nuacutemeros de masas diferentes se designan como isoacutetopos Asiacute por ejemplo 12C y 14C son isoacutetopos de carbono los dos tienen seis protones nucleares Son isoacutetopos porque tienen diferente nuacutemero de masa

Enunciar el concepto de elemento quiacutemico Es una substancia que consta de aacutetomos del mismo nuacutemero atoacutemico se considera que los elementos son clases de materias primas quiacutemicas iacutentimas todas las substancias estaacuten compuestas de elementos cada elemento tiene un nombre comuacuten y estaacute representado por una o dos letras Se encuentran 88 elementos en estado natural sobre la tierra Estos elementos estaacuten numerados del 1 al 92 (faltando los nuacutemeros 43 51 85 y 87) o sea los cuatro elementos faltantes juntamente con 12 maacutes por encima de los 92 que han sido hechos por el hombre de modo que el nuacutemero total ahora conocido es de 104

Explicar en que consiste la radiactividad Algunos nuacutecleos atoacutemicos son inestables se les designa como radioisoacutetopos y de las substancias en que existen se dice que son radiactivas algunos de estos nuacutecleos inestables se encuentran sobre la tierra en estado natural en tanto que otros han sido elaborados por el hombre Un ejemplo de radioisoacutetopo que se encuentra en estado natural es el radio 226 (226Ra) La radiactividad natural fue descubierta accidentalmente en 1896 cuando el franceacutes Henry Becquerel encontroacute que los minerales de uranio emiten una radiacioacuten algo parecida a la de los rayos X (llamados rayos Gamma) maacutes adelante se averiguoacute que la emisioacuten estaba almacenada en alguna forma en los nuacutecleos atoacutemicos mismos se encontroacute que las emisiones constaban de partiacuteculas eleacutectricamente positivas (partiacuteculas alfa nuacutecleos de Helio) de partiacuteculas eleacutectricamente negativas (rayos beta electrones) y de rayos eleacutectricamente neutros (rayos gamma parecidos a los rayos X) Cuando se descompone un radioisoacutetopo queda atraacutes un nuevo aacutetomo en algunos casos el aacutetomo subsistente es estable (no radiactivo) en tanto que en otros casos es radiactivo (inestable) Por ejemplo el nuacutecleo de radio 226 se descompone para producir una partiacutecula alfa y un nuevo elemento el radoacuten 222 que es un gas radiactivo

226Ra rarr partiacutecula alfa + 222Rn

Sentildealar las influencias nocivas que presenta la absorcioacuten indiscriminada de isoacutetopos radiactivos por un organismo vivo La alta energiacutea que acompantildea la radiactividad produce cambios quiacutemicos estos cambios

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incluyen alteraciones de las ceacutelulas vivas y son praacutecticamente siempre nocivos las dosis grandes pueden ser fatales para el hombre La vida sobre la tierra ha evolucionado en presencia del nivel natural de radiacioacuten de fondo esta radiacioacuten puede ser tan perniciosa como la de las fuentes artificiales sin embargo su nivel es bajo y la vida sobre la tierra se ajusta a las mutaciones que causa los pocos organismos dantildeados por esta radiacioacuten no sobreviven a la competencia con los que no han sido dantildeados y por consiguiente mueren Por supuesto los organismos maacutes raros todaviacutea a la mutacioacuten mejoran sobreviven preferentemente este proceso selectivo constituye la evolucioacuten cuando los organismos no aceptan las mutaciones pueden conducir a la extincioacuten de la especie La radiacioacuten puede afectar cualquier parte del organismo humano perjudica la sangre destruyendo leucocitos mediante lesioacuten de la meacutedula oacutesea el bazo y los noacutedulos linfaacuteticos otros efectos especiacuteficos susceptibles de ser producidos por grandes dosis de radiacioacuten son los tumores pulmonares caacutencer de la piel dantildeo en los huesos esterilidad y cataratas La cantidad maacutes pequentildea de radiacioacuten una partiacutecula puede dantildear el nuacutecleo de una ceacutelula individual una ceacutelula dantildeada o una de sus descendientes puede convertirse en cancerosa si una ceacutelula germen es alterada la lesioacuten geneacutetica resultante puede transmitirse a las generaciones futuras

Definir el concepto de vida media Vida media o semivida es el tiempo en el cual una substancia radiactiva se reduce a la mitad por ejemplo un kilogramo de substancia radiactiva con una vida media de 10 antildeos dentro de 10 antildeos se reduciraacute a 500 gramos

Describir el proceso de desintegracioacuten radiactiva El concepto de vida media se aplica a los radiosioacutetopos Ejemplo Un nuacutecleo de un aacutetomo de iacutendice 226Ra tiene 50 probabilidades contra 50 de sobrevivir en un intervalo determinado de 1600 antildeos esto significa que la vida media de 226Ra es de 1600 antildeos por consiguiente si se coloca 1 gr de 226Ra en un recipiente en 1971 solo quedariacutea medio gramo despueacutes de 1600 antildeos (en el antildeo 3571) y uacutenicamente un cuarto de gramo despueacutes de otros 1600 antildeos (en el antildeo 5171) y asiacute sucesivamente este proceso se designa como desintegracioacuten radiactiva

Moacutedulo 6 PUNTOS DE VISTA OPUESTOS EN RELACIOacuteN CON LA ENERGIacuteA NUCLEAR

Describir el funcionamiento de las partes principales de un reactor nuclear Ecuaciones fundamentales de fisioacuten nuclear

(rara)235U + 1 neutroacuten rarr productos de fisioacuten + 2 a 3 neutrones + energiacutea

y 238U + 1 neutroacuten rarr plutonio 239 oacute 239Pu larr fuente de nuevo producto fisionante 239Pu + 1 neutroacuten rarr productos de fisioacuten + 2 a 3 neutrones + energiacutea

El reactor nuclear que produce energiacutea necesita lo siguiente bull Un medio de controlar los neutrones el control del nuacutemero de neutrones se efectuacutea por medio de barras absorbentes de neutrones que contienen cobalto o boro y que pueden introducirse maacutes o menos profundamente en el reactor el control de la energiacutea de los neutrones que influye sobre la velocidad de las reacciones que experimentan es efectuado por un ldquomoderadorrdquo esto es una substancia que hace los neutrones maacutes lentos pero sin absorberlos El moderador utilizado en el primer reactor experimental fue el grafito esto es una forma de carbono en tanto que los reactores actuales utilizan el agua bull Una manera de extraer la energiacutea caloriacutefica producida la energiacutea obtenida en los procesos del reactor ha de transferirse a un liacutequido circulante por ejemplo a metal sodio fundido el calor de este liacutequido se utiliza para convertir el agua en vapor (en un transformador de calor o condensador) que impulsa turbinas para producir electricidad bull Un medio de contener y eliminar los desechos son los cartuchos de uranio revestidos de acero inoxidable Una vez que se han acumulado impurezas la reaccioacuten en cadena maacutes lenta se ha convertido en desechos los cuales estaacuten maacutes concentrados maacutes radiactivos por consiguiente maacutes peligrosos El uranio se vuelve a tratar (se enriquece) y los desechos han de eliminarse apropiadamente Primero hay que esperar a que los desechos se enfriacuteen y de alguna manera convertirse a una forma soacutelida la cual se pueda manipular maacutes faacutecilmente el paso final que se considera actualmente como el mejor para la eliminacioacuten uacuteltima consiste en colocar los desechos enfriados concentrados y solidificados en una mina de sal o cueva de sal abandonada de las que se espera que permaneceraacuten secas y sin trastornos por miles de antildeos hasta que el material radiactivo se degrade completamente Un procedimiento alternativo posible consiste en producir una especie de cemento que incorpore la materia de desecho radiactivo este ldquocemento calienterdquo se inyecta luego en grietas subterraacuteneas de roca bioloacutegicamente estable en donde se endurece y se convierte en parte de la estructura soacutelida de la corteza de la Tierra bull Un conjunto general de procedimientos de seguridad para protegerse contra las liberaciones accidentales de material radiactivo

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Describir los meacutetodos de seguridad que se emplean en las plantas de energiacutea nuclear Este procedimiento incluye factores como bull Uso de una triple capa de defensa la cual hace todo accidente grave casi inconcebible bull El combustible nuclear no es uranio puro sino una forma ceraacutemica de bioacutexido de uranio el cual es mucho maacutes capaz de retener los productos de la fisioacuten bull El empleo de agua ordinaria como refrigerante y moderador de neutrones proporciona tambieacuten una proteccioacuten automaacutetica bull El uso de dos sistemas de refrigeracioacuten independientes por si el principal fallara bull El empleo de sistemas automatizados alejados de fallas humanas bull Uso de una barrera de contencioacuten reforzada con concreto que protege al reactor y a los generadores de vapor disentildeada para resistir terremotos y huracanes

Analizar el caso de la presencia del estroncio radiactivo en la leche El estroncio 90 (90Sr) es un producto de desecho de la fisioacuten radiactiva con una vida media de aproximadamente 27 antildeos es uno de los componentes de la ldquoprecipitacioacuten radiactivardquo o sea la mezcla de los desechos radiactivos liberados por los procesos nucleares hacia la atmoacutesfera y que gradualmente se depositan sobre la superficie de la tierra juntamente con otros polvos diversos El estroncio (cualquier isoacutetopo de estroncio radiactivo o no) es quiacutemicamente similar al calcio que constituye un elemento importante en los huesos de los animales en los mamiacuteferos el calcio es transmitido a las criacuteas por la leche de la madre asiacute pues la leche es una fuente importante de calcio los herbiacutevoros como las vacas obtienen su calcio de la materia vegetal de sus alimentos si una vaca pasta en una zona contaminada por la lluvia radiactiva el 90Sr se transportaraacute juntamente con el calcio y se acumularaacute en los huesos de la vaca y en su leche este proceso orgaacutenico concentra el 90Sr y habraacute mucho maacutes en 1 gr de leche que en un gramo de hierba La leche de vaca es utilizada como alimento por los humanos especialmente por los nintildeos de modo que tienen probabilidades de ingerir relativamente grandes cantidades de 90Sr las madres que amamantan a sus bebeacutes concentran 90Sr en la leche y consecuentemente el bebeacute lactante ingeriraacute este radiosioacutetopo en el pecho de su madre

Moacutedulo 7 CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Sentildealar la importancia del aire para la vida El aire es indispensable para la vida sobre la Tierra la adicioacuten de materia indeseable transportada por el aire (como el humo) cambia la composicioacuten de la atmoacutesfera de la Tierra perjudicando posiblemente la vida y alterando materiales designamos este fenoacutemeno atmosfeacuterico como lsquocontaminacioacuten del airersquo

Definir el significado de ldquouna parte por milloacutenrdquo Una manera de expresar la concentracioacuten de gases y partiacuteculas en el aire la cual es la cantidad de la substancia en un volumen determinado de espacio dado o en una cantidad dada de otra materia en razones o voluacutemenes es la denominada partes por milloacuten (ppm) 1 ppm significa ldquouna parte por milloacutenrdquo o un volumen de la substancia contaminante en un milloacuten de voluacutemenes de aire contaminado por ejemplo si hay 1 ppm en el aire de SO2 significa que existe una moleacutecula de SO2

entre un milloacuten de moleacuteculas de aire

Establecer la diferencia entre aire puro y aire contaminado El aire puro es una mezcla de gases 78 de nitroacutegeno (N) 21 de oxiacutegeno (O) 93 de gases inertes (argoacuten kriptoacuten etc) metano (CH4) hidroacutegeno (H) y una cantidad variable de vapor de agua ademaacutes de bioacutexido de carbono (CO2) El aire estaraacute contaminado si variacutea en los porcentajes indicados o si contiene otras partiacuteculas diferentes a las que se mencionan en la composicioacuten descrita

Nombrar algunos contaminantes naturales del aire bull1 Oacutexidos de nitroacutegeno (en su mayor parte N2O) 05 ppm y NO2 (002 ppm) producidos ambos por la radiacioacuten solar y por los rayos bull1 Ozono (O2) producido tambieacuten por la radiacioacuten solar y por los rayos

Explicar la diferencia entre contaminante primario y contaminante secundario del aire bull Contaminante primario es aquel que se produce mediante alguacuten proceso o reaccioacuten por ejemplo al quemar azufre o combustibles que lo contienen se produce bioacutexido de azufre (SO2) seguacuten la reaccioacuten S + O2 rarr SO2 bull Contaminante secundario es aquel que se produce en la atmoacutesfera a partir de un contaminante primario por ejemplo el trioacutexido de azufre (SO3) se produce en la atmoacutesfera por la oxidacioacuten del SO2 bajo la influencia de la luz solar seguacuten la reaccioacuten 2SO2 + O2 rarr 2SO3

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Mencionar algunos contaminantes gaseosos del aire bull Oacutexidos de carbono bioacutexido de carbono (SO2) bull Compuestos que contienen carbono e hidroacutegeno (hidrocarburos) carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno (oxigenados) bull Compuestos que contienen azufre bioacutexido de azufre (SO2) trioacutexido de azufre (SO3) sulfuro de hidroacutegeno (H2S) bull Compuestos que contienen nitroacutegeno oacutexido de nitroacutegeno (NO) bioacutexido de nitroacutegeno (NO2) bull Ozono (O3) y oxidantes bull Fluoruro de hidroacutegeno (HF)

Nombrar algunas partiacuteculas contaminantes del aire bull Partiacuteculas viables (capaces de vivir) granos de polen bacterias hongos mohos o esporas insectos partes de insectos bull Partiacuteculas no viables arena partiacuteculas de tierra gotitas de salados polvo volcaacutenico partiacuteculas extraterrestres (naturales) bull Partiacuteculas producidas por actividades humanas bullbullOrgaacutenicas humo proveniente de la combustioacuten de carboacuten petroacuteleo madera y basura polvos insecticidas partiacuteculas orgaacutenicas liberadas por la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica bullbullInorgaacutenica partiacuteculas provenientes de las actividades metaluacutergicas de la industria productora de mineral no metaacutelico de la manufactura quiacutemica inorgaacutenica y del plomo utilizado en la gasolina

Moacutedulo 8 EFECTOS DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Describir el funcionamiento de un filtro de bolsa La materia en partiacuteculas se deja retener en medios porosos (filtros) que dejan pasar el gas tales separaciones son posibles porque las partiacuteculas son mucho maacutes grandes que las moleacuteculas de gas Para tratar grandes corrientes de gas los filtros son a menudo en forma de bolsas ciliacutendricas parecidas a calcetines gigantes de las que la materia en partiacuteculas recogida se vaciacutea perioacutedicamente por sacudida

Describir el funcionamiento de un colector de cicloacuten Maacutes importante que la velocidad de depoacutesito de las partiacuteculas grandes es el hecho de que las partiacuteculas maacutes pesadas poseen maacutes inercia por consiguiente si una corriente de gas que contiene contaminantes en partiacuteculas se hace girar en remolino las partiacuteculas podraacuten ser expulsadas a lugares de donde se les pueda eliminar coacutemodamente un dispositivo de esta clase es el llamado cicloacuten

Describir el funcionamiento de un precipitador electrostaacutetico Las partiacuteculas pueden tambieacuten estar cargadas eleacutectricamente y una superficie colectora que lleve una carga de signo contrario los atraeraacute dispositivos de esta clase llamados precipitadores electrostaacuteticos se utilizan en gran escala sobre todo para reducir el humo de las plantas de energiacutea que queman combustibles foacutesiles

Describir el funcionamiento de un depurador Los gases contaminantes no pueden recogerse faacutecilmente por medios mecaacutenicos porque sus moleacuteculas no son lo bastante maacutes grandes o maacutes pesadas que las del aire sin embargo algunos gases contaminantes podraacuten ser maacutes solubles en un liacutequido determinado (por regla general el agua) de lo que es el aire se les podraacute recoger por un proceso que los lleve a un contacto iacutentimo con el liacutequido Los aparatos que realizan semejante separacioacuten se designan depuradores Los medios de establecer contacto entre el gas y el liacutequido incluyen el rociado del liacutequido en el gas y el burbujeo del gas a traveacutes del liacutequido el amoniaco (NH3) constituye un ejemplo de gas soluble en agua que se deja extraer de una corriente de aire

Establecer la diferencia entre ldquoadsorcioacutenrdquo y ldquoabsorcioacutenrdquo ldquoAdsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en la superficie de alguacuten material mientras que ldquoabsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en el interior de un material

Explicar en que consiste el control de los contaminantes por conversioacuten La conversioacuten maacutes importante de los contaminantes es la oxidacioacuten en el aire la oxidacioacuten se aplica las maacutes de las veces a los gases y vapores contaminantes orgaacutenicos y rara vez a la materia en partiacuteculas cuando las substancias orgaacutenicas que soacutelo contienen carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno se oxidan por completo los uacutenicos productos son bioacutexido de carbono y agua inofensivos ambos sin embargo el proceso es a menudo muy dispendioso porque se requiere utilizar una cantidad de energiacutea considerable para mantener la totalidad de la corriente de gas suficientemente caliente (700degC aprox) para que tenga lugar la oxidacioacuten completa Si el contaminante esta suficientemente concentrado su propio valor de combustible podraacute proporcionar acaso una gran parte de esta energiacutea ademaacutes la temperatura necesaria para la combustioacuten podraacute reducirse

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utilizando un catalizador Hay cierto nuacutemero de conversiones quiacutemicas de contaminantes posibles aparte de la combustioacuten en el aire estos comprenden la neutralizacioacuten quiacutemica de un aacutecido o una base y la oxidacioacuten de contaminantes por agentes distintos del aire

Describir algunos meacutetodos de control de contaminacioacuten del aire por compuestos de azufre Quemamos carboacuten petroacuteleo o gas natural que contienen azufre para producir calor y energiacutea el azufre contenido en el combustible se oxida en SO2 y contamina el aire se dejan concebir los siguientes meacutetodos de control bull Cambiar a otras fuentes de energiacutea energiacutea hidroeleacutectrica energiacutea nuclear o energiacutea solar a tiacutetulo de solucioacuten parcial se podriacutea cambiar a combustibles de contenido menor de azufre bull Extraer el azufre antes de quemarlo lo que traeriacutea aumento en el costo del combustible bull Extraer el azufre de los gases de escape antes de descargarlos en la atmoacutesfera bull Utilizar meacutetodos maacutes eficientes de combustioacuten bull Usar menor cantidad de combustible consumido o usado por persona bull Reducir la velocidad de crecimiento de la poblacioacuten

Sentildealar las ventajas y desventajas al proponer como solucioacuten a la contaminacioacuten atmosfeacuterica el empleo del automoacutevil eleacutectrico bull Ventajas Disminucioacuten en los niveles de contaminacioacuten atmosfeacuterica bull Desventajas Necesidad de maacutes centrales de energiacutea Depresioacuten econoacutemica en la industria del petroacuteleo Cambios en los automoacuteviles y en la industria automotriz Cambios en las estaciones de servicios Cambios en el disentildeo de las carreteras Modificacioacuten en los impuestos Las bateriacuteas usadas hasta hoy tienen poca autonomiacutea

Unidad III CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA DESECHOS SOacuteLIDOS

Moacutedulo 9 EL CARAacuteCTER DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA

Describir la colocacioacuten de los aacutetomos de hidroacutegeno y oxiacutegeno en la moleacutecula del agua El agua contiene 8 partes de oxiacutegeno por una parte de hidroacutegeno en peso por ejemplo 9 kg de agua contienen 8 kg de oxiacutegeno y 1 kg de hidroacutegeno La composicioacuten del agua y los pesos atoacutemicos del oxiacutegeno y el hidroacutegeno estaacuten expresados en la foacutermula H2O la composicioacuten del agua es O (16) es a H (1 + 1) como 16 es a 2 como 8 es a 1 La suma de estos pesos atoacutemicos 1 + 1 + 16 = 18 es el peso molecular del agua El oxiacutegeno estaacute ligado a los dos hidroacutegenos y la moleacutecula tiene una figura inclinada con un aacutengulo de 105 grados entre las dos ligazones

H H+ +

105degO-

Sentildealar las formas en que se agrupan las moleacuteculas del agua Las cargas negativas (electrones) estaacuten amontonadas en forma maacutes apretada alrededor del aacutetomo de oxiacutegeno que las cargas positivas (protones) esto ocasiona una separacioacuten de las cargas con la parte de la moleacutecula cargada negativamente maacutes cerca de los aacutetomos de oxiacutegeno y de las partes cargadas positivamente mas cerca de los hidroacutegenos Estas cargas eleacutectricas atraen a sus opuestas en otras moleacuteculas de agua con el resultado de que el agua liacutequida consta de agregados de moleacuteculas de H2O ligadas unas a otras como aquiacute se indica

+ = hidroacutegeno- = oxiacutegeno

Describir el comportamiento del agua como solvente eficaz de algunas substancias Las fuerzas eleacutectricas que ligan las moleacuteculas de agua unas a otras pueden servir tambieacuten para ligar moleacuteculas de agua a las substancias extrantildeas por consiguiente el agua es un solvente excepcionalmente bueno especialmente en el caso de substancias que tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas Estas substancias son en forma tiacutepica compuestos inorgaacutenicos tales como los compuestos de elementos metaacutelicos en cambio el agua es un solvente mediocre para substancias cuyas moleacuteculas no tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas son ejemplos de este uacuteltimo las substancias de los hidrocarburos derivados del petroacuteleo tales como la gasolina el aceite mineral y la grasa

Mencionar queacute se entiende por partiacuteculas suspendidas coloidales y materia disuelta Resulta praacutectico clasificar las substancias extrantildeas en el agua seguacuten el volumen de sus partiacuteculas porque es este volumen el

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que con frecuencia condiciona la eficacia de los diversos meacutetodos de purificacioacuten las substancias se clasifican en bull Partiacuteculas suspendidas son las mayores las que tienen diaacutemetro de aproximadamente un microacutemetro son lo bastante grandes para depositarse a velocidades razonables y ser retenidas por los filtros comunes Son tambieacuten lo suficientemente grandes para absorber la luz y hacer que el agua que contaminan se vea turbia y sucia bull Partiacuteculas coloidales son tan pequentildeas que su velocidad de depoacutesito es insignificante y pasan a traveacutes de los agujeros de la mayoriacutea de los medios filtrantes no se les puede eliminar del agua por sedimentacioacuten o filtracioacuten ordinaria El agua que contiene partiacuteculas coloidales se aclara en el trayecto directo de la luz que la ilumina pero se podriacutea ver acaso turbia si se le observa a un aacutengulo recto con respecto al haz lumiacutenico Los colores de las aguas naturales tales como el azul el verde y el rojo de los lagos o mares son debido en gran parte a partiacuteculas coloidales bull La materia disuelta no se deposita no es retenida por los filtros y no enturbia el agua las partiacuteculas de las que dicha materia consta no son mayores de aproximadamente 11000 de microacutemetro de diaacutemetro si son eleacutectricamente neutras se les llama moleacuteculas y si llevan una carga eleacutectrica se les designa iones

El azuacutecar de cantildea (sacarosa) el alcohol de granos (etanol) y el anticongelante ldquopermanenterdquo (glicol de etileno) son substancias que se disuelven en el agua como moleacuteculas eleacutectricamente neutras la sal de mesa (cloruro de sodio) se disuelve como sodio positivo y iones negativos de cloruro

Moacutedulo 10 LA COMPOSICIOacuteN DE LAS AGUAS NATURALES

Clasificar las diferentes impurezas del agua seguacuten su origen y tamantildeo de sus partiacuteculas Origen y naturaleza de las impurezas de las aguas naturales

bull Atmoacutesfera bull suspendidas polvos bull coloidales polvos bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 SO2 O2 N2 bull iones positivos H+ bull iones negativos HCO3- SO4 2-

bull Tierra mineral y piedrasbull suspendidas arena arcillas partiacuteculas de tierra mineral bull coloidales arena bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 bull iones positivos Na+ K2+ Ca2+ Mg2+ Fe2+ Mn2+ bull iones negativos Cl- F- SO42- CO32- HCO3- NO3-

bull Organismos vivos y sus productos de descomposicioacuten suspendidas algas diatomeas bacterias peces tierra orgaacutenica otros organismos coloidales virus materia colorante orgaacutenica tierra orgaacutenica (manto) disueltas

moleacuteculas CO2 O2 N2 H2S CH4 desechos orgaacutenicos iones positivos H+ Na+ NH4+ iones negativos Cl- HCO3 NO3-

Describir el efecto de los microorganismos en el agua El agua contaminada podraacute ser sucia mal oliente corrosiva poco apta para lavar en ella la ropa o desagradable al gusto sin embargo el efecto maacutes perjudicial del agua contaminada para el hombre ha sido ciertamente el de la transmisioacuten de enfermedades La fiebre tifoidea en el Hemisferio Occidental y el coacutelera en el Hemisferio Oriental han sido las causas del mayor nuacutemero de defunciones producidas por el agua otras enfermedades humanas transmitidas al hombre por microorganismos del agua son la disenteriacutea la hepatitis infecciosa y la gastroenteritis es posible que algunas otras enfermedades viacuterales tales como la poliomielitis sean tambieacuten transmitidas por el agua El hombre vive en relacioacuten iacutentima con microorganismos sobre su piel y en su sistema digestivo el total de la poblacioacuten microbiana en un hombre normal es tal vez de 10 millones de millones (1013) en estado de salud los hombres y los microbios viven juntos para beneficio mutuo el excremento de un ser humano sano no es necesariamente un manantial de enfermedades si se dispersa en el agua sin embargo algunas personas sanas viven en armoniacutea con organismos que pueden resultar patoacutegenos para otros Sentildealar las caracteriacutesticas que debe tener el agua para considerarse aceptable para beber

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Se considera que el agua es aceptable para beber si bull Contiene menos de 10 bacterias intestinales por litro bull Si no contiene impurezas quiacutemicas en concentraciones que pueden ser peligrosas para la salud del consumidor o corrosivas con respecto al sistema de conduccioacuten del agua bull Si no presenta un gusto olor color o turbiedad objetables bull Si no procede de un manantial sujeto a contaminacioacuten por aguas negras u otros contaminantes tales como un pozo exactamente cuesta debajo de una fosa seacuteptica

Mencionar la importancia del oxiacutegeno disuelto en el agua La mayoriacutea de la materia orgaacutenica procedente de desechos de alimentos de aguas negras domeacutesticas y de residuos de faacutebricas tales como partiacuteculas de tierra son desintegradas en el agua por bacterias protozoarios y diversos organismos mayores semejantes descomposiciones convierten substancias ricas en energiacutea en substancias pobres en energiacutea mediante reacciones quiacutemicas que utilizan oxiacutegeno Por supuesto estas conversiones tienen lugar tanto en el agua como en la tierra sin embargo la diferencia importante entre estos dos medios es que el oxiacutegeno atmosfeacuterico a disposicioacuten de los animales terrestres es reemplazado en forma relativamente raacutepida por la vida vegetal y en esta forma no se agota En cambio el oxiacutegeno disuelto en las aguas puede agotarse maacutes raacutepidamente de lo que es reemplazado desde la atmoacutesfera y las bacterias los protozoarios los gusanos de lodo y la trucha compiten por el oxiacutegeno cuando los elementos nutritivos son abundantes semejante competencia afecta la distribucioacuten de las formas de vida en el agua cuando la introduccioacuten de una materia nutritiva (basura o desechos industriales orgaacutenicos) altera esta distribucioacuten en una forma que resulta desfavorable para el hombre (por ejemplo de modo que cohiba la trucha y favorezca los protozoarios) la calidad del agua ha de considerarse como deteriorada y los elementos nutritivos antildeadidos son contaminantes

Definir los conceptos de bull Aerobiosis Es cuando un combustible como la madera es quemado en el aire tiene lugar una liberacioacuten de energiacutea y la formacioacuten de las substancias bioacutexido de carbono y agua pobres en energiacutea semejante conversioacuten puede mostrarse mediante la ecuacioacuten de combustioacuten del gas metano (CH4)

CH4 + O2 rarr CO2 + 2H2OLa descomposicioacuten bacteriana no tiene lugar a la temperatura de la llama sin embargo la liberacioacuten total de energiacutea depende solamente de los materiales iniciales y de los productos finales y modelos pasos intermedios la descomposicioacuten bacteriana en presencia del aire se designa como aerobiosis y es el proceso que rinde la mayor energiacutea a partir de un peso dado de elementos nutritivos bull Nitrificacioacuten Es la primera etapa de la accioacuten bacteriana en la desoxigenacioacuten de las aguas contaminadas Cuando el elemento nutritivo esta agotado se puede obtener energiacutea suplementaria mediante la oxigenacioacuten de las sales de amonio proceso que se designa como nitrificacioacuten bull Fermentacioacuten Es cuando el oxiacutegeno molecular se ha agotado en las aguas la accioacuten bacteriana no se detiene en lugar de ello se produce una nueva serie de descomposiciones a traveacutes del proceso llamado anaerobiosis (descomposicioacuten bacteriana en ausencia de oxiacutegeno) La descomposicioacuten anaeroacutebica de los azuacutecares y otros carbohidratos se designa fermentacioacuten bull Putrefaccioacuten Se denomina asiacute al proceso anaeroacutebico de la descomposicioacuten de las proteiacutenas

Moacutedulo 11 DETERGENTES ALGAS Y LA MUERTE DE LAS AGUAS

Explicar el proceso de eutroficacioacuten Las algas son plantas acuaacuteticas se les puede percibir en ocasiones como un lima-verde-azul sobre la superficie del agua inmoacutevil las algas obtienen su energiacutea mediante la fotosiacutentesis (pues son plantas) por lo tanto consumen bioacutexido de carbono (CO2) en presencia de luz solar y liberan oxiacutegeno Al igual que otras plantas las algas necesitan tambieacuten diversos elementos nutritivos inorgaacutenicos tales como compuestos de nitroacutegeno de potasio foacutesforo azufre y hierro si los elementos nutritivos son abundantes las algas se reproducen incesantemente A medida que algunas algas mueren son alimento para las bacterias la descomposicioacuten bacteriana consume oxiacutegeno con los efectos contaminantes consiguientes Semejante sucesioacuten de procesos se traduce en un estado en que el agua por debajo de la superficie de las algas es pobre en oxiacutegeno e incapaz de soportar formas de vida que son uacutetiles para el hombre la perca y la lobina ceden el paso a variedades menos deseadas de animales que se alimentan de basura tales como el siluso sanguijuelas y gusanos De un lado de este estado se dice que es eutroacutefico y el proceso mediante el cual dicho estado es alcanzado se designa eutroficacioacuten cuando esto tiene lugar sin la intervencioacuten del hombre el proceso suele ser lento dura cientos o miles de antildeos y forma parte de la transformacioacuten general del lago en pantano y finalmente en prado

Definir el teacutermino ldquoagua durardquo Agua dura es el agua subterraacutenea que contiene iones metaacutelicos que ocasionan que el jaboacuten sea insoluble en ella y lo privan de su detergencia el agua que no contiene dicho material se denomina ldquoagua blandardquo

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Distinguir como contaminantes industriales del agua a los compuestos de plomo arseacutenico y mercurio La actividad industrial especialmente la produccioacuten de pulpa y papel la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica engendran una gran variedad de productos de desecho que pueden ser descargados en las corrientes de agua de algunos desechos de este tipo se sabe que son venenosos para el hombre en tanto que los efectos de otros son obscuros y para complicar maacutes las cosas algunos de estos desechos reaccionan con el cloro que se utiliza como desinfectante del agua potable El resultado de semejante reaccioacuten a la produccioacuten de compuestos orgaacutenicos clorados que huelen y saben mucho peor que el producto de desecho original Uno de los venenos industriales acarreados por el agua desde la antiguumledad es el plomo su fuente predominante ha sido la tuberiacutea de plomo utilizada anteriormente en las redes de distribucioacuten del agua maacutes recientemente el empleo del rociado de arseniato de plomo ha contaminado aguas superficiales y profundas con plomo con arseacutenico El plomo es un veneno acumulativo e inclusive pequentildeas concentraciones si estaacuten presentes constantemente en el agua potable podraacuten conducir a enfermedades graves o a la muerte El arseacutenico que en algunas ocasiones se encuentra en las aguas naturales que corren a traveacutes de minerales que contienen arseacutenico es tambieacuten un veneno acumulativo El mercurio se ha considerado siempre con fascinacioacuten y alarma es el uacutenico metal liacutequido a temperaturas ordinarias pero a temperaturas maacutes altas puede evaporarse con suficiente rapidez para ser mortal el mercurio en el agua no es un contaminante potencial por lo que no es preocupante que la mitad de la cantidad de mercurio anualmente extraiacutedo sea liberada al medio ambiente estas descargas tienen lugar como efluentes de desecho desde las fabricas productoras o bien como incorporacioacuten de trazas de mercurio en productos a los que no pertenece

Sentildealar en que consiste el fenoacutemeno de corrosioacuten Los aacutecidos corroen (enmohecen oxidan) los metales y los compuestos solubles de metales pueden contaminar el agua por consiguiente el agua que es aacutecida puede contaminarse con elementos metaacutelicos maacutes faacutecilmente de lo que puede hacerlo el agua pura

Explicar a queacute se llama pH La presencia de hidroacutegeno es indispensable para la calidad de la acidez en el agua el hidroacutegeno ha de estar en forma de aacutetomos de hidroacutegeno cargados positivamente que se designan como iones hidroacutegeno (H+) fijados a moleacuteculas de agua El pH se define como la concentracioacuten de iones de hidroacutegeno en una substancia (pH ldquopotencia de hidroacutegenordquo) el valor del pH es el nuacutemero de ceros en el denominador de una frase que expresa la concentracioacuten de iones H+ cuyo numerador es 1 y cuyo denominador es un muacuteltiplo de 10

Definir el teacutermino ldquoaguas negrasrdquo Los desechos transportados por el agua de fuentes tales como hogares hospitales escuelas y edificios comerciales contienen desechos de alimentos excrementos humanos papel jaboacuten detergentes polvo ropa otros residuos diversos y por supuesto microorganismos esta mezcla se designa como aguas negras sanitarias o domeacutesticas

Describir en que consiste la ldquodemanda bioquiacutemica del oxiacutegenordquo Una medida apropiada de la contaminacioacuten del agua por elementos nutritivos orgaacutenicos es la averiguacioacuten de la velocidad a que su materia alimentaria puede consumir oxiacutegeno por descomposicioacuten bacteriana esta velocidad se designa como la demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno (BOD) por supuesto la velocidad de la oxidacioacuten bioquiacutemica depende de la temperatura del medio ambiente de las clases particulares de microorganismos y de los elementos nutritivos presentes Si estos factores son constantes la velocidad de la oxidacioacuten puede expresarse en teacuterminos de la vida media del elemento nutritivo

Moacutedulo 12 DESECHOS SOacuteLIDOS

Describir los meacutetodos de eliminacioacuten de desechos soacutelidos que se emplean con mayor frecuencia Hay dos clases de caminos posibles para los materiales de desecho soacutelidos se les puede volver a la circulacioacuten en alguacuten otro proceso o se van acumulando en alguacuten lugar los meacutetodos de eliminacioacuten pueden clasificarse como bull Eliminacioacuten terrestre se tiran los desechos en un vaciadero al aire libre se comprimen para ahorrar espacio Tambieacuten puede hacerse por un meacutetodo maacutes ventajoso llamado relleno higieacutenico de tierra en el cual cada capa de desecho es recubierta por una capa de tierra arcilla o grava bull Incineracioacuten en este proceso deben de considerarse cuatro factores

1 Combustioacuten del material de desecho la caacutemara en que tiene lugar se designa como horno 2 Eliminacioacuten de las cenizas o ldquoescoriardquo 3 Control de los contaminantes que resultan del proceso de la combustioacuten 4 Analizar si el calor desprendido podraacute ser recuperado

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La incineracioacuten presenta las siguientes ventajas 1 Elimina el problema de la salud inherente a la acumulacioacuten de desperdicios 2 Reduce el volumen de los desechos soacutelidos en aproximadamente 80 y requiere mucho menos tierra para la eliminacioacuten final de residuos 3 Puede tratar una mezcla de basura y cascajo sin separacioacuten previa 4 Puede utilizarse en ella equipo de gran diversidad de tamantildeo 5 Los residuos (escoria) son inertes e inodoros y relativamente faacutecil de manipular

Sin embargo la incineracioacuten tiene el inconveniente exactamente lo mismo que el montoacuten de basura de desperdiciar materias primas bull Recirculacioacuten algunos ejemplos notables de recirculacioacuten son

1 La conversioacuten en abono 2 El derretir (que consiste en cocer desechos animales) para obtener sebo 3 Destruccioacuten destructiva o piroacutelisis un producto se descompone por calentamiento en ausencia de aire 4 La recuperacioacuten industrial cuyo objetivo es el de recircular los materiales de desecho

reconocieacutendolos a los procesos de manufactura

Sentildealar las ventajas y desventajas de la recirculacioacuten bull Ventajas

bull Se emplean substancias de desecho como materia prima bull Recuperacioacuten de elementos valiosos bull Se reduce la contaminacioacuten bull Conserva recursos no renovables bull Alteracioacuten en menor grado del ecosistema de la Tierra

bull Desventajas bull No todas las personas susceptibles de estar afectadas participan en la decisioacuten bull Pueden ocasionar malos olores bull Meacutetodos de control sujetos a interrupciones ocasionales bull Los criterios de compensacioacuten son fijados por la ley y no por ecoacutelogos

Unidad IV EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA EL RUIDO

Moacutedulo 13 EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS

Sentildealar la diferencia entre los crecimientos geomeacutetrico y aritmeacutetico de una poblacioacuten bull Crecimiento geomeacutetrico consisten en que si se tiene una cantidad ldquoxrdquo inicial de poblacioacuten en un antildeo se tendriacutea la poblacioacuten ax y en cada antildeo sucesivo aumentaraacute en potencia de ldquoardquo asiacute en el antildeo 2 la poblacioacuten seraacute a(ax) = a2x en el antildeo 3 seraacute (a)(a)(ax) = a3x (el exponente de ldquoardquo seraacute de acuerdo al antildeo considerado) bull Crecimiento aritmeacutetico este tipo de crecimiento consiste en que teniendo una cantidad inicial ldquoyrdquo inicial en el antildeo 1 se tendriacutea y + a en el antildeo 2 se tendriacutea y + 2a y asiacute sucesivamente es decir la cantidad aumentada cada antildeo es un muacuteltiplo de la cantidad que aumento el primer antildeo

Distinguir los diferentes tipos de curvas esquemaacuteticas de crecimiento Crecimiento aritmeacutetico (curva) y geomeacutetrico (recta)

Curva sigmoide de crecimiento Curva de crecimiento de una poblacioacuten que se extingue

Definir el teacutermino demografiacutea La demografiacutea es la rama de la antropologiacutea que trata del estudio estadiacutestico de las caracteriacutesticas de las poblaciones humanas con referencia al volumen total a la densidad al nuacutemero de muertes a las enfermedades y migraciones etc

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Describir el concepto ldquotasa vitalrdquo Los demoacutegrafos estudian a menudo las tasas vitales esto es el nuacutemero de acontecimientos vitales que le ocurren a una poblacioacuten durante un periacuteodo determinado de tiempo dividido entre el volumen de la poblacioacuten (acontecimientos vitales los nacimientos las muertes los matrimonios y las migraciones)

Moacutedulo 14 PREDICCIOacuteN DEL VOLUMEN FUTURO DE LA POBLACIOacuteN

Definir el teacutermino ldquocohorte de nacimientordquo Los demoacutegrafos definen cohorte de nacimiento como un grupo de personas nacidas en un determinado periacuteodo de tiempo por ejemplo un determinado antildeo

Interpretar las distribuciones esquemaacuteticas de la poblacioacuten relativas a la edad y sexo Para predecir cualquier volumen futuro de la poblacioacuten seriacutea muy uacutetil saber el nuacutemero de varones y mujeres en edad reproductiva el nuacutemero de nintildeos que llegaraacuten pronto a dicha edad y el nuacutemero de personas ancianas una distribucioacuten hipoteacutetica con respecto a la edad y sexo se muestra en la Figura 1 (obseacutervese que la graacutefica muestra que hay el mismo nuacutemero de varones y de mujeres en cada grupo de edad) La Figura 1 representariacutea una poblacioacuten en la que bull Los muchachos y las muchachas nacieran a una frecuencia igual bull Naceriacutea cada antildeo durante un siglo el mismo nuacutemero de personas bull Todo el mundo moririacutea a la edad de 100 antildeos bull Cada persona tendriacutea al nacimiento una probabilidad igual a morir en cada antildeo de su vida En cambio en la poblacioacuten humana real nacen aproximadamente 106 muchachos por cada 100 muchachas ni tampoco es constante durante todo el curso de la vida de un individuo la probabilidad de morir en lugar de ello una proporcioacuten relativamente grande de personas muere siendo muy joacutevenes relativamente pocos mueren entre las edades de 10 y 50 antildeos y la proporcioacuten de personas que mueren cada antildeo despueacutes de los 50 aumenta raacutepidamente Ademaacutes hay una curva pronunciada en la mortalidad en relacioacuten con el sexo las mujeres tienen una mayor probabilidad de sobrevivir de un antildeo al siguiente durante todo el curso de su vida excepto en algunas sociedades durante los antildeos de parto La Figura 2 presenta una distribucioacuten en relacioacuten con la edad y el sexo que refleja con mayor aproximacioacuten estas caracteriacutesticas demograacuteficas ademaacutes de estos fenoacutemenos razonablemente predecibles pueden tener cambios que lo sean menos en efecto el crecimiento de la poblacioacuten se ve afectado por acontecimientos tales como la guerra la escasez los progresos meacutedicos y los cambios en las costumbres sociales

Describir algunos de los factores que afectan el crecimiento de las poblaciones bull Liacutemites de espacios bull Liacutemites de alimento bull Decisiones concretas de las familias y las naciones bull El hambre bull Las enfermedades bull Fuerzas sociales complicadas que se relacionan entre siacute

Moacutedulo 15 CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA

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Sentildealar a la temperatura como contaminante ambiental Los organismos de sangre caliente (mamiacuteferos y aves) tienen la capacidad de regular la temperatura de sus cuerpos a medida que la temperatura ambiental aumente o disminuya no observaacutendose lo mismo en los organismos de sangre friacutea como los peces la industria de la energiacutea eleacutectrica y particularmente las plantas de energiacutea nuclear producen calor sobrante y este calor resulta maacutes praacutectico descargarlo en las aguas corrientes este calor sobrante calentaraacute el agua de riacuteos y estanques modificando las formas de vida y alterando de manera considerable el ecosistema acuaacutetico Dicho calor ocasiona un aumento en el consumo de oxiacutegeno de las especies apreciadas por el hombre (trucha semora sarco perca amarilla etc) y su muerte posterior estas especies cuyos ciclos vitales se desarrollan en aguas friacuteas primero alteran sus ciclos vitales y posteriormente van a su extincioacuten y al reemplazamiento de estas especies uacutetiles para el hombre por otras maacutes rudas pero de menor utilidad (sarco lobina etc)

Describir como en todo proceso donde se realiza un trabajo se produce calor El trabajo y el calor son dos formas de energiacutea por lo que se puede convertir trabajo en calor o calor en trabajo Por ejemplo si tenemos friacuteo frotamos nuestras manos en este caso el trabajo aplicado al frotamiento de las manos se ha transformado en calor otro ejemplo lo constituye un automoacutevil el cual usa un combustible que tiene energiacutea potencial al hacerlo explotar en la caacutemara del pistoacuten el gas caliente resultante se aplicaraacute en mover el pistoacuten y consecuentemente al vehiacuteculo pero en este caso no toda la energiacutea caloriacutefica se aplica para mover el automoacutevil de modo que mucha de dicha energiacutea se pierde en la atmoacutesfera en los gases de escape del motor

Enunciar la primera Ley de la Termodinaacutemica La palabra termodinaacutemica proviene de termo=calor y dinaacutemica=trabajo es pues el estudio del calor para producir trabajo la primera Ley de la Termodinaacutemica dice ldquola energiacutea contenida en el Universo no puede crearse ni destruirse solo se transforma de una forma a otra en energiacuteardquo Esta ley tambieacuten es llamada la ley de ldquono puedes ganarrdquo

Explicar porque no es posible construir una maacutequina de movimiento perpetuo Una maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado es aquella que produciriacutea trabajo indefinidamente mientras que una maacutequina de movimiento perpetuo de segundo grado es aquella que aprovechariacutea la energiacutea contenida en el agua o en el aire enfriaacutendolos para su funcionamiento Ninguna de las dos maacutequinas es susceptible de implementarse la razoacuten es que para la maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado se opone la primera Ley de la Termodinaacutemica (de alguna parte se tiene que proporcionar energiacutea para que efectuacutee su trabajo) la segunda es entendible pero igualmente imposible de fabricar es imposible que el flujo energeacutetico se enfriacutee por debajo de la temperatura del medio ambiente circundante para aprovechar su energiacutea caloriacutefica

Describir la segunda Ley de la Termodinaacutemica Puede definirse esta ley empleando el enunciado negativo que de ella postuloacute Lord Kelvin (1824-1907) ldquoEs imposible por medio de la accioacuten de un material inanimado obtener efecto mecaacutenico de una porcioacuten cualquiera de materia enfriaacutendola por debajo de la temperatura del maacutes friacuteo de los objetos circundantesrdquo otra expresioacuten para la segunda ley de la termodinaacutemica es ldquodos cuerpos en contacto teacutermico acaban alcanzando una temperatura comuacutenrdquo Tambieacuten la ley de ldquono me puedes empatarrdquo

Explicar en que consiste un termomotor Un termomotor es una maacutequina que consume combustibles para producir calor y convertir el calor en trabajo un termomotor se puede hacer trabajar mediante dos procesos a saber bull Habiacutea de ser absorbido calor por las partes accionadas de alguna fuente caliente bull El calor de desecho ha de ser pasado a un depoacutesito externo a una temperatura inferior Para un termomotor la substancia de trabajo suele ser un gas que se dilata para realizar trabajo contra un eacutembolo o la hoja de una turbina el gas se enfriacutea al realizar trabajo pero no puede enfriarse por debajo de la temperatura de aquello que lo rodea por consiguiente hay que adoptar alguna medida para eliminar el desecho de calor de un termomotor En la praacutectica el enfriamiento suele realizarse ya sea haciendo pasar aire por el motor o bien vertiendo agua sobre el mismo en la mayoriacutea de los automoacuteviles el agua circula a traveacutes del motor se enfriacutea al pasar por el radiador y vuelve a circular En las grandes centrales eleacutectricas donde se crea una gran cantidad de calor el elemento refrescante es a menudo un riacuteo un lago o el mar

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Moacutedulo 16 EL RUIDO

Describir la forma de transmisioacuten del sonido a traveacutes del aire El sonido es una forma de energiacutea que es ocasionada por un cuerpo en movimiento este movimiento pone en alguna forma en movimiento el aire el cual hace luego mover alguacuten dispositivo receptor en el oiacutedo esta transferencia de energiacutea sonora a traveacutes del aire tiene lugar en forma de onda

Definir longitud de onda Cuando observamos el agua de un estanque tranquilo tiene una superficie plana si se lanza una piedra se ocasiona una perturbacioacuten la cual se manifiesta en forma de ondas de modo que el nivel seraacute maacutes alto en algunos lugares (crestas) y maacutes bajo en otros (valles o senos) la distancia entre trastornos sucesivos del mismo tipo tal como entre dos crestas vecinas o dos senos sucesivos se designa como longitud de onda

Explicar el significado de onda elaacutestica El sonido se transmite de una forma similar a como viajan las ondas en el agua solo que en vez de manifestarse como crestas y senos la onda de sonido consiste en una sucesioacuten de compresiones y dilataciones que alteran la densidad normal del medio (tal como el aire) en el que se propagan este tipo de onda se designa como onda elaacutestica

Distinguir la diferencia entre sonido y ruido El ruido es un sonido indeseable un sonido intenso se considera ruido la intensidad del sonido se mide en decibeles (dB) y dicha intensidad se calcula con la relacioacuten

Intensidad del sonido endB= fuerzadeunsonido dadofuerzade unsonido justamente perceptible

Sentildealar en que consiste la escala decibel Para medir la intensidad del sonido se podriacutea hacer utilizando la escala de vatios nos encontrariacuteamos con el inconveniente de tener que utilizar nuacutemeros demasiado pequentildeos o demasiado grandes ademaacutes la escala seriacutea poco praacutectica porque no partiriacutea de cero sino de alguacuten nuacutemero que representara el sonido audible maacutes bajo Para obviar estos defectos y simplificar la medicioacuten de intensidad sonora se hace lo siguiente bull Se crea una nueva unidad de medicioacuten de intensidad sonora llamada el decibel deci (que significa diez) o sea una referencia a la base de los logaritmos comunes y bel (de Alexander Graham Bell) y la definimos en teacuterminos de la razoacuten de la intensidad de un sonido con respecto a otro bull Establecemos que el sonido maacutes bajo perceptible para el oiacutedo tendraacute el valor de cero decibeles (dB) y constituiraacute el punto de partida de nuestra escala de medicioacuten del sonido bull Nos servimos de los logaritmos de las razones de los sonidos de intensidades distintas para expresar los grados de intensidad sonora El logaritmo de un nuacutemero ldquode base 10rdquo es sencillamente el nuacutemero de veces que 10 es multiplicado por siacute mismo para dar el nuacutemero en cuestioacuten si el nuacutemero es muacuteltiplo de 10 el logaritmo es el nuacutemero de ceros que contenga

Log10 100 = 2 Log10 1000000 = 6 Log10 1 = 0

Describir algunos efectos nocivos del ruidobull Obstaacuteculo para la comunicacioacuten en teacuterminos generales el ruido nos distrae de los sonidos que deseamos o debemos escuchar bull Peacuterdida del oiacutedo la exposicioacuten prolongada al ruido fuerte puede ocasionar la perdida paulatina del oiacutedo son varios los efectos del ruido que pueden ocasionar la peacuterdida del oiacutedo como la intensidad (80 dB o maacutes provocan peacuterdida permanente del oiacutedo) la frecuencia (en ruido a 200 ciclos por segundo y con una intensidad de 95 dB reduciraacute la capacidad auditiva) bull Otros efectos sobre la salud y la conducta como reacciones de ansiedad tensioacuten y en casos extremos miedo cambios hormonales que ocasionan aumento en el latido cardiaco contraccioacuten de los vasos sanguiacuteneos espasmos digestivos dilatacioacuten de las pupilas etc

Mencionar algunas formas de controlar el ruido 1 Reduccioacuten del manantial 2 Interrupcioacuten de la viacutea 3 Proteccioacuten del receptor

Definir que es el nuacutemero Mach Las velocidades supersoacutenicas suelen medirse en nuacutemeros Mach

NuacutemeroMach= velocidad del objetovelocidad del sonido

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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incluyen alteraciones de las ceacutelulas vivas y son praacutecticamente siempre nocivos las dosis grandes pueden ser fatales para el hombre La vida sobre la tierra ha evolucionado en presencia del nivel natural de radiacioacuten de fondo esta radiacioacuten puede ser tan perniciosa como la de las fuentes artificiales sin embargo su nivel es bajo y la vida sobre la tierra se ajusta a las mutaciones que causa los pocos organismos dantildeados por esta radiacioacuten no sobreviven a la competencia con los que no han sido dantildeados y por consiguiente mueren Por supuesto los organismos maacutes raros todaviacutea a la mutacioacuten mejoran sobreviven preferentemente este proceso selectivo constituye la evolucioacuten cuando los organismos no aceptan las mutaciones pueden conducir a la extincioacuten de la especie La radiacioacuten puede afectar cualquier parte del organismo humano perjudica la sangre destruyendo leucocitos mediante lesioacuten de la meacutedula oacutesea el bazo y los noacutedulos linfaacuteticos otros efectos especiacuteficos susceptibles de ser producidos por grandes dosis de radiacioacuten son los tumores pulmonares caacutencer de la piel dantildeo en los huesos esterilidad y cataratas La cantidad maacutes pequentildea de radiacioacuten una partiacutecula puede dantildear el nuacutecleo de una ceacutelula individual una ceacutelula dantildeada o una de sus descendientes puede convertirse en cancerosa si una ceacutelula germen es alterada la lesioacuten geneacutetica resultante puede transmitirse a las generaciones futuras

Definir el concepto de vida media Vida media o semivida es el tiempo en el cual una substancia radiactiva se reduce a la mitad por ejemplo un kilogramo de substancia radiactiva con una vida media de 10 antildeos dentro de 10 antildeos se reduciraacute a 500 gramos

Describir el proceso de desintegracioacuten radiactiva El concepto de vida media se aplica a los radiosioacutetopos Ejemplo Un nuacutecleo de un aacutetomo de iacutendice 226Ra tiene 50 probabilidades contra 50 de sobrevivir en un intervalo determinado de 1600 antildeos esto significa que la vida media de 226Ra es de 1600 antildeos por consiguiente si se coloca 1 gr de 226Ra en un recipiente en 1971 solo quedariacutea medio gramo despueacutes de 1600 antildeos (en el antildeo 3571) y uacutenicamente un cuarto de gramo despueacutes de otros 1600 antildeos (en el antildeo 5171) y asiacute sucesivamente este proceso se designa como desintegracioacuten radiactiva

Moacutedulo 6 PUNTOS DE VISTA OPUESTOS EN RELACIOacuteN CON LA ENERGIacuteA NUCLEAR

Describir el funcionamiento de las partes principales de un reactor nuclear Ecuaciones fundamentales de fisioacuten nuclear

(rara)235U + 1 neutroacuten rarr productos de fisioacuten + 2 a 3 neutrones + energiacutea

y 238U + 1 neutroacuten rarr plutonio 239 oacute 239Pu larr fuente de nuevo producto fisionante 239Pu + 1 neutroacuten rarr productos de fisioacuten + 2 a 3 neutrones + energiacutea

El reactor nuclear que produce energiacutea necesita lo siguiente bull Un medio de controlar los neutrones el control del nuacutemero de neutrones se efectuacutea por medio de barras absorbentes de neutrones que contienen cobalto o boro y que pueden introducirse maacutes o menos profundamente en el reactor el control de la energiacutea de los neutrones que influye sobre la velocidad de las reacciones que experimentan es efectuado por un ldquomoderadorrdquo esto es una substancia que hace los neutrones maacutes lentos pero sin absorberlos El moderador utilizado en el primer reactor experimental fue el grafito esto es una forma de carbono en tanto que los reactores actuales utilizan el agua bull Una manera de extraer la energiacutea caloriacutefica producida la energiacutea obtenida en los procesos del reactor ha de transferirse a un liacutequido circulante por ejemplo a metal sodio fundido el calor de este liacutequido se utiliza para convertir el agua en vapor (en un transformador de calor o condensador) que impulsa turbinas para producir electricidad bull Un medio de contener y eliminar los desechos son los cartuchos de uranio revestidos de acero inoxidable Una vez que se han acumulado impurezas la reaccioacuten en cadena maacutes lenta se ha convertido en desechos los cuales estaacuten maacutes concentrados maacutes radiactivos por consiguiente maacutes peligrosos El uranio se vuelve a tratar (se enriquece) y los desechos han de eliminarse apropiadamente Primero hay que esperar a que los desechos se enfriacuteen y de alguna manera convertirse a una forma soacutelida la cual se pueda manipular maacutes faacutecilmente el paso final que se considera actualmente como el mejor para la eliminacioacuten uacuteltima consiste en colocar los desechos enfriados concentrados y solidificados en una mina de sal o cueva de sal abandonada de las que se espera que permaneceraacuten secas y sin trastornos por miles de antildeos hasta que el material radiactivo se degrade completamente Un procedimiento alternativo posible consiste en producir una especie de cemento que incorpore la materia de desecho radiactivo este ldquocemento calienterdquo se inyecta luego en grietas subterraacuteneas de roca bioloacutegicamente estable en donde se endurece y se convierte en parte de la estructura soacutelida de la corteza de la Tierra bull Un conjunto general de procedimientos de seguridad para protegerse contra las liberaciones accidentales de material radiactivo

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Describir los meacutetodos de seguridad que se emplean en las plantas de energiacutea nuclear Este procedimiento incluye factores como bull Uso de una triple capa de defensa la cual hace todo accidente grave casi inconcebible bull El combustible nuclear no es uranio puro sino una forma ceraacutemica de bioacutexido de uranio el cual es mucho maacutes capaz de retener los productos de la fisioacuten bull El empleo de agua ordinaria como refrigerante y moderador de neutrones proporciona tambieacuten una proteccioacuten automaacutetica bull El uso de dos sistemas de refrigeracioacuten independientes por si el principal fallara bull El empleo de sistemas automatizados alejados de fallas humanas bull Uso de una barrera de contencioacuten reforzada con concreto que protege al reactor y a los generadores de vapor disentildeada para resistir terremotos y huracanes

Analizar el caso de la presencia del estroncio radiactivo en la leche El estroncio 90 (90Sr) es un producto de desecho de la fisioacuten radiactiva con una vida media de aproximadamente 27 antildeos es uno de los componentes de la ldquoprecipitacioacuten radiactivardquo o sea la mezcla de los desechos radiactivos liberados por los procesos nucleares hacia la atmoacutesfera y que gradualmente se depositan sobre la superficie de la tierra juntamente con otros polvos diversos El estroncio (cualquier isoacutetopo de estroncio radiactivo o no) es quiacutemicamente similar al calcio que constituye un elemento importante en los huesos de los animales en los mamiacuteferos el calcio es transmitido a las criacuteas por la leche de la madre asiacute pues la leche es una fuente importante de calcio los herbiacutevoros como las vacas obtienen su calcio de la materia vegetal de sus alimentos si una vaca pasta en una zona contaminada por la lluvia radiactiva el 90Sr se transportaraacute juntamente con el calcio y se acumularaacute en los huesos de la vaca y en su leche este proceso orgaacutenico concentra el 90Sr y habraacute mucho maacutes en 1 gr de leche que en un gramo de hierba La leche de vaca es utilizada como alimento por los humanos especialmente por los nintildeos de modo que tienen probabilidades de ingerir relativamente grandes cantidades de 90Sr las madres que amamantan a sus bebeacutes concentran 90Sr en la leche y consecuentemente el bebeacute lactante ingeriraacute este radiosioacutetopo en el pecho de su madre

Moacutedulo 7 CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Sentildealar la importancia del aire para la vida El aire es indispensable para la vida sobre la Tierra la adicioacuten de materia indeseable transportada por el aire (como el humo) cambia la composicioacuten de la atmoacutesfera de la Tierra perjudicando posiblemente la vida y alterando materiales designamos este fenoacutemeno atmosfeacuterico como lsquocontaminacioacuten del airersquo

Definir el significado de ldquouna parte por milloacutenrdquo Una manera de expresar la concentracioacuten de gases y partiacuteculas en el aire la cual es la cantidad de la substancia en un volumen determinado de espacio dado o en una cantidad dada de otra materia en razones o voluacutemenes es la denominada partes por milloacuten (ppm) 1 ppm significa ldquouna parte por milloacutenrdquo o un volumen de la substancia contaminante en un milloacuten de voluacutemenes de aire contaminado por ejemplo si hay 1 ppm en el aire de SO2 significa que existe una moleacutecula de SO2

entre un milloacuten de moleacuteculas de aire

Establecer la diferencia entre aire puro y aire contaminado El aire puro es una mezcla de gases 78 de nitroacutegeno (N) 21 de oxiacutegeno (O) 93 de gases inertes (argoacuten kriptoacuten etc) metano (CH4) hidroacutegeno (H) y una cantidad variable de vapor de agua ademaacutes de bioacutexido de carbono (CO2) El aire estaraacute contaminado si variacutea en los porcentajes indicados o si contiene otras partiacuteculas diferentes a las que se mencionan en la composicioacuten descrita

Nombrar algunos contaminantes naturales del aire bull1 Oacutexidos de nitroacutegeno (en su mayor parte N2O) 05 ppm y NO2 (002 ppm) producidos ambos por la radiacioacuten solar y por los rayos bull1 Ozono (O2) producido tambieacuten por la radiacioacuten solar y por los rayos

Explicar la diferencia entre contaminante primario y contaminante secundario del aire bull Contaminante primario es aquel que se produce mediante alguacuten proceso o reaccioacuten por ejemplo al quemar azufre o combustibles que lo contienen se produce bioacutexido de azufre (SO2) seguacuten la reaccioacuten S + O2 rarr SO2 bull Contaminante secundario es aquel que se produce en la atmoacutesfera a partir de un contaminante primario por ejemplo el trioacutexido de azufre (SO3) se produce en la atmoacutesfera por la oxidacioacuten del SO2 bajo la influencia de la luz solar seguacuten la reaccioacuten 2SO2 + O2 rarr 2SO3

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Mencionar algunos contaminantes gaseosos del aire bull Oacutexidos de carbono bioacutexido de carbono (SO2) bull Compuestos que contienen carbono e hidroacutegeno (hidrocarburos) carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno (oxigenados) bull Compuestos que contienen azufre bioacutexido de azufre (SO2) trioacutexido de azufre (SO3) sulfuro de hidroacutegeno (H2S) bull Compuestos que contienen nitroacutegeno oacutexido de nitroacutegeno (NO) bioacutexido de nitroacutegeno (NO2) bull Ozono (O3) y oxidantes bull Fluoruro de hidroacutegeno (HF)

Nombrar algunas partiacuteculas contaminantes del aire bull Partiacuteculas viables (capaces de vivir) granos de polen bacterias hongos mohos o esporas insectos partes de insectos bull Partiacuteculas no viables arena partiacuteculas de tierra gotitas de salados polvo volcaacutenico partiacuteculas extraterrestres (naturales) bull Partiacuteculas producidas por actividades humanas bullbullOrgaacutenicas humo proveniente de la combustioacuten de carboacuten petroacuteleo madera y basura polvos insecticidas partiacuteculas orgaacutenicas liberadas por la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica bullbullInorgaacutenica partiacuteculas provenientes de las actividades metaluacutergicas de la industria productora de mineral no metaacutelico de la manufactura quiacutemica inorgaacutenica y del plomo utilizado en la gasolina

Moacutedulo 8 EFECTOS DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Describir el funcionamiento de un filtro de bolsa La materia en partiacuteculas se deja retener en medios porosos (filtros) que dejan pasar el gas tales separaciones son posibles porque las partiacuteculas son mucho maacutes grandes que las moleacuteculas de gas Para tratar grandes corrientes de gas los filtros son a menudo en forma de bolsas ciliacutendricas parecidas a calcetines gigantes de las que la materia en partiacuteculas recogida se vaciacutea perioacutedicamente por sacudida

Describir el funcionamiento de un colector de cicloacuten Maacutes importante que la velocidad de depoacutesito de las partiacuteculas grandes es el hecho de que las partiacuteculas maacutes pesadas poseen maacutes inercia por consiguiente si una corriente de gas que contiene contaminantes en partiacuteculas se hace girar en remolino las partiacuteculas podraacuten ser expulsadas a lugares de donde se les pueda eliminar coacutemodamente un dispositivo de esta clase es el llamado cicloacuten

Describir el funcionamiento de un precipitador electrostaacutetico Las partiacuteculas pueden tambieacuten estar cargadas eleacutectricamente y una superficie colectora que lleve una carga de signo contrario los atraeraacute dispositivos de esta clase llamados precipitadores electrostaacuteticos se utilizan en gran escala sobre todo para reducir el humo de las plantas de energiacutea que queman combustibles foacutesiles

Describir el funcionamiento de un depurador Los gases contaminantes no pueden recogerse faacutecilmente por medios mecaacutenicos porque sus moleacuteculas no son lo bastante maacutes grandes o maacutes pesadas que las del aire sin embargo algunos gases contaminantes podraacuten ser maacutes solubles en un liacutequido determinado (por regla general el agua) de lo que es el aire se les podraacute recoger por un proceso que los lleve a un contacto iacutentimo con el liacutequido Los aparatos que realizan semejante separacioacuten se designan depuradores Los medios de establecer contacto entre el gas y el liacutequido incluyen el rociado del liacutequido en el gas y el burbujeo del gas a traveacutes del liacutequido el amoniaco (NH3) constituye un ejemplo de gas soluble en agua que se deja extraer de una corriente de aire

Establecer la diferencia entre ldquoadsorcioacutenrdquo y ldquoabsorcioacutenrdquo ldquoAdsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en la superficie de alguacuten material mientras que ldquoabsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en el interior de un material

Explicar en que consiste el control de los contaminantes por conversioacuten La conversioacuten maacutes importante de los contaminantes es la oxidacioacuten en el aire la oxidacioacuten se aplica las maacutes de las veces a los gases y vapores contaminantes orgaacutenicos y rara vez a la materia en partiacuteculas cuando las substancias orgaacutenicas que soacutelo contienen carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno se oxidan por completo los uacutenicos productos son bioacutexido de carbono y agua inofensivos ambos sin embargo el proceso es a menudo muy dispendioso porque se requiere utilizar una cantidad de energiacutea considerable para mantener la totalidad de la corriente de gas suficientemente caliente (700degC aprox) para que tenga lugar la oxidacioacuten completa Si el contaminante esta suficientemente concentrado su propio valor de combustible podraacute proporcionar acaso una gran parte de esta energiacutea ademaacutes la temperatura necesaria para la combustioacuten podraacute reducirse

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utilizando un catalizador Hay cierto nuacutemero de conversiones quiacutemicas de contaminantes posibles aparte de la combustioacuten en el aire estos comprenden la neutralizacioacuten quiacutemica de un aacutecido o una base y la oxidacioacuten de contaminantes por agentes distintos del aire

Describir algunos meacutetodos de control de contaminacioacuten del aire por compuestos de azufre Quemamos carboacuten petroacuteleo o gas natural que contienen azufre para producir calor y energiacutea el azufre contenido en el combustible se oxida en SO2 y contamina el aire se dejan concebir los siguientes meacutetodos de control bull Cambiar a otras fuentes de energiacutea energiacutea hidroeleacutectrica energiacutea nuclear o energiacutea solar a tiacutetulo de solucioacuten parcial se podriacutea cambiar a combustibles de contenido menor de azufre bull Extraer el azufre antes de quemarlo lo que traeriacutea aumento en el costo del combustible bull Extraer el azufre de los gases de escape antes de descargarlos en la atmoacutesfera bull Utilizar meacutetodos maacutes eficientes de combustioacuten bull Usar menor cantidad de combustible consumido o usado por persona bull Reducir la velocidad de crecimiento de la poblacioacuten

Sentildealar las ventajas y desventajas al proponer como solucioacuten a la contaminacioacuten atmosfeacuterica el empleo del automoacutevil eleacutectrico bull Ventajas Disminucioacuten en los niveles de contaminacioacuten atmosfeacuterica bull Desventajas Necesidad de maacutes centrales de energiacutea Depresioacuten econoacutemica en la industria del petroacuteleo Cambios en los automoacuteviles y en la industria automotriz Cambios en las estaciones de servicios Cambios en el disentildeo de las carreteras Modificacioacuten en los impuestos Las bateriacuteas usadas hasta hoy tienen poca autonomiacutea

Unidad III CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA DESECHOS SOacuteLIDOS

Moacutedulo 9 EL CARAacuteCTER DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA

Describir la colocacioacuten de los aacutetomos de hidroacutegeno y oxiacutegeno en la moleacutecula del agua El agua contiene 8 partes de oxiacutegeno por una parte de hidroacutegeno en peso por ejemplo 9 kg de agua contienen 8 kg de oxiacutegeno y 1 kg de hidroacutegeno La composicioacuten del agua y los pesos atoacutemicos del oxiacutegeno y el hidroacutegeno estaacuten expresados en la foacutermula H2O la composicioacuten del agua es O (16) es a H (1 + 1) como 16 es a 2 como 8 es a 1 La suma de estos pesos atoacutemicos 1 + 1 + 16 = 18 es el peso molecular del agua El oxiacutegeno estaacute ligado a los dos hidroacutegenos y la moleacutecula tiene una figura inclinada con un aacutengulo de 105 grados entre las dos ligazones

H H+ +

105degO-

Sentildealar las formas en que se agrupan las moleacuteculas del agua Las cargas negativas (electrones) estaacuten amontonadas en forma maacutes apretada alrededor del aacutetomo de oxiacutegeno que las cargas positivas (protones) esto ocasiona una separacioacuten de las cargas con la parte de la moleacutecula cargada negativamente maacutes cerca de los aacutetomos de oxiacutegeno y de las partes cargadas positivamente mas cerca de los hidroacutegenos Estas cargas eleacutectricas atraen a sus opuestas en otras moleacuteculas de agua con el resultado de que el agua liacutequida consta de agregados de moleacuteculas de H2O ligadas unas a otras como aquiacute se indica

+ = hidroacutegeno- = oxiacutegeno

Describir el comportamiento del agua como solvente eficaz de algunas substancias Las fuerzas eleacutectricas que ligan las moleacuteculas de agua unas a otras pueden servir tambieacuten para ligar moleacuteculas de agua a las substancias extrantildeas por consiguiente el agua es un solvente excepcionalmente bueno especialmente en el caso de substancias que tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas Estas substancias son en forma tiacutepica compuestos inorgaacutenicos tales como los compuestos de elementos metaacutelicos en cambio el agua es un solvente mediocre para substancias cuyas moleacuteculas no tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas son ejemplos de este uacuteltimo las substancias de los hidrocarburos derivados del petroacuteleo tales como la gasolina el aceite mineral y la grasa

Mencionar queacute se entiende por partiacuteculas suspendidas coloidales y materia disuelta Resulta praacutectico clasificar las substancias extrantildeas en el agua seguacuten el volumen de sus partiacuteculas porque es este volumen el

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que con frecuencia condiciona la eficacia de los diversos meacutetodos de purificacioacuten las substancias se clasifican en bull Partiacuteculas suspendidas son las mayores las que tienen diaacutemetro de aproximadamente un microacutemetro son lo bastante grandes para depositarse a velocidades razonables y ser retenidas por los filtros comunes Son tambieacuten lo suficientemente grandes para absorber la luz y hacer que el agua que contaminan se vea turbia y sucia bull Partiacuteculas coloidales son tan pequentildeas que su velocidad de depoacutesito es insignificante y pasan a traveacutes de los agujeros de la mayoriacutea de los medios filtrantes no se les puede eliminar del agua por sedimentacioacuten o filtracioacuten ordinaria El agua que contiene partiacuteculas coloidales se aclara en el trayecto directo de la luz que la ilumina pero se podriacutea ver acaso turbia si se le observa a un aacutengulo recto con respecto al haz lumiacutenico Los colores de las aguas naturales tales como el azul el verde y el rojo de los lagos o mares son debido en gran parte a partiacuteculas coloidales bull La materia disuelta no se deposita no es retenida por los filtros y no enturbia el agua las partiacuteculas de las que dicha materia consta no son mayores de aproximadamente 11000 de microacutemetro de diaacutemetro si son eleacutectricamente neutras se les llama moleacuteculas y si llevan una carga eleacutectrica se les designa iones

El azuacutecar de cantildea (sacarosa) el alcohol de granos (etanol) y el anticongelante ldquopermanenterdquo (glicol de etileno) son substancias que se disuelven en el agua como moleacuteculas eleacutectricamente neutras la sal de mesa (cloruro de sodio) se disuelve como sodio positivo y iones negativos de cloruro

Moacutedulo 10 LA COMPOSICIOacuteN DE LAS AGUAS NATURALES

Clasificar las diferentes impurezas del agua seguacuten su origen y tamantildeo de sus partiacuteculas Origen y naturaleza de las impurezas de las aguas naturales

bull Atmoacutesfera bull suspendidas polvos bull coloidales polvos bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 SO2 O2 N2 bull iones positivos H+ bull iones negativos HCO3- SO4 2-

bull Tierra mineral y piedrasbull suspendidas arena arcillas partiacuteculas de tierra mineral bull coloidales arena bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 bull iones positivos Na+ K2+ Ca2+ Mg2+ Fe2+ Mn2+ bull iones negativos Cl- F- SO42- CO32- HCO3- NO3-

bull Organismos vivos y sus productos de descomposicioacuten suspendidas algas diatomeas bacterias peces tierra orgaacutenica otros organismos coloidales virus materia colorante orgaacutenica tierra orgaacutenica (manto) disueltas

moleacuteculas CO2 O2 N2 H2S CH4 desechos orgaacutenicos iones positivos H+ Na+ NH4+ iones negativos Cl- HCO3 NO3-

Describir el efecto de los microorganismos en el agua El agua contaminada podraacute ser sucia mal oliente corrosiva poco apta para lavar en ella la ropa o desagradable al gusto sin embargo el efecto maacutes perjudicial del agua contaminada para el hombre ha sido ciertamente el de la transmisioacuten de enfermedades La fiebre tifoidea en el Hemisferio Occidental y el coacutelera en el Hemisferio Oriental han sido las causas del mayor nuacutemero de defunciones producidas por el agua otras enfermedades humanas transmitidas al hombre por microorganismos del agua son la disenteriacutea la hepatitis infecciosa y la gastroenteritis es posible que algunas otras enfermedades viacuterales tales como la poliomielitis sean tambieacuten transmitidas por el agua El hombre vive en relacioacuten iacutentima con microorganismos sobre su piel y en su sistema digestivo el total de la poblacioacuten microbiana en un hombre normal es tal vez de 10 millones de millones (1013) en estado de salud los hombres y los microbios viven juntos para beneficio mutuo el excremento de un ser humano sano no es necesariamente un manantial de enfermedades si se dispersa en el agua sin embargo algunas personas sanas viven en armoniacutea con organismos que pueden resultar patoacutegenos para otros Sentildealar las caracteriacutesticas que debe tener el agua para considerarse aceptable para beber

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Se considera que el agua es aceptable para beber si bull Contiene menos de 10 bacterias intestinales por litro bull Si no contiene impurezas quiacutemicas en concentraciones que pueden ser peligrosas para la salud del consumidor o corrosivas con respecto al sistema de conduccioacuten del agua bull Si no presenta un gusto olor color o turbiedad objetables bull Si no procede de un manantial sujeto a contaminacioacuten por aguas negras u otros contaminantes tales como un pozo exactamente cuesta debajo de una fosa seacuteptica

Mencionar la importancia del oxiacutegeno disuelto en el agua La mayoriacutea de la materia orgaacutenica procedente de desechos de alimentos de aguas negras domeacutesticas y de residuos de faacutebricas tales como partiacuteculas de tierra son desintegradas en el agua por bacterias protozoarios y diversos organismos mayores semejantes descomposiciones convierten substancias ricas en energiacutea en substancias pobres en energiacutea mediante reacciones quiacutemicas que utilizan oxiacutegeno Por supuesto estas conversiones tienen lugar tanto en el agua como en la tierra sin embargo la diferencia importante entre estos dos medios es que el oxiacutegeno atmosfeacuterico a disposicioacuten de los animales terrestres es reemplazado en forma relativamente raacutepida por la vida vegetal y en esta forma no se agota En cambio el oxiacutegeno disuelto en las aguas puede agotarse maacutes raacutepidamente de lo que es reemplazado desde la atmoacutesfera y las bacterias los protozoarios los gusanos de lodo y la trucha compiten por el oxiacutegeno cuando los elementos nutritivos son abundantes semejante competencia afecta la distribucioacuten de las formas de vida en el agua cuando la introduccioacuten de una materia nutritiva (basura o desechos industriales orgaacutenicos) altera esta distribucioacuten en una forma que resulta desfavorable para el hombre (por ejemplo de modo que cohiba la trucha y favorezca los protozoarios) la calidad del agua ha de considerarse como deteriorada y los elementos nutritivos antildeadidos son contaminantes

Definir los conceptos de bull Aerobiosis Es cuando un combustible como la madera es quemado en el aire tiene lugar una liberacioacuten de energiacutea y la formacioacuten de las substancias bioacutexido de carbono y agua pobres en energiacutea semejante conversioacuten puede mostrarse mediante la ecuacioacuten de combustioacuten del gas metano (CH4)

CH4 + O2 rarr CO2 + 2H2OLa descomposicioacuten bacteriana no tiene lugar a la temperatura de la llama sin embargo la liberacioacuten total de energiacutea depende solamente de los materiales iniciales y de los productos finales y modelos pasos intermedios la descomposicioacuten bacteriana en presencia del aire se designa como aerobiosis y es el proceso que rinde la mayor energiacutea a partir de un peso dado de elementos nutritivos bull Nitrificacioacuten Es la primera etapa de la accioacuten bacteriana en la desoxigenacioacuten de las aguas contaminadas Cuando el elemento nutritivo esta agotado se puede obtener energiacutea suplementaria mediante la oxigenacioacuten de las sales de amonio proceso que se designa como nitrificacioacuten bull Fermentacioacuten Es cuando el oxiacutegeno molecular se ha agotado en las aguas la accioacuten bacteriana no se detiene en lugar de ello se produce una nueva serie de descomposiciones a traveacutes del proceso llamado anaerobiosis (descomposicioacuten bacteriana en ausencia de oxiacutegeno) La descomposicioacuten anaeroacutebica de los azuacutecares y otros carbohidratos se designa fermentacioacuten bull Putrefaccioacuten Se denomina asiacute al proceso anaeroacutebico de la descomposicioacuten de las proteiacutenas

Moacutedulo 11 DETERGENTES ALGAS Y LA MUERTE DE LAS AGUAS

Explicar el proceso de eutroficacioacuten Las algas son plantas acuaacuteticas se les puede percibir en ocasiones como un lima-verde-azul sobre la superficie del agua inmoacutevil las algas obtienen su energiacutea mediante la fotosiacutentesis (pues son plantas) por lo tanto consumen bioacutexido de carbono (CO2) en presencia de luz solar y liberan oxiacutegeno Al igual que otras plantas las algas necesitan tambieacuten diversos elementos nutritivos inorgaacutenicos tales como compuestos de nitroacutegeno de potasio foacutesforo azufre y hierro si los elementos nutritivos son abundantes las algas se reproducen incesantemente A medida que algunas algas mueren son alimento para las bacterias la descomposicioacuten bacteriana consume oxiacutegeno con los efectos contaminantes consiguientes Semejante sucesioacuten de procesos se traduce en un estado en que el agua por debajo de la superficie de las algas es pobre en oxiacutegeno e incapaz de soportar formas de vida que son uacutetiles para el hombre la perca y la lobina ceden el paso a variedades menos deseadas de animales que se alimentan de basura tales como el siluso sanguijuelas y gusanos De un lado de este estado se dice que es eutroacutefico y el proceso mediante el cual dicho estado es alcanzado se designa eutroficacioacuten cuando esto tiene lugar sin la intervencioacuten del hombre el proceso suele ser lento dura cientos o miles de antildeos y forma parte de la transformacioacuten general del lago en pantano y finalmente en prado

Definir el teacutermino ldquoagua durardquo Agua dura es el agua subterraacutenea que contiene iones metaacutelicos que ocasionan que el jaboacuten sea insoluble en ella y lo privan de su detergencia el agua que no contiene dicho material se denomina ldquoagua blandardquo

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Distinguir como contaminantes industriales del agua a los compuestos de plomo arseacutenico y mercurio La actividad industrial especialmente la produccioacuten de pulpa y papel la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica engendran una gran variedad de productos de desecho que pueden ser descargados en las corrientes de agua de algunos desechos de este tipo se sabe que son venenosos para el hombre en tanto que los efectos de otros son obscuros y para complicar maacutes las cosas algunos de estos desechos reaccionan con el cloro que se utiliza como desinfectante del agua potable El resultado de semejante reaccioacuten a la produccioacuten de compuestos orgaacutenicos clorados que huelen y saben mucho peor que el producto de desecho original Uno de los venenos industriales acarreados por el agua desde la antiguumledad es el plomo su fuente predominante ha sido la tuberiacutea de plomo utilizada anteriormente en las redes de distribucioacuten del agua maacutes recientemente el empleo del rociado de arseniato de plomo ha contaminado aguas superficiales y profundas con plomo con arseacutenico El plomo es un veneno acumulativo e inclusive pequentildeas concentraciones si estaacuten presentes constantemente en el agua potable podraacuten conducir a enfermedades graves o a la muerte El arseacutenico que en algunas ocasiones se encuentra en las aguas naturales que corren a traveacutes de minerales que contienen arseacutenico es tambieacuten un veneno acumulativo El mercurio se ha considerado siempre con fascinacioacuten y alarma es el uacutenico metal liacutequido a temperaturas ordinarias pero a temperaturas maacutes altas puede evaporarse con suficiente rapidez para ser mortal el mercurio en el agua no es un contaminante potencial por lo que no es preocupante que la mitad de la cantidad de mercurio anualmente extraiacutedo sea liberada al medio ambiente estas descargas tienen lugar como efluentes de desecho desde las fabricas productoras o bien como incorporacioacuten de trazas de mercurio en productos a los que no pertenece

Sentildealar en que consiste el fenoacutemeno de corrosioacuten Los aacutecidos corroen (enmohecen oxidan) los metales y los compuestos solubles de metales pueden contaminar el agua por consiguiente el agua que es aacutecida puede contaminarse con elementos metaacutelicos maacutes faacutecilmente de lo que puede hacerlo el agua pura

Explicar a queacute se llama pH La presencia de hidroacutegeno es indispensable para la calidad de la acidez en el agua el hidroacutegeno ha de estar en forma de aacutetomos de hidroacutegeno cargados positivamente que se designan como iones hidroacutegeno (H+) fijados a moleacuteculas de agua El pH se define como la concentracioacuten de iones de hidroacutegeno en una substancia (pH ldquopotencia de hidroacutegenordquo) el valor del pH es el nuacutemero de ceros en el denominador de una frase que expresa la concentracioacuten de iones H+ cuyo numerador es 1 y cuyo denominador es un muacuteltiplo de 10

Definir el teacutermino ldquoaguas negrasrdquo Los desechos transportados por el agua de fuentes tales como hogares hospitales escuelas y edificios comerciales contienen desechos de alimentos excrementos humanos papel jaboacuten detergentes polvo ropa otros residuos diversos y por supuesto microorganismos esta mezcla se designa como aguas negras sanitarias o domeacutesticas

Describir en que consiste la ldquodemanda bioquiacutemica del oxiacutegenordquo Una medida apropiada de la contaminacioacuten del agua por elementos nutritivos orgaacutenicos es la averiguacioacuten de la velocidad a que su materia alimentaria puede consumir oxiacutegeno por descomposicioacuten bacteriana esta velocidad se designa como la demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno (BOD) por supuesto la velocidad de la oxidacioacuten bioquiacutemica depende de la temperatura del medio ambiente de las clases particulares de microorganismos y de los elementos nutritivos presentes Si estos factores son constantes la velocidad de la oxidacioacuten puede expresarse en teacuterminos de la vida media del elemento nutritivo

Moacutedulo 12 DESECHOS SOacuteLIDOS

Describir los meacutetodos de eliminacioacuten de desechos soacutelidos que se emplean con mayor frecuencia Hay dos clases de caminos posibles para los materiales de desecho soacutelidos se les puede volver a la circulacioacuten en alguacuten otro proceso o se van acumulando en alguacuten lugar los meacutetodos de eliminacioacuten pueden clasificarse como bull Eliminacioacuten terrestre se tiran los desechos en un vaciadero al aire libre se comprimen para ahorrar espacio Tambieacuten puede hacerse por un meacutetodo maacutes ventajoso llamado relleno higieacutenico de tierra en el cual cada capa de desecho es recubierta por una capa de tierra arcilla o grava bull Incineracioacuten en este proceso deben de considerarse cuatro factores

1 Combustioacuten del material de desecho la caacutemara en que tiene lugar se designa como horno 2 Eliminacioacuten de las cenizas o ldquoescoriardquo 3 Control de los contaminantes que resultan del proceso de la combustioacuten 4 Analizar si el calor desprendido podraacute ser recuperado

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La incineracioacuten presenta las siguientes ventajas 1 Elimina el problema de la salud inherente a la acumulacioacuten de desperdicios 2 Reduce el volumen de los desechos soacutelidos en aproximadamente 80 y requiere mucho menos tierra para la eliminacioacuten final de residuos 3 Puede tratar una mezcla de basura y cascajo sin separacioacuten previa 4 Puede utilizarse en ella equipo de gran diversidad de tamantildeo 5 Los residuos (escoria) son inertes e inodoros y relativamente faacutecil de manipular

Sin embargo la incineracioacuten tiene el inconveniente exactamente lo mismo que el montoacuten de basura de desperdiciar materias primas bull Recirculacioacuten algunos ejemplos notables de recirculacioacuten son

1 La conversioacuten en abono 2 El derretir (que consiste en cocer desechos animales) para obtener sebo 3 Destruccioacuten destructiva o piroacutelisis un producto se descompone por calentamiento en ausencia de aire 4 La recuperacioacuten industrial cuyo objetivo es el de recircular los materiales de desecho

reconocieacutendolos a los procesos de manufactura

Sentildealar las ventajas y desventajas de la recirculacioacuten bull Ventajas

bull Se emplean substancias de desecho como materia prima bull Recuperacioacuten de elementos valiosos bull Se reduce la contaminacioacuten bull Conserva recursos no renovables bull Alteracioacuten en menor grado del ecosistema de la Tierra

bull Desventajas bull No todas las personas susceptibles de estar afectadas participan en la decisioacuten bull Pueden ocasionar malos olores bull Meacutetodos de control sujetos a interrupciones ocasionales bull Los criterios de compensacioacuten son fijados por la ley y no por ecoacutelogos

Unidad IV EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA EL RUIDO

Moacutedulo 13 EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS

Sentildealar la diferencia entre los crecimientos geomeacutetrico y aritmeacutetico de una poblacioacuten bull Crecimiento geomeacutetrico consisten en que si se tiene una cantidad ldquoxrdquo inicial de poblacioacuten en un antildeo se tendriacutea la poblacioacuten ax y en cada antildeo sucesivo aumentaraacute en potencia de ldquoardquo asiacute en el antildeo 2 la poblacioacuten seraacute a(ax) = a2x en el antildeo 3 seraacute (a)(a)(ax) = a3x (el exponente de ldquoardquo seraacute de acuerdo al antildeo considerado) bull Crecimiento aritmeacutetico este tipo de crecimiento consiste en que teniendo una cantidad inicial ldquoyrdquo inicial en el antildeo 1 se tendriacutea y + a en el antildeo 2 se tendriacutea y + 2a y asiacute sucesivamente es decir la cantidad aumentada cada antildeo es un muacuteltiplo de la cantidad que aumento el primer antildeo

Distinguir los diferentes tipos de curvas esquemaacuteticas de crecimiento Crecimiento aritmeacutetico (curva) y geomeacutetrico (recta)

Curva sigmoide de crecimiento Curva de crecimiento de una poblacioacuten que se extingue

Definir el teacutermino demografiacutea La demografiacutea es la rama de la antropologiacutea que trata del estudio estadiacutestico de las caracteriacutesticas de las poblaciones humanas con referencia al volumen total a la densidad al nuacutemero de muertes a las enfermedades y migraciones etc

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Describir el concepto ldquotasa vitalrdquo Los demoacutegrafos estudian a menudo las tasas vitales esto es el nuacutemero de acontecimientos vitales que le ocurren a una poblacioacuten durante un periacuteodo determinado de tiempo dividido entre el volumen de la poblacioacuten (acontecimientos vitales los nacimientos las muertes los matrimonios y las migraciones)

Moacutedulo 14 PREDICCIOacuteN DEL VOLUMEN FUTURO DE LA POBLACIOacuteN

Definir el teacutermino ldquocohorte de nacimientordquo Los demoacutegrafos definen cohorte de nacimiento como un grupo de personas nacidas en un determinado periacuteodo de tiempo por ejemplo un determinado antildeo

Interpretar las distribuciones esquemaacuteticas de la poblacioacuten relativas a la edad y sexo Para predecir cualquier volumen futuro de la poblacioacuten seriacutea muy uacutetil saber el nuacutemero de varones y mujeres en edad reproductiva el nuacutemero de nintildeos que llegaraacuten pronto a dicha edad y el nuacutemero de personas ancianas una distribucioacuten hipoteacutetica con respecto a la edad y sexo se muestra en la Figura 1 (obseacutervese que la graacutefica muestra que hay el mismo nuacutemero de varones y de mujeres en cada grupo de edad) La Figura 1 representariacutea una poblacioacuten en la que bull Los muchachos y las muchachas nacieran a una frecuencia igual bull Naceriacutea cada antildeo durante un siglo el mismo nuacutemero de personas bull Todo el mundo moririacutea a la edad de 100 antildeos bull Cada persona tendriacutea al nacimiento una probabilidad igual a morir en cada antildeo de su vida En cambio en la poblacioacuten humana real nacen aproximadamente 106 muchachos por cada 100 muchachas ni tampoco es constante durante todo el curso de la vida de un individuo la probabilidad de morir en lugar de ello una proporcioacuten relativamente grande de personas muere siendo muy joacutevenes relativamente pocos mueren entre las edades de 10 y 50 antildeos y la proporcioacuten de personas que mueren cada antildeo despueacutes de los 50 aumenta raacutepidamente Ademaacutes hay una curva pronunciada en la mortalidad en relacioacuten con el sexo las mujeres tienen una mayor probabilidad de sobrevivir de un antildeo al siguiente durante todo el curso de su vida excepto en algunas sociedades durante los antildeos de parto La Figura 2 presenta una distribucioacuten en relacioacuten con la edad y el sexo que refleja con mayor aproximacioacuten estas caracteriacutesticas demograacuteficas ademaacutes de estos fenoacutemenos razonablemente predecibles pueden tener cambios que lo sean menos en efecto el crecimiento de la poblacioacuten se ve afectado por acontecimientos tales como la guerra la escasez los progresos meacutedicos y los cambios en las costumbres sociales

Describir algunos de los factores que afectan el crecimiento de las poblaciones bull Liacutemites de espacios bull Liacutemites de alimento bull Decisiones concretas de las familias y las naciones bull El hambre bull Las enfermedades bull Fuerzas sociales complicadas que se relacionan entre siacute

Moacutedulo 15 CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA

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Sentildealar a la temperatura como contaminante ambiental Los organismos de sangre caliente (mamiacuteferos y aves) tienen la capacidad de regular la temperatura de sus cuerpos a medida que la temperatura ambiental aumente o disminuya no observaacutendose lo mismo en los organismos de sangre friacutea como los peces la industria de la energiacutea eleacutectrica y particularmente las plantas de energiacutea nuclear producen calor sobrante y este calor resulta maacutes praacutectico descargarlo en las aguas corrientes este calor sobrante calentaraacute el agua de riacuteos y estanques modificando las formas de vida y alterando de manera considerable el ecosistema acuaacutetico Dicho calor ocasiona un aumento en el consumo de oxiacutegeno de las especies apreciadas por el hombre (trucha semora sarco perca amarilla etc) y su muerte posterior estas especies cuyos ciclos vitales se desarrollan en aguas friacuteas primero alteran sus ciclos vitales y posteriormente van a su extincioacuten y al reemplazamiento de estas especies uacutetiles para el hombre por otras maacutes rudas pero de menor utilidad (sarco lobina etc)

Describir como en todo proceso donde se realiza un trabajo se produce calor El trabajo y el calor son dos formas de energiacutea por lo que se puede convertir trabajo en calor o calor en trabajo Por ejemplo si tenemos friacuteo frotamos nuestras manos en este caso el trabajo aplicado al frotamiento de las manos se ha transformado en calor otro ejemplo lo constituye un automoacutevil el cual usa un combustible que tiene energiacutea potencial al hacerlo explotar en la caacutemara del pistoacuten el gas caliente resultante se aplicaraacute en mover el pistoacuten y consecuentemente al vehiacuteculo pero en este caso no toda la energiacutea caloriacutefica se aplica para mover el automoacutevil de modo que mucha de dicha energiacutea se pierde en la atmoacutesfera en los gases de escape del motor

Enunciar la primera Ley de la Termodinaacutemica La palabra termodinaacutemica proviene de termo=calor y dinaacutemica=trabajo es pues el estudio del calor para producir trabajo la primera Ley de la Termodinaacutemica dice ldquola energiacutea contenida en el Universo no puede crearse ni destruirse solo se transforma de una forma a otra en energiacuteardquo Esta ley tambieacuten es llamada la ley de ldquono puedes ganarrdquo

Explicar porque no es posible construir una maacutequina de movimiento perpetuo Una maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado es aquella que produciriacutea trabajo indefinidamente mientras que una maacutequina de movimiento perpetuo de segundo grado es aquella que aprovechariacutea la energiacutea contenida en el agua o en el aire enfriaacutendolos para su funcionamiento Ninguna de las dos maacutequinas es susceptible de implementarse la razoacuten es que para la maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado se opone la primera Ley de la Termodinaacutemica (de alguna parte se tiene que proporcionar energiacutea para que efectuacutee su trabajo) la segunda es entendible pero igualmente imposible de fabricar es imposible que el flujo energeacutetico se enfriacutee por debajo de la temperatura del medio ambiente circundante para aprovechar su energiacutea caloriacutefica

Describir la segunda Ley de la Termodinaacutemica Puede definirse esta ley empleando el enunciado negativo que de ella postuloacute Lord Kelvin (1824-1907) ldquoEs imposible por medio de la accioacuten de un material inanimado obtener efecto mecaacutenico de una porcioacuten cualquiera de materia enfriaacutendola por debajo de la temperatura del maacutes friacuteo de los objetos circundantesrdquo otra expresioacuten para la segunda ley de la termodinaacutemica es ldquodos cuerpos en contacto teacutermico acaban alcanzando una temperatura comuacutenrdquo Tambieacuten la ley de ldquono me puedes empatarrdquo

Explicar en que consiste un termomotor Un termomotor es una maacutequina que consume combustibles para producir calor y convertir el calor en trabajo un termomotor se puede hacer trabajar mediante dos procesos a saber bull Habiacutea de ser absorbido calor por las partes accionadas de alguna fuente caliente bull El calor de desecho ha de ser pasado a un depoacutesito externo a una temperatura inferior Para un termomotor la substancia de trabajo suele ser un gas que se dilata para realizar trabajo contra un eacutembolo o la hoja de una turbina el gas se enfriacutea al realizar trabajo pero no puede enfriarse por debajo de la temperatura de aquello que lo rodea por consiguiente hay que adoptar alguna medida para eliminar el desecho de calor de un termomotor En la praacutectica el enfriamiento suele realizarse ya sea haciendo pasar aire por el motor o bien vertiendo agua sobre el mismo en la mayoriacutea de los automoacuteviles el agua circula a traveacutes del motor se enfriacutea al pasar por el radiador y vuelve a circular En las grandes centrales eleacutectricas donde se crea una gran cantidad de calor el elemento refrescante es a menudo un riacuteo un lago o el mar

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Moacutedulo 16 EL RUIDO

Describir la forma de transmisioacuten del sonido a traveacutes del aire El sonido es una forma de energiacutea que es ocasionada por un cuerpo en movimiento este movimiento pone en alguna forma en movimiento el aire el cual hace luego mover alguacuten dispositivo receptor en el oiacutedo esta transferencia de energiacutea sonora a traveacutes del aire tiene lugar en forma de onda

Definir longitud de onda Cuando observamos el agua de un estanque tranquilo tiene una superficie plana si se lanza una piedra se ocasiona una perturbacioacuten la cual se manifiesta en forma de ondas de modo que el nivel seraacute maacutes alto en algunos lugares (crestas) y maacutes bajo en otros (valles o senos) la distancia entre trastornos sucesivos del mismo tipo tal como entre dos crestas vecinas o dos senos sucesivos se designa como longitud de onda

Explicar el significado de onda elaacutestica El sonido se transmite de una forma similar a como viajan las ondas en el agua solo que en vez de manifestarse como crestas y senos la onda de sonido consiste en una sucesioacuten de compresiones y dilataciones que alteran la densidad normal del medio (tal como el aire) en el que se propagan este tipo de onda se designa como onda elaacutestica

Distinguir la diferencia entre sonido y ruido El ruido es un sonido indeseable un sonido intenso se considera ruido la intensidad del sonido se mide en decibeles (dB) y dicha intensidad se calcula con la relacioacuten

Intensidad del sonido endB= fuerzadeunsonido dadofuerzade unsonido justamente perceptible

Sentildealar en que consiste la escala decibel Para medir la intensidad del sonido se podriacutea hacer utilizando la escala de vatios nos encontrariacuteamos con el inconveniente de tener que utilizar nuacutemeros demasiado pequentildeos o demasiado grandes ademaacutes la escala seriacutea poco praacutectica porque no partiriacutea de cero sino de alguacuten nuacutemero que representara el sonido audible maacutes bajo Para obviar estos defectos y simplificar la medicioacuten de intensidad sonora se hace lo siguiente bull Se crea una nueva unidad de medicioacuten de intensidad sonora llamada el decibel deci (que significa diez) o sea una referencia a la base de los logaritmos comunes y bel (de Alexander Graham Bell) y la definimos en teacuterminos de la razoacuten de la intensidad de un sonido con respecto a otro bull Establecemos que el sonido maacutes bajo perceptible para el oiacutedo tendraacute el valor de cero decibeles (dB) y constituiraacute el punto de partida de nuestra escala de medicioacuten del sonido bull Nos servimos de los logaritmos de las razones de los sonidos de intensidades distintas para expresar los grados de intensidad sonora El logaritmo de un nuacutemero ldquode base 10rdquo es sencillamente el nuacutemero de veces que 10 es multiplicado por siacute mismo para dar el nuacutemero en cuestioacuten si el nuacutemero es muacuteltiplo de 10 el logaritmo es el nuacutemero de ceros que contenga

Log10 100 = 2 Log10 1000000 = 6 Log10 1 = 0

Describir algunos efectos nocivos del ruidobull Obstaacuteculo para la comunicacioacuten en teacuterminos generales el ruido nos distrae de los sonidos que deseamos o debemos escuchar bull Peacuterdida del oiacutedo la exposicioacuten prolongada al ruido fuerte puede ocasionar la perdida paulatina del oiacutedo son varios los efectos del ruido que pueden ocasionar la peacuterdida del oiacutedo como la intensidad (80 dB o maacutes provocan peacuterdida permanente del oiacutedo) la frecuencia (en ruido a 200 ciclos por segundo y con una intensidad de 95 dB reduciraacute la capacidad auditiva) bull Otros efectos sobre la salud y la conducta como reacciones de ansiedad tensioacuten y en casos extremos miedo cambios hormonales que ocasionan aumento en el latido cardiaco contraccioacuten de los vasos sanguiacuteneos espasmos digestivos dilatacioacuten de las pupilas etc

Mencionar algunas formas de controlar el ruido 1 Reduccioacuten del manantial 2 Interrupcioacuten de la viacutea 3 Proteccioacuten del receptor

Definir que es el nuacutemero Mach Las velocidades supersoacutenicas suelen medirse en nuacutemeros Mach

NuacutemeroMach= velocidad del objetovelocidad del sonido

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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Describir los meacutetodos de seguridad que se emplean en las plantas de energiacutea nuclear Este procedimiento incluye factores como bull Uso de una triple capa de defensa la cual hace todo accidente grave casi inconcebible bull El combustible nuclear no es uranio puro sino una forma ceraacutemica de bioacutexido de uranio el cual es mucho maacutes capaz de retener los productos de la fisioacuten bull El empleo de agua ordinaria como refrigerante y moderador de neutrones proporciona tambieacuten una proteccioacuten automaacutetica bull El uso de dos sistemas de refrigeracioacuten independientes por si el principal fallara bull El empleo de sistemas automatizados alejados de fallas humanas bull Uso de una barrera de contencioacuten reforzada con concreto que protege al reactor y a los generadores de vapor disentildeada para resistir terremotos y huracanes

Analizar el caso de la presencia del estroncio radiactivo en la leche El estroncio 90 (90Sr) es un producto de desecho de la fisioacuten radiactiva con una vida media de aproximadamente 27 antildeos es uno de los componentes de la ldquoprecipitacioacuten radiactivardquo o sea la mezcla de los desechos radiactivos liberados por los procesos nucleares hacia la atmoacutesfera y que gradualmente se depositan sobre la superficie de la tierra juntamente con otros polvos diversos El estroncio (cualquier isoacutetopo de estroncio radiactivo o no) es quiacutemicamente similar al calcio que constituye un elemento importante en los huesos de los animales en los mamiacuteferos el calcio es transmitido a las criacuteas por la leche de la madre asiacute pues la leche es una fuente importante de calcio los herbiacutevoros como las vacas obtienen su calcio de la materia vegetal de sus alimentos si una vaca pasta en una zona contaminada por la lluvia radiactiva el 90Sr se transportaraacute juntamente con el calcio y se acumularaacute en los huesos de la vaca y en su leche este proceso orgaacutenico concentra el 90Sr y habraacute mucho maacutes en 1 gr de leche que en un gramo de hierba La leche de vaca es utilizada como alimento por los humanos especialmente por los nintildeos de modo que tienen probabilidades de ingerir relativamente grandes cantidades de 90Sr las madres que amamantan a sus bebeacutes concentran 90Sr en la leche y consecuentemente el bebeacute lactante ingeriraacute este radiosioacutetopo en el pecho de su madre

Moacutedulo 7 CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Sentildealar la importancia del aire para la vida El aire es indispensable para la vida sobre la Tierra la adicioacuten de materia indeseable transportada por el aire (como el humo) cambia la composicioacuten de la atmoacutesfera de la Tierra perjudicando posiblemente la vida y alterando materiales designamos este fenoacutemeno atmosfeacuterico como lsquocontaminacioacuten del airersquo

Definir el significado de ldquouna parte por milloacutenrdquo Una manera de expresar la concentracioacuten de gases y partiacuteculas en el aire la cual es la cantidad de la substancia en un volumen determinado de espacio dado o en una cantidad dada de otra materia en razones o voluacutemenes es la denominada partes por milloacuten (ppm) 1 ppm significa ldquouna parte por milloacutenrdquo o un volumen de la substancia contaminante en un milloacuten de voluacutemenes de aire contaminado por ejemplo si hay 1 ppm en el aire de SO2 significa que existe una moleacutecula de SO2

entre un milloacuten de moleacuteculas de aire

Establecer la diferencia entre aire puro y aire contaminado El aire puro es una mezcla de gases 78 de nitroacutegeno (N) 21 de oxiacutegeno (O) 93 de gases inertes (argoacuten kriptoacuten etc) metano (CH4) hidroacutegeno (H) y una cantidad variable de vapor de agua ademaacutes de bioacutexido de carbono (CO2) El aire estaraacute contaminado si variacutea en los porcentajes indicados o si contiene otras partiacuteculas diferentes a las que se mencionan en la composicioacuten descrita

Nombrar algunos contaminantes naturales del aire bull1 Oacutexidos de nitroacutegeno (en su mayor parte N2O) 05 ppm y NO2 (002 ppm) producidos ambos por la radiacioacuten solar y por los rayos bull1 Ozono (O2) producido tambieacuten por la radiacioacuten solar y por los rayos

Explicar la diferencia entre contaminante primario y contaminante secundario del aire bull Contaminante primario es aquel que se produce mediante alguacuten proceso o reaccioacuten por ejemplo al quemar azufre o combustibles que lo contienen se produce bioacutexido de azufre (SO2) seguacuten la reaccioacuten S + O2 rarr SO2 bull Contaminante secundario es aquel que se produce en la atmoacutesfera a partir de un contaminante primario por ejemplo el trioacutexido de azufre (SO3) se produce en la atmoacutesfera por la oxidacioacuten del SO2 bajo la influencia de la luz solar seguacuten la reaccioacuten 2SO2 + O2 rarr 2SO3

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Mencionar algunos contaminantes gaseosos del aire bull Oacutexidos de carbono bioacutexido de carbono (SO2) bull Compuestos que contienen carbono e hidroacutegeno (hidrocarburos) carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno (oxigenados) bull Compuestos que contienen azufre bioacutexido de azufre (SO2) trioacutexido de azufre (SO3) sulfuro de hidroacutegeno (H2S) bull Compuestos que contienen nitroacutegeno oacutexido de nitroacutegeno (NO) bioacutexido de nitroacutegeno (NO2) bull Ozono (O3) y oxidantes bull Fluoruro de hidroacutegeno (HF)

Nombrar algunas partiacuteculas contaminantes del aire bull Partiacuteculas viables (capaces de vivir) granos de polen bacterias hongos mohos o esporas insectos partes de insectos bull Partiacuteculas no viables arena partiacuteculas de tierra gotitas de salados polvo volcaacutenico partiacuteculas extraterrestres (naturales) bull Partiacuteculas producidas por actividades humanas bullbullOrgaacutenicas humo proveniente de la combustioacuten de carboacuten petroacuteleo madera y basura polvos insecticidas partiacuteculas orgaacutenicas liberadas por la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica bullbullInorgaacutenica partiacuteculas provenientes de las actividades metaluacutergicas de la industria productora de mineral no metaacutelico de la manufactura quiacutemica inorgaacutenica y del plomo utilizado en la gasolina

Moacutedulo 8 EFECTOS DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Describir el funcionamiento de un filtro de bolsa La materia en partiacuteculas se deja retener en medios porosos (filtros) que dejan pasar el gas tales separaciones son posibles porque las partiacuteculas son mucho maacutes grandes que las moleacuteculas de gas Para tratar grandes corrientes de gas los filtros son a menudo en forma de bolsas ciliacutendricas parecidas a calcetines gigantes de las que la materia en partiacuteculas recogida se vaciacutea perioacutedicamente por sacudida

Describir el funcionamiento de un colector de cicloacuten Maacutes importante que la velocidad de depoacutesito de las partiacuteculas grandes es el hecho de que las partiacuteculas maacutes pesadas poseen maacutes inercia por consiguiente si una corriente de gas que contiene contaminantes en partiacuteculas se hace girar en remolino las partiacuteculas podraacuten ser expulsadas a lugares de donde se les pueda eliminar coacutemodamente un dispositivo de esta clase es el llamado cicloacuten

Describir el funcionamiento de un precipitador electrostaacutetico Las partiacuteculas pueden tambieacuten estar cargadas eleacutectricamente y una superficie colectora que lleve una carga de signo contrario los atraeraacute dispositivos de esta clase llamados precipitadores electrostaacuteticos se utilizan en gran escala sobre todo para reducir el humo de las plantas de energiacutea que queman combustibles foacutesiles

Describir el funcionamiento de un depurador Los gases contaminantes no pueden recogerse faacutecilmente por medios mecaacutenicos porque sus moleacuteculas no son lo bastante maacutes grandes o maacutes pesadas que las del aire sin embargo algunos gases contaminantes podraacuten ser maacutes solubles en un liacutequido determinado (por regla general el agua) de lo que es el aire se les podraacute recoger por un proceso que los lleve a un contacto iacutentimo con el liacutequido Los aparatos que realizan semejante separacioacuten se designan depuradores Los medios de establecer contacto entre el gas y el liacutequido incluyen el rociado del liacutequido en el gas y el burbujeo del gas a traveacutes del liacutequido el amoniaco (NH3) constituye un ejemplo de gas soluble en agua que se deja extraer de una corriente de aire

Establecer la diferencia entre ldquoadsorcioacutenrdquo y ldquoabsorcioacutenrdquo ldquoAdsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en la superficie de alguacuten material mientras que ldquoabsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en el interior de un material

Explicar en que consiste el control de los contaminantes por conversioacuten La conversioacuten maacutes importante de los contaminantes es la oxidacioacuten en el aire la oxidacioacuten se aplica las maacutes de las veces a los gases y vapores contaminantes orgaacutenicos y rara vez a la materia en partiacuteculas cuando las substancias orgaacutenicas que soacutelo contienen carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno se oxidan por completo los uacutenicos productos son bioacutexido de carbono y agua inofensivos ambos sin embargo el proceso es a menudo muy dispendioso porque se requiere utilizar una cantidad de energiacutea considerable para mantener la totalidad de la corriente de gas suficientemente caliente (700degC aprox) para que tenga lugar la oxidacioacuten completa Si el contaminante esta suficientemente concentrado su propio valor de combustible podraacute proporcionar acaso una gran parte de esta energiacutea ademaacutes la temperatura necesaria para la combustioacuten podraacute reducirse

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utilizando un catalizador Hay cierto nuacutemero de conversiones quiacutemicas de contaminantes posibles aparte de la combustioacuten en el aire estos comprenden la neutralizacioacuten quiacutemica de un aacutecido o una base y la oxidacioacuten de contaminantes por agentes distintos del aire

Describir algunos meacutetodos de control de contaminacioacuten del aire por compuestos de azufre Quemamos carboacuten petroacuteleo o gas natural que contienen azufre para producir calor y energiacutea el azufre contenido en el combustible se oxida en SO2 y contamina el aire se dejan concebir los siguientes meacutetodos de control bull Cambiar a otras fuentes de energiacutea energiacutea hidroeleacutectrica energiacutea nuclear o energiacutea solar a tiacutetulo de solucioacuten parcial se podriacutea cambiar a combustibles de contenido menor de azufre bull Extraer el azufre antes de quemarlo lo que traeriacutea aumento en el costo del combustible bull Extraer el azufre de los gases de escape antes de descargarlos en la atmoacutesfera bull Utilizar meacutetodos maacutes eficientes de combustioacuten bull Usar menor cantidad de combustible consumido o usado por persona bull Reducir la velocidad de crecimiento de la poblacioacuten

Sentildealar las ventajas y desventajas al proponer como solucioacuten a la contaminacioacuten atmosfeacuterica el empleo del automoacutevil eleacutectrico bull Ventajas Disminucioacuten en los niveles de contaminacioacuten atmosfeacuterica bull Desventajas Necesidad de maacutes centrales de energiacutea Depresioacuten econoacutemica en la industria del petroacuteleo Cambios en los automoacuteviles y en la industria automotriz Cambios en las estaciones de servicios Cambios en el disentildeo de las carreteras Modificacioacuten en los impuestos Las bateriacuteas usadas hasta hoy tienen poca autonomiacutea

Unidad III CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA DESECHOS SOacuteLIDOS

Moacutedulo 9 EL CARAacuteCTER DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA

Describir la colocacioacuten de los aacutetomos de hidroacutegeno y oxiacutegeno en la moleacutecula del agua El agua contiene 8 partes de oxiacutegeno por una parte de hidroacutegeno en peso por ejemplo 9 kg de agua contienen 8 kg de oxiacutegeno y 1 kg de hidroacutegeno La composicioacuten del agua y los pesos atoacutemicos del oxiacutegeno y el hidroacutegeno estaacuten expresados en la foacutermula H2O la composicioacuten del agua es O (16) es a H (1 + 1) como 16 es a 2 como 8 es a 1 La suma de estos pesos atoacutemicos 1 + 1 + 16 = 18 es el peso molecular del agua El oxiacutegeno estaacute ligado a los dos hidroacutegenos y la moleacutecula tiene una figura inclinada con un aacutengulo de 105 grados entre las dos ligazones

H H+ +

105degO-

Sentildealar las formas en que se agrupan las moleacuteculas del agua Las cargas negativas (electrones) estaacuten amontonadas en forma maacutes apretada alrededor del aacutetomo de oxiacutegeno que las cargas positivas (protones) esto ocasiona una separacioacuten de las cargas con la parte de la moleacutecula cargada negativamente maacutes cerca de los aacutetomos de oxiacutegeno y de las partes cargadas positivamente mas cerca de los hidroacutegenos Estas cargas eleacutectricas atraen a sus opuestas en otras moleacuteculas de agua con el resultado de que el agua liacutequida consta de agregados de moleacuteculas de H2O ligadas unas a otras como aquiacute se indica

+ = hidroacutegeno- = oxiacutegeno

Describir el comportamiento del agua como solvente eficaz de algunas substancias Las fuerzas eleacutectricas que ligan las moleacuteculas de agua unas a otras pueden servir tambieacuten para ligar moleacuteculas de agua a las substancias extrantildeas por consiguiente el agua es un solvente excepcionalmente bueno especialmente en el caso de substancias que tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas Estas substancias son en forma tiacutepica compuestos inorgaacutenicos tales como los compuestos de elementos metaacutelicos en cambio el agua es un solvente mediocre para substancias cuyas moleacuteculas no tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas son ejemplos de este uacuteltimo las substancias de los hidrocarburos derivados del petroacuteleo tales como la gasolina el aceite mineral y la grasa

Mencionar queacute se entiende por partiacuteculas suspendidas coloidales y materia disuelta Resulta praacutectico clasificar las substancias extrantildeas en el agua seguacuten el volumen de sus partiacuteculas porque es este volumen el

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que con frecuencia condiciona la eficacia de los diversos meacutetodos de purificacioacuten las substancias se clasifican en bull Partiacuteculas suspendidas son las mayores las que tienen diaacutemetro de aproximadamente un microacutemetro son lo bastante grandes para depositarse a velocidades razonables y ser retenidas por los filtros comunes Son tambieacuten lo suficientemente grandes para absorber la luz y hacer que el agua que contaminan se vea turbia y sucia bull Partiacuteculas coloidales son tan pequentildeas que su velocidad de depoacutesito es insignificante y pasan a traveacutes de los agujeros de la mayoriacutea de los medios filtrantes no se les puede eliminar del agua por sedimentacioacuten o filtracioacuten ordinaria El agua que contiene partiacuteculas coloidales se aclara en el trayecto directo de la luz que la ilumina pero se podriacutea ver acaso turbia si se le observa a un aacutengulo recto con respecto al haz lumiacutenico Los colores de las aguas naturales tales como el azul el verde y el rojo de los lagos o mares son debido en gran parte a partiacuteculas coloidales bull La materia disuelta no se deposita no es retenida por los filtros y no enturbia el agua las partiacuteculas de las que dicha materia consta no son mayores de aproximadamente 11000 de microacutemetro de diaacutemetro si son eleacutectricamente neutras se les llama moleacuteculas y si llevan una carga eleacutectrica se les designa iones

El azuacutecar de cantildea (sacarosa) el alcohol de granos (etanol) y el anticongelante ldquopermanenterdquo (glicol de etileno) son substancias que se disuelven en el agua como moleacuteculas eleacutectricamente neutras la sal de mesa (cloruro de sodio) se disuelve como sodio positivo y iones negativos de cloruro

Moacutedulo 10 LA COMPOSICIOacuteN DE LAS AGUAS NATURALES

Clasificar las diferentes impurezas del agua seguacuten su origen y tamantildeo de sus partiacuteculas Origen y naturaleza de las impurezas de las aguas naturales

bull Atmoacutesfera bull suspendidas polvos bull coloidales polvos bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 SO2 O2 N2 bull iones positivos H+ bull iones negativos HCO3- SO4 2-

bull Tierra mineral y piedrasbull suspendidas arena arcillas partiacuteculas de tierra mineral bull coloidales arena bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 bull iones positivos Na+ K2+ Ca2+ Mg2+ Fe2+ Mn2+ bull iones negativos Cl- F- SO42- CO32- HCO3- NO3-

bull Organismos vivos y sus productos de descomposicioacuten suspendidas algas diatomeas bacterias peces tierra orgaacutenica otros organismos coloidales virus materia colorante orgaacutenica tierra orgaacutenica (manto) disueltas

moleacuteculas CO2 O2 N2 H2S CH4 desechos orgaacutenicos iones positivos H+ Na+ NH4+ iones negativos Cl- HCO3 NO3-

Describir el efecto de los microorganismos en el agua El agua contaminada podraacute ser sucia mal oliente corrosiva poco apta para lavar en ella la ropa o desagradable al gusto sin embargo el efecto maacutes perjudicial del agua contaminada para el hombre ha sido ciertamente el de la transmisioacuten de enfermedades La fiebre tifoidea en el Hemisferio Occidental y el coacutelera en el Hemisferio Oriental han sido las causas del mayor nuacutemero de defunciones producidas por el agua otras enfermedades humanas transmitidas al hombre por microorganismos del agua son la disenteriacutea la hepatitis infecciosa y la gastroenteritis es posible que algunas otras enfermedades viacuterales tales como la poliomielitis sean tambieacuten transmitidas por el agua El hombre vive en relacioacuten iacutentima con microorganismos sobre su piel y en su sistema digestivo el total de la poblacioacuten microbiana en un hombre normal es tal vez de 10 millones de millones (1013) en estado de salud los hombres y los microbios viven juntos para beneficio mutuo el excremento de un ser humano sano no es necesariamente un manantial de enfermedades si se dispersa en el agua sin embargo algunas personas sanas viven en armoniacutea con organismos que pueden resultar patoacutegenos para otros Sentildealar las caracteriacutesticas que debe tener el agua para considerarse aceptable para beber

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Se considera que el agua es aceptable para beber si bull Contiene menos de 10 bacterias intestinales por litro bull Si no contiene impurezas quiacutemicas en concentraciones que pueden ser peligrosas para la salud del consumidor o corrosivas con respecto al sistema de conduccioacuten del agua bull Si no presenta un gusto olor color o turbiedad objetables bull Si no procede de un manantial sujeto a contaminacioacuten por aguas negras u otros contaminantes tales como un pozo exactamente cuesta debajo de una fosa seacuteptica

Mencionar la importancia del oxiacutegeno disuelto en el agua La mayoriacutea de la materia orgaacutenica procedente de desechos de alimentos de aguas negras domeacutesticas y de residuos de faacutebricas tales como partiacuteculas de tierra son desintegradas en el agua por bacterias protozoarios y diversos organismos mayores semejantes descomposiciones convierten substancias ricas en energiacutea en substancias pobres en energiacutea mediante reacciones quiacutemicas que utilizan oxiacutegeno Por supuesto estas conversiones tienen lugar tanto en el agua como en la tierra sin embargo la diferencia importante entre estos dos medios es que el oxiacutegeno atmosfeacuterico a disposicioacuten de los animales terrestres es reemplazado en forma relativamente raacutepida por la vida vegetal y en esta forma no se agota En cambio el oxiacutegeno disuelto en las aguas puede agotarse maacutes raacutepidamente de lo que es reemplazado desde la atmoacutesfera y las bacterias los protozoarios los gusanos de lodo y la trucha compiten por el oxiacutegeno cuando los elementos nutritivos son abundantes semejante competencia afecta la distribucioacuten de las formas de vida en el agua cuando la introduccioacuten de una materia nutritiva (basura o desechos industriales orgaacutenicos) altera esta distribucioacuten en una forma que resulta desfavorable para el hombre (por ejemplo de modo que cohiba la trucha y favorezca los protozoarios) la calidad del agua ha de considerarse como deteriorada y los elementos nutritivos antildeadidos son contaminantes

Definir los conceptos de bull Aerobiosis Es cuando un combustible como la madera es quemado en el aire tiene lugar una liberacioacuten de energiacutea y la formacioacuten de las substancias bioacutexido de carbono y agua pobres en energiacutea semejante conversioacuten puede mostrarse mediante la ecuacioacuten de combustioacuten del gas metano (CH4)

CH4 + O2 rarr CO2 + 2H2OLa descomposicioacuten bacteriana no tiene lugar a la temperatura de la llama sin embargo la liberacioacuten total de energiacutea depende solamente de los materiales iniciales y de los productos finales y modelos pasos intermedios la descomposicioacuten bacteriana en presencia del aire se designa como aerobiosis y es el proceso que rinde la mayor energiacutea a partir de un peso dado de elementos nutritivos bull Nitrificacioacuten Es la primera etapa de la accioacuten bacteriana en la desoxigenacioacuten de las aguas contaminadas Cuando el elemento nutritivo esta agotado se puede obtener energiacutea suplementaria mediante la oxigenacioacuten de las sales de amonio proceso que se designa como nitrificacioacuten bull Fermentacioacuten Es cuando el oxiacutegeno molecular se ha agotado en las aguas la accioacuten bacteriana no se detiene en lugar de ello se produce una nueva serie de descomposiciones a traveacutes del proceso llamado anaerobiosis (descomposicioacuten bacteriana en ausencia de oxiacutegeno) La descomposicioacuten anaeroacutebica de los azuacutecares y otros carbohidratos se designa fermentacioacuten bull Putrefaccioacuten Se denomina asiacute al proceso anaeroacutebico de la descomposicioacuten de las proteiacutenas

Moacutedulo 11 DETERGENTES ALGAS Y LA MUERTE DE LAS AGUAS

Explicar el proceso de eutroficacioacuten Las algas son plantas acuaacuteticas se les puede percibir en ocasiones como un lima-verde-azul sobre la superficie del agua inmoacutevil las algas obtienen su energiacutea mediante la fotosiacutentesis (pues son plantas) por lo tanto consumen bioacutexido de carbono (CO2) en presencia de luz solar y liberan oxiacutegeno Al igual que otras plantas las algas necesitan tambieacuten diversos elementos nutritivos inorgaacutenicos tales como compuestos de nitroacutegeno de potasio foacutesforo azufre y hierro si los elementos nutritivos son abundantes las algas se reproducen incesantemente A medida que algunas algas mueren son alimento para las bacterias la descomposicioacuten bacteriana consume oxiacutegeno con los efectos contaminantes consiguientes Semejante sucesioacuten de procesos se traduce en un estado en que el agua por debajo de la superficie de las algas es pobre en oxiacutegeno e incapaz de soportar formas de vida que son uacutetiles para el hombre la perca y la lobina ceden el paso a variedades menos deseadas de animales que se alimentan de basura tales como el siluso sanguijuelas y gusanos De un lado de este estado se dice que es eutroacutefico y el proceso mediante el cual dicho estado es alcanzado se designa eutroficacioacuten cuando esto tiene lugar sin la intervencioacuten del hombre el proceso suele ser lento dura cientos o miles de antildeos y forma parte de la transformacioacuten general del lago en pantano y finalmente en prado

Definir el teacutermino ldquoagua durardquo Agua dura es el agua subterraacutenea que contiene iones metaacutelicos que ocasionan que el jaboacuten sea insoluble en ella y lo privan de su detergencia el agua que no contiene dicho material se denomina ldquoagua blandardquo

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Distinguir como contaminantes industriales del agua a los compuestos de plomo arseacutenico y mercurio La actividad industrial especialmente la produccioacuten de pulpa y papel la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica engendran una gran variedad de productos de desecho que pueden ser descargados en las corrientes de agua de algunos desechos de este tipo se sabe que son venenosos para el hombre en tanto que los efectos de otros son obscuros y para complicar maacutes las cosas algunos de estos desechos reaccionan con el cloro que se utiliza como desinfectante del agua potable El resultado de semejante reaccioacuten a la produccioacuten de compuestos orgaacutenicos clorados que huelen y saben mucho peor que el producto de desecho original Uno de los venenos industriales acarreados por el agua desde la antiguumledad es el plomo su fuente predominante ha sido la tuberiacutea de plomo utilizada anteriormente en las redes de distribucioacuten del agua maacutes recientemente el empleo del rociado de arseniato de plomo ha contaminado aguas superficiales y profundas con plomo con arseacutenico El plomo es un veneno acumulativo e inclusive pequentildeas concentraciones si estaacuten presentes constantemente en el agua potable podraacuten conducir a enfermedades graves o a la muerte El arseacutenico que en algunas ocasiones se encuentra en las aguas naturales que corren a traveacutes de minerales que contienen arseacutenico es tambieacuten un veneno acumulativo El mercurio se ha considerado siempre con fascinacioacuten y alarma es el uacutenico metal liacutequido a temperaturas ordinarias pero a temperaturas maacutes altas puede evaporarse con suficiente rapidez para ser mortal el mercurio en el agua no es un contaminante potencial por lo que no es preocupante que la mitad de la cantidad de mercurio anualmente extraiacutedo sea liberada al medio ambiente estas descargas tienen lugar como efluentes de desecho desde las fabricas productoras o bien como incorporacioacuten de trazas de mercurio en productos a los que no pertenece

Sentildealar en que consiste el fenoacutemeno de corrosioacuten Los aacutecidos corroen (enmohecen oxidan) los metales y los compuestos solubles de metales pueden contaminar el agua por consiguiente el agua que es aacutecida puede contaminarse con elementos metaacutelicos maacutes faacutecilmente de lo que puede hacerlo el agua pura

Explicar a queacute se llama pH La presencia de hidroacutegeno es indispensable para la calidad de la acidez en el agua el hidroacutegeno ha de estar en forma de aacutetomos de hidroacutegeno cargados positivamente que se designan como iones hidroacutegeno (H+) fijados a moleacuteculas de agua El pH se define como la concentracioacuten de iones de hidroacutegeno en una substancia (pH ldquopotencia de hidroacutegenordquo) el valor del pH es el nuacutemero de ceros en el denominador de una frase que expresa la concentracioacuten de iones H+ cuyo numerador es 1 y cuyo denominador es un muacuteltiplo de 10

Definir el teacutermino ldquoaguas negrasrdquo Los desechos transportados por el agua de fuentes tales como hogares hospitales escuelas y edificios comerciales contienen desechos de alimentos excrementos humanos papel jaboacuten detergentes polvo ropa otros residuos diversos y por supuesto microorganismos esta mezcla se designa como aguas negras sanitarias o domeacutesticas

Describir en que consiste la ldquodemanda bioquiacutemica del oxiacutegenordquo Una medida apropiada de la contaminacioacuten del agua por elementos nutritivos orgaacutenicos es la averiguacioacuten de la velocidad a que su materia alimentaria puede consumir oxiacutegeno por descomposicioacuten bacteriana esta velocidad se designa como la demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno (BOD) por supuesto la velocidad de la oxidacioacuten bioquiacutemica depende de la temperatura del medio ambiente de las clases particulares de microorganismos y de los elementos nutritivos presentes Si estos factores son constantes la velocidad de la oxidacioacuten puede expresarse en teacuterminos de la vida media del elemento nutritivo

Moacutedulo 12 DESECHOS SOacuteLIDOS

Describir los meacutetodos de eliminacioacuten de desechos soacutelidos que se emplean con mayor frecuencia Hay dos clases de caminos posibles para los materiales de desecho soacutelidos se les puede volver a la circulacioacuten en alguacuten otro proceso o se van acumulando en alguacuten lugar los meacutetodos de eliminacioacuten pueden clasificarse como bull Eliminacioacuten terrestre se tiran los desechos en un vaciadero al aire libre se comprimen para ahorrar espacio Tambieacuten puede hacerse por un meacutetodo maacutes ventajoso llamado relleno higieacutenico de tierra en el cual cada capa de desecho es recubierta por una capa de tierra arcilla o grava bull Incineracioacuten en este proceso deben de considerarse cuatro factores

1 Combustioacuten del material de desecho la caacutemara en que tiene lugar se designa como horno 2 Eliminacioacuten de las cenizas o ldquoescoriardquo 3 Control de los contaminantes que resultan del proceso de la combustioacuten 4 Analizar si el calor desprendido podraacute ser recuperado

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La incineracioacuten presenta las siguientes ventajas 1 Elimina el problema de la salud inherente a la acumulacioacuten de desperdicios 2 Reduce el volumen de los desechos soacutelidos en aproximadamente 80 y requiere mucho menos tierra para la eliminacioacuten final de residuos 3 Puede tratar una mezcla de basura y cascajo sin separacioacuten previa 4 Puede utilizarse en ella equipo de gran diversidad de tamantildeo 5 Los residuos (escoria) son inertes e inodoros y relativamente faacutecil de manipular

Sin embargo la incineracioacuten tiene el inconveniente exactamente lo mismo que el montoacuten de basura de desperdiciar materias primas bull Recirculacioacuten algunos ejemplos notables de recirculacioacuten son

1 La conversioacuten en abono 2 El derretir (que consiste en cocer desechos animales) para obtener sebo 3 Destruccioacuten destructiva o piroacutelisis un producto se descompone por calentamiento en ausencia de aire 4 La recuperacioacuten industrial cuyo objetivo es el de recircular los materiales de desecho

reconocieacutendolos a los procesos de manufactura

Sentildealar las ventajas y desventajas de la recirculacioacuten bull Ventajas

bull Se emplean substancias de desecho como materia prima bull Recuperacioacuten de elementos valiosos bull Se reduce la contaminacioacuten bull Conserva recursos no renovables bull Alteracioacuten en menor grado del ecosistema de la Tierra

bull Desventajas bull No todas las personas susceptibles de estar afectadas participan en la decisioacuten bull Pueden ocasionar malos olores bull Meacutetodos de control sujetos a interrupciones ocasionales bull Los criterios de compensacioacuten son fijados por la ley y no por ecoacutelogos

Unidad IV EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA EL RUIDO

Moacutedulo 13 EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS

Sentildealar la diferencia entre los crecimientos geomeacutetrico y aritmeacutetico de una poblacioacuten bull Crecimiento geomeacutetrico consisten en que si se tiene una cantidad ldquoxrdquo inicial de poblacioacuten en un antildeo se tendriacutea la poblacioacuten ax y en cada antildeo sucesivo aumentaraacute en potencia de ldquoardquo asiacute en el antildeo 2 la poblacioacuten seraacute a(ax) = a2x en el antildeo 3 seraacute (a)(a)(ax) = a3x (el exponente de ldquoardquo seraacute de acuerdo al antildeo considerado) bull Crecimiento aritmeacutetico este tipo de crecimiento consiste en que teniendo una cantidad inicial ldquoyrdquo inicial en el antildeo 1 se tendriacutea y + a en el antildeo 2 se tendriacutea y + 2a y asiacute sucesivamente es decir la cantidad aumentada cada antildeo es un muacuteltiplo de la cantidad que aumento el primer antildeo

Distinguir los diferentes tipos de curvas esquemaacuteticas de crecimiento Crecimiento aritmeacutetico (curva) y geomeacutetrico (recta)

Curva sigmoide de crecimiento Curva de crecimiento de una poblacioacuten que se extingue

Definir el teacutermino demografiacutea La demografiacutea es la rama de la antropologiacutea que trata del estudio estadiacutestico de las caracteriacutesticas de las poblaciones humanas con referencia al volumen total a la densidad al nuacutemero de muertes a las enfermedades y migraciones etc

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Describir el concepto ldquotasa vitalrdquo Los demoacutegrafos estudian a menudo las tasas vitales esto es el nuacutemero de acontecimientos vitales que le ocurren a una poblacioacuten durante un periacuteodo determinado de tiempo dividido entre el volumen de la poblacioacuten (acontecimientos vitales los nacimientos las muertes los matrimonios y las migraciones)

Moacutedulo 14 PREDICCIOacuteN DEL VOLUMEN FUTURO DE LA POBLACIOacuteN

Definir el teacutermino ldquocohorte de nacimientordquo Los demoacutegrafos definen cohorte de nacimiento como un grupo de personas nacidas en un determinado periacuteodo de tiempo por ejemplo un determinado antildeo

Interpretar las distribuciones esquemaacuteticas de la poblacioacuten relativas a la edad y sexo Para predecir cualquier volumen futuro de la poblacioacuten seriacutea muy uacutetil saber el nuacutemero de varones y mujeres en edad reproductiva el nuacutemero de nintildeos que llegaraacuten pronto a dicha edad y el nuacutemero de personas ancianas una distribucioacuten hipoteacutetica con respecto a la edad y sexo se muestra en la Figura 1 (obseacutervese que la graacutefica muestra que hay el mismo nuacutemero de varones y de mujeres en cada grupo de edad) La Figura 1 representariacutea una poblacioacuten en la que bull Los muchachos y las muchachas nacieran a una frecuencia igual bull Naceriacutea cada antildeo durante un siglo el mismo nuacutemero de personas bull Todo el mundo moririacutea a la edad de 100 antildeos bull Cada persona tendriacutea al nacimiento una probabilidad igual a morir en cada antildeo de su vida En cambio en la poblacioacuten humana real nacen aproximadamente 106 muchachos por cada 100 muchachas ni tampoco es constante durante todo el curso de la vida de un individuo la probabilidad de morir en lugar de ello una proporcioacuten relativamente grande de personas muere siendo muy joacutevenes relativamente pocos mueren entre las edades de 10 y 50 antildeos y la proporcioacuten de personas que mueren cada antildeo despueacutes de los 50 aumenta raacutepidamente Ademaacutes hay una curva pronunciada en la mortalidad en relacioacuten con el sexo las mujeres tienen una mayor probabilidad de sobrevivir de un antildeo al siguiente durante todo el curso de su vida excepto en algunas sociedades durante los antildeos de parto La Figura 2 presenta una distribucioacuten en relacioacuten con la edad y el sexo que refleja con mayor aproximacioacuten estas caracteriacutesticas demograacuteficas ademaacutes de estos fenoacutemenos razonablemente predecibles pueden tener cambios que lo sean menos en efecto el crecimiento de la poblacioacuten se ve afectado por acontecimientos tales como la guerra la escasez los progresos meacutedicos y los cambios en las costumbres sociales

Describir algunos de los factores que afectan el crecimiento de las poblaciones bull Liacutemites de espacios bull Liacutemites de alimento bull Decisiones concretas de las familias y las naciones bull El hambre bull Las enfermedades bull Fuerzas sociales complicadas que se relacionan entre siacute

Moacutedulo 15 CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA

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Sentildealar a la temperatura como contaminante ambiental Los organismos de sangre caliente (mamiacuteferos y aves) tienen la capacidad de regular la temperatura de sus cuerpos a medida que la temperatura ambiental aumente o disminuya no observaacutendose lo mismo en los organismos de sangre friacutea como los peces la industria de la energiacutea eleacutectrica y particularmente las plantas de energiacutea nuclear producen calor sobrante y este calor resulta maacutes praacutectico descargarlo en las aguas corrientes este calor sobrante calentaraacute el agua de riacuteos y estanques modificando las formas de vida y alterando de manera considerable el ecosistema acuaacutetico Dicho calor ocasiona un aumento en el consumo de oxiacutegeno de las especies apreciadas por el hombre (trucha semora sarco perca amarilla etc) y su muerte posterior estas especies cuyos ciclos vitales se desarrollan en aguas friacuteas primero alteran sus ciclos vitales y posteriormente van a su extincioacuten y al reemplazamiento de estas especies uacutetiles para el hombre por otras maacutes rudas pero de menor utilidad (sarco lobina etc)

Describir como en todo proceso donde se realiza un trabajo se produce calor El trabajo y el calor son dos formas de energiacutea por lo que se puede convertir trabajo en calor o calor en trabajo Por ejemplo si tenemos friacuteo frotamos nuestras manos en este caso el trabajo aplicado al frotamiento de las manos se ha transformado en calor otro ejemplo lo constituye un automoacutevil el cual usa un combustible que tiene energiacutea potencial al hacerlo explotar en la caacutemara del pistoacuten el gas caliente resultante se aplicaraacute en mover el pistoacuten y consecuentemente al vehiacuteculo pero en este caso no toda la energiacutea caloriacutefica se aplica para mover el automoacutevil de modo que mucha de dicha energiacutea se pierde en la atmoacutesfera en los gases de escape del motor

Enunciar la primera Ley de la Termodinaacutemica La palabra termodinaacutemica proviene de termo=calor y dinaacutemica=trabajo es pues el estudio del calor para producir trabajo la primera Ley de la Termodinaacutemica dice ldquola energiacutea contenida en el Universo no puede crearse ni destruirse solo se transforma de una forma a otra en energiacuteardquo Esta ley tambieacuten es llamada la ley de ldquono puedes ganarrdquo

Explicar porque no es posible construir una maacutequina de movimiento perpetuo Una maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado es aquella que produciriacutea trabajo indefinidamente mientras que una maacutequina de movimiento perpetuo de segundo grado es aquella que aprovechariacutea la energiacutea contenida en el agua o en el aire enfriaacutendolos para su funcionamiento Ninguna de las dos maacutequinas es susceptible de implementarse la razoacuten es que para la maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado se opone la primera Ley de la Termodinaacutemica (de alguna parte se tiene que proporcionar energiacutea para que efectuacutee su trabajo) la segunda es entendible pero igualmente imposible de fabricar es imposible que el flujo energeacutetico se enfriacutee por debajo de la temperatura del medio ambiente circundante para aprovechar su energiacutea caloriacutefica

Describir la segunda Ley de la Termodinaacutemica Puede definirse esta ley empleando el enunciado negativo que de ella postuloacute Lord Kelvin (1824-1907) ldquoEs imposible por medio de la accioacuten de un material inanimado obtener efecto mecaacutenico de una porcioacuten cualquiera de materia enfriaacutendola por debajo de la temperatura del maacutes friacuteo de los objetos circundantesrdquo otra expresioacuten para la segunda ley de la termodinaacutemica es ldquodos cuerpos en contacto teacutermico acaban alcanzando una temperatura comuacutenrdquo Tambieacuten la ley de ldquono me puedes empatarrdquo

Explicar en que consiste un termomotor Un termomotor es una maacutequina que consume combustibles para producir calor y convertir el calor en trabajo un termomotor se puede hacer trabajar mediante dos procesos a saber bull Habiacutea de ser absorbido calor por las partes accionadas de alguna fuente caliente bull El calor de desecho ha de ser pasado a un depoacutesito externo a una temperatura inferior Para un termomotor la substancia de trabajo suele ser un gas que se dilata para realizar trabajo contra un eacutembolo o la hoja de una turbina el gas se enfriacutea al realizar trabajo pero no puede enfriarse por debajo de la temperatura de aquello que lo rodea por consiguiente hay que adoptar alguna medida para eliminar el desecho de calor de un termomotor En la praacutectica el enfriamiento suele realizarse ya sea haciendo pasar aire por el motor o bien vertiendo agua sobre el mismo en la mayoriacutea de los automoacuteviles el agua circula a traveacutes del motor se enfriacutea al pasar por el radiador y vuelve a circular En las grandes centrales eleacutectricas donde se crea una gran cantidad de calor el elemento refrescante es a menudo un riacuteo un lago o el mar

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Moacutedulo 16 EL RUIDO

Describir la forma de transmisioacuten del sonido a traveacutes del aire El sonido es una forma de energiacutea que es ocasionada por un cuerpo en movimiento este movimiento pone en alguna forma en movimiento el aire el cual hace luego mover alguacuten dispositivo receptor en el oiacutedo esta transferencia de energiacutea sonora a traveacutes del aire tiene lugar en forma de onda

Definir longitud de onda Cuando observamos el agua de un estanque tranquilo tiene una superficie plana si se lanza una piedra se ocasiona una perturbacioacuten la cual se manifiesta en forma de ondas de modo que el nivel seraacute maacutes alto en algunos lugares (crestas) y maacutes bajo en otros (valles o senos) la distancia entre trastornos sucesivos del mismo tipo tal como entre dos crestas vecinas o dos senos sucesivos se designa como longitud de onda

Explicar el significado de onda elaacutestica El sonido se transmite de una forma similar a como viajan las ondas en el agua solo que en vez de manifestarse como crestas y senos la onda de sonido consiste en una sucesioacuten de compresiones y dilataciones que alteran la densidad normal del medio (tal como el aire) en el que se propagan este tipo de onda se designa como onda elaacutestica

Distinguir la diferencia entre sonido y ruido El ruido es un sonido indeseable un sonido intenso se considera ruido la intensidad del sonido se mide en decibeles (dB) y dicha intensidad se calcula con la relacioacuten

Intensidad del sonido endB= fuerzadeunsonido dadofuerzade unsonido justamente perceptible

Sentildealar en que consiste la escala decibel Para medir la intensidad del sonido se podriacutea hacer utilizando la escala de vatios nos encontrariacuteamos con el inconveniente de tener que utilizar nuacutemeros demasiado pequentildeos o demasiado grandes ademaacutes la escala seriacutea poco praacutectica porque no partiriacutea de cero sino de alguacuten nuacutemero que representara el sonido audible maacutes bajo Para obviar estos defectos y simplificar la medicioacuten de intensidad sonora se hace lo siguiente bull Se crea una nueva unidad de medicioacuten de intensidad sonora llamada el decibel deci (que significa diez) o sea una referencia a la base de los logaritmos comunes y bel (de Alexander Graham Bell) y la definimos en teacuterminos de la razoacuten de la intensidad de un sonido con respecto a otro bull Establecemos que el sonido maacutes bajo perceptible para el oiacutedo tendraacute el valor de cero decibeles (dB) y constituiraacute el punto de partida de nuestra escala de medicioacuten del sonido bull Nos servimos de los logaritmos de las razones de los sonidos de intensidades distintas para expresar los grados de intensidad sonora El logaritmo de un nuacutemero ldquode base 10rdquo es sencillamente el nuacutemero de veces que 10 es multiplicado por siacute mismo para dar el nuacutemero en cuestioacuten si el nuacutemero es muacuteltiplo de 10 el logaritmo es el nuacutemero de ceros que contenga

Log10 100 = 2 Log10 1000000 = 6 Log10 1 = 0

Describir algunos efectos nocivos del ruidobull Obstaacuteculo para la comunicacioacuten en teacuterminos generales el ruido nos distrae de los sonidos que deseamos o debemos escuchar bull Peacuterdida del oiacutedo la exposicioacuten prolongada al ruido fuerte puede ocasionar la perdida paulatina del oiacutedo son varios los efectos del ruido que pueden ocasionar la peacuterdida del oiacutedo como la intensidad (80 dB o maacutes provocan peacuterdida permanente del oiacutedo) la frecuencia (en ruido a 200 ciclos por segundo y con una intensidad de 95 dB reduciraacute la capacidad auditiva) bull Otros efectos sobre la salud y la conducta como reacciones de ansiedad tensioacuten y en casos extremos miedo cambios hormonales que ocasionan aumento en el latido cardiaco contraccioacuten de los vasos sanguiacuteneos espasmos digestivos dilatacioacuten de las pupilas etc

Mencionar algunas formas de controlar el ruido 1 Reduccioacuten del manantial 2 Interrupcioacuten de la viacutea 3 Proteccioacuten del receptor

Definir que es el nuacutemero Mach Las velocidades supersoacutenicas suelen medirse en nuacutemeros Mach

NuacutemeroMach= velocidad del objetovelocidad del sonido

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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Mencionar algunos contaminantes gaseosos del aire bull Oacutexidos de carbono bioacutexido de carbono (SO2) bull Compuestos que contienen carbono e hidroacutegeno (hidrocarburos) carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno (oxigenados) bull Compuestos que contienen azufre bioacutexido de azufre (SO2) trioacutexido de azufre (SO3) sulfuro de hidroacutegeno (H2S) bull Compuestos que contienen nitroacutegeno oacutexido de nitroacutegeno (NO) bioacutexido de nitroacutegeno (NO2) bull Ozono (O3) y oxidantes bull Fluoruro de hidroacutegeno (HF)

Nombrar algunas partiacuteculas contaminantes del aire bull Partiacuteculas viables (capaces de vivir) granos de polen bacterias hongos mohos o esporas insectos partes de insectos bull Partiacuteculas no viables arena partiacuteculas de tierra gotitas de salados polvo volcaacutenico partiacuteculas extraterrestres (naturales) bull Partiacuteculas producidas por actividades humanas bullbullOrgaacutenicas humo proveniente de la combustioacuten de carboacuten petroacuteleo madera y basura polvos insecticidas partiacuteculas orgaacutenicas liberadas por la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica bullbullInorgaacutenica partiacuteculas provenientes de las actividades metaluacutergicas de la industria productora de mineral no metaacutelico de la manufactura quiacutemica inorgaacutenica y del plomo utilizado en la gasolina

Moacutedulo 8 EFECTOS DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Describir el funcionamiento de un filtro de bolsa La materia en partiacuteculas se deja retener en medios porosos (filtros) que dejan pasar el gas tales separaciones son posibles porque las partiacuteculas son mucho maacutes grandes que las moleacuteculas de gas Para tratar grandes corrientes de gas los filtros son a menudo en forma de bolsas ciliacutendricas parecidas a calcetines gigantes de las que la materia en partiacuteculas recogida se vaciacutea perioacutedicamente por sacudida

Describir el funcionamiento de un colector de cicloacuten Maacutes importante que la velocidad de depoacutesito de las partiacuteculas grandes es el hecho de que las partiacuteculas maacutes pesadas poseen maacutes inercia por consiguiente si una corriente de gas que contiene contaminantes en partiacuteculas se hace girar en remolino las partiacuteculas podraacuten ser expulsadas a lugares de donde se les pueda eliminar coacutemodamente un dispositivo de esta clase es el llamado cicloacuten

Describir el funcionamiento de un precipitador electrostaacutetico Las partiacuteculas pueden tambieacuten estar cargadas eleacutectricamente y una superficie colectora que lleve una carga de signo contrario los atraeraacute dispositivos de esta clase llamados precipitadores electrostaacuteticos se utilizan en gran escala sobre todo para reducir el humo de las plantas de energiacutea que queman combustibles foacutesiles

Describir el funcionamiento de un depurador Los gases contaminantes no pueden recogerse faacutecilmente por medios mecaacutenicos porque sus moleacuteculas no son lo bastante maacutes grandes o maacutes pesadas que las del aire sin embargo algunos gases contaminantes podraacuten ser maacutes solubles en un liacutequido determinado (por regla general el agua) de lo que es el aire se les podraacute recoger por un proceso que los lleve a un contacto iacutentimo con el liacutequido Los aparatos que realizan semejante separacioacuten se designan depuradores Los medios de establecer contacto entre el gas y el liacutequido incluyen el rociado del liacutequido en el gas y el burbujeo del gas a traveacutes del liacutequido el amoniaco (NH3) constituye un ejemplo de gas soluble en agua que se deja extraer de una corriente de aire

Establecer la diferencia entre ldquoadsorcioacutenrdquo y ldquoabsorcioacutenrdquo ldquoAdsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en la superficie de alguacuten material mientras que ldquoabsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en el interior de un material

Explicar en que consiste el control de los contaminantes por conversioacuten La conversioacuten maacutes importante de los contaminantes es la oxidacioacuten en el aire la oxidacioacuten se aplica las maacutes de las veces a los gases y vapores contaminantes orgaacutenicos y rara vez a la materia en partiacuteculas cuando las substancias orgaacutenicas que soacutelo contienen carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno se oxidan por completo los uacutenicos productos son bioacutexido de carbono y agua inofensivos ambos sin embargo el proceso es a menudo muy dispendioso porque se requiere utilizar una cantidad de energiacutea considerable para mantener la totalidad de la corriente de gas suficientemente caliente (700degC aprox) para que tenga lugar la oxidacioacuten completa Si el contaminante esta suficientemente concentrado su propio valor de combustible podraacute proporcionar acaso una gran parte de esta energiacutea ademaacutes la temperatura necesaria para la combustioacuten podraacute reducirse

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utilizando un catalizador Hay cierto nuacutemero de conversiones quiacutemicas de contaminantes posibles aparte de la combustioacuten en el aire estos comprenden la neutralizacioacuten quiacutemica de un aacutecido o una base y la oxidacioacuten de contaminantes por agentes distintos del aire

Describir algunos meacutetodos de control de contaminacioacuten del aire por compuestos de azufre Quemamos carboacuten petroacuteleo o gas natural que contienen azufre para producir calor y energiacutea el azufre contenido en el combustible se oxida en SO2 y contamina el aire se dejan concebir los siguientes meacutetodos de control bull Cambiar a otras fuentes de energiacutea energiacutea hidroeleacutectrica energiacutea nuclear o energiacutea solar a tiacutetulo de solucioacuten parcial se podriacutea cambiar a combustibles de contenido menor de azufre bull Extraer el azufre antes de quemarlo lo que traeriacutea aumento en el costo del combustible bull Extraer el azufre de los gases de escape antes de descargarlos en la atmoacutesfera bull Utilizar meacutetodos maacutes eficientes de combustioacuten bull Usar menor cantidad de combustible consumido o usado por persona bull Reducir la velocidad de crecimiento de la poblacioacuten

Sentildealar las ventajas y desventajas al proponer como solucioacuten a la contaminacioacuten atmosfeacuterica el empleo del automoacutevil eleacutectrico bull Ventajas Disminucioacuten en los niveles de contaminacioacuten atmosfeacuterica bull Desventajas Necesidad de maacutes centrales de energiacutea Depresioacuten econoacutemica en la industria del petroacuteleo Cambios en los automoacuteviles y en la industria automotriz Cambios en las estaciones de servicios Cambios en el disentildeo de las carreteras Modificacioacuten en los impuestos Las bateriacuteas usadas hasta hoy tienen poca autonomiacutea

Unidad III CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA DESECHOS SOacuteLIDOS

Moacutedulo 9 EL CARAacuteCTER DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA

Describir la colocacioacuten de los aacutetomos de hidroacutegeno y oxiacutegeno en la moleacutecula del agua El agua contiene 8 partes de oxiacutegeno por una parte de hidroacutegeno en peso por ejemplo 9 kg de agua contienen 8 kg de oxiacutegeno y 1 kg de hidroacutegeno La composicioacuten del agua y los pesos atoacutemicos del oxiacutegeno y el hidroacutegeno estaacuten expresados en la foacutermula H2O la composicioacuten del agua es O (16) es a H (1 + 1) como 16 es a 2 como 8 es a 1 La suma de estos pesos atoacutemicos 1 + 1 + 16 = 18 es el peso molecular del agua El oxiacutegeno estaacute ligado a los dos hidroacutegenos y la moleacutecula tiene una figura inclinada con un aacutengulo de 105 grados entre las dos ligazones

H H+ +

105degO-

Sentildealar las formas en que se agrupan las moleacuteculas del agua Las cargas negativas (electrones) estaacuten amontonadas en forma maacutes apretada alrededor del aacutetomo de oxiacutegeno que las cargas positivas (protones) esto ocasiona una separacioacuten de las cargas con la parte de la moleacutecula cargada negativamente maacutes cerca de los aacutetomos de oxiacutegeno y de las partes cargadas positivamente mas cerca de los hidroacutegenos Estas cargas eleacutectricas atraen a sus opuestas en otras moleacuteculas de agua con el resultado de que el agua liacutequida consta de agregados de moleacuteculas de H2O ligadas unas a otras como aquiacute se indica

+ = hidroacutegeno- = oxiacutegeno

Describir el comportamiento del agua como solvente eficaz de algunas substancias Las fuerzas eleacutectricas que ligan las moleacuteculas de agua unas a otras pueden servir tambieacuten para ligar moleacuteculas de agua a las substancias extrantildeas por consiguiente el agua es un solvente excepcionalmente bueno especialmente en el caso de substancias que tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas Estas substancias son en forma tiacutepica compuestos inorgaacutenicos tales como los compuestos de elementos metaacutelicos en cambio el agua es un solvente mediocre para substancias cuyas moleacuteculas no tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas son ejemplos de este uacuteltimo las substancias de los hidrocarburos derivados del petroacuteleo tales como la gasolina el aceite mineral y la grasa

Mencionar queacute se entiende por partiacuteculas suspendidas coloidales y materia disuelta Resulta praacutectico clasificar las substancias extrantildeas en el agua seguacuten el volumen de sus partiacuteculas porque es este volumen el

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que con frecuencia condiciona la eficacia de los diversos meacutetodos de purificacioacuten las substancias se clasifican en bull Partiacuteculas suspendidas son las mayores las que tienen diaacutemetro de aproximadamente un microacutemetro son lo bastante grandes para depositarse a velocidades razonables y ser retenidas por los filtros comunes Son tambieacuten lo suficientemente grandes para absorber la luz y hacer que el agua que contaminan se vea turbia y sucia bull Partiacuteculas coloidales son tan pequentildeas que su velocidad de depoacutesito es insignificante y pasan a traveacutes de los agujeros de la mayoriacutea de los medios filtrantes no se les puede eliminar del agua por sedimentacioacuten o filtracioacuten ordinaria El agua que contiene partiacuteculas coloidales se aclara en el trayecto directo de la luz que la ilumina pero se podriacutea ver acaso turbia si se le observa a un aacutengulo recto con respecto al haz lumiacutenico Los colores de las aguas naturales tales como el azul el verde y el rojo de los lagos o mares son debido en gran parte a partiacuteculas coloidales bull La materia disuelta no se deposita no es retenida por los filtros y no enturbia el agua las partiacuteculas de las que dicha materia consta no son mayores de aproximadamente 11000 de microacutemetro de diaacutemetro si son eleacutectricamente neutras se les llama moleacuteculas y si llevan una carga eleacutectrica se les designa iones

El azuacutecar de cantildea (sacarosa) el alcohol de granos (etanol) y el anticongelante ldquopermanenterdquo (glicol de etileno) son substancias que se disuelven en el agua como moleacuteculas eleacutectricamente neutras la sal de mesa (cloruro de sodio) se disuelve como sodio positivo y iones negativos de cloruro

Moacutedulo 10 LA COMPOSICIOacuteN DE LAS AGUAS NATURALES

Clasificar las diferentes impurezas del agua seguacuten su origen y tamantildeo de sus partiacuteculas Origen y naturaleza de las impurezas de las aguas naturales

bull Atmoacutesfera bull suspendidas polvos bull coloidales polvos bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 SO2 O2 N2 bull iones positivos H+ bull iones negativos HCO3- SO4 2-

bull Tierra mineral y piedrasbull suspendidas arena arcillas partiacuteculas de tierra mineral bull coloidales arena bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 bull iones positivos Na+ K2+ Ca2+ Mg2+ Fe2+ Mn2+ bull iones negativos Cl- F- SO42- CO32- HCO3- NO3-

bull Organismos vivos y sus productos de descomposicioacuten suspendidas algas diatomeas bacterias peces tierra orgaacutenica otros organismos coloidales virus materia colorante orgaacutenica tierra orgaacutenica (manto) disueltas

moleacuteculas CO2 O2 N2 H2S CH4 desechos orgaacutenicos iones positivos H+ Na+ NH4+ iones negativos Cl- HCO3 NO3-

Describir el efecto de los microorganismos en el agua El agua contaminada podraacute ser sucia mal oliente corrosiva poco apta para lavar en ella la ropa o desagradable al gusto sin embargo el efecto maacutes perjudicial del agua contaminada para el hombre ha sido ciertamente el de la transmisioacuten de enfermedades La fiebre tifoidea en el Hemisferio Occidental y el coacutelera en el Hemisferio Oriental han sido las causas del mayor nuacutemero de defunciones producidas por el agua otras enfermedades humanas transmitidas al hombre por microorganismos del agua son la disenteriacutea la hepatitis infecciosa y la gastroenteritis es posible que algunas otras enfermedades viacuterales tales como la poliomielitis sean tambieacuten transmitidas por el agua El hombre vive en relacioacuten iacutentima con microorganismos sobre su piel y en su sistema digestivo el total de la poblacioacuten microbiana en un hombre normal es tal vez de 10 millones de millones (1013) en estado de salud los hombres y los microbios viven juntos para beneficio mutuo el excremento de un ser humano sano no es necesariamente un manantial de enfermedades si se dispersa en el agua sin embargo algunas personas sanas viven en armoniacutea con organismos que pueden resultar patoacutegenos para otros Sentildealar las caracteriacutesticas que debe tener el agua para considerarse aceptable para beber

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Se considera que el agua es aceptable para beber si bull Contiene menos de 10 bacterias intestinales por litro bull Si no contiene impurezas quiacutemicas en concentraciones que pueden ser peligrosas para la salud del consumidor o corrosivas con respecto al sistema de conduccioacuten del agua bull Si no presenta un gusto olor color o turbiedad objetables bull Si no procede de un manantial sujeto a contaminacioacuten por aguas negras u otros contaminantes tales como un pozo exactamente cuesta debajo de una fosa seacuteptica

Mencionar la importancia del oxiacutegeno disuelto en el agua La mayoriacutea de la materia orgaacutenica procedente de desechos de alimentos de aguas negras domeacutesticas y de residuos de faacutebricas tales como partiacuteculas de tierra son desintegradas en el agua por bacterias protozoarios y diversos organismos mayores semejantes descomposiciones convierten substancias ricas en energiacutea en substancias pobres en energiacutea mediante reacciones quiacutemicas que utilizan oxiacutegeno Por supuesto estas conversiones tienen lugar tanto en el agua como en la tierra sin embargo la diferencia importante entre estos dos medios es que el oxiacutegeno atmosfeacuterico a disposicioacuten de los animales terrestres es reemplazado en forma relativamente raacutepida por la vida vegetal y en esta forma no se agota En cambio el oxiacutegeno disuelto en las aguas puede agotarse maacutes raacutepidamente de lo que es reemplazado desde la atmoacutesfera y las bacterias los protozoarios los gusanos de lodo y la trucha compiten por el oxiacutegeno cuando los elementos nutritivos son abundantes semejante competencia afecta la distribucioacuten de las formas de vida en el agua cuando la introduccioacuten de una materia nutritiva (basura o desechos industriales orgaacutenicos) altera esta distribucioacuten en una forma que resulta desfavorable para el hombre (por ejemplo de modo que cohiba la trucha y favorezca los protozoarios) la calidad del agua ha de considerarse como deteriorada y los elementos nutritivos antildeadidos son contaminantes

Definir los conceptos de bull Aerobiosis Es cuando un combustible como la madera es quemado en el aire tiene lugar una liberacioacuten de energiacutea y la formacioacuten de las substancias bioacutexido de carbono y agua pobres en energiacutea semejante conversioacuten puede mostrarse mediante la ecuacioacuten de combustioacuten del gas metano (CH4)

CH4 + O2 rarr CO2 + 2H2OLa descomposicioacuten bacteriana no tiene lugar a la temperatura de la llama sin embargo la liberacioacuten total de energiacutea depende solamente de los materiales iniciales y de los productos finales y modelos pasos intermedios la descomposicioacuten bacteriana en presencia del aire se designa como aerobiosis y es el proceso que rinde la mayor energiacutea a partir de un peso dado de elementos nutritivos bull Nitrificacioacuten Es la primera etapa de la accioacuten bacteriana en la desoxigenacioacuten de las aguas contaminadas Cuando el elemento nutritivo esta agotado se puede obtener energiacutea suplementaria mediante la oxigenacioacuten de las sales de amonio proceso que se designa como nitrificacioacuten bull Fermentacioacuten Es cuando el oxiacutegeno molecular se ha agotado en las aguas la accioacuten bacteriana no se detiene en lugar de ello se produce una nueva serie de descomposiciones a traveacutes del proceso llamado anaerobiosis (descomposicioacuten bacteriana en ausencia de oxiacutegeno) La descomposicioacuten anaeroacutebica de los azuacutecares y otros carbohidratos se designa fermentacioacuten bull Putrefaccioacuten Se denomina asiacute al proceso anaeroacutebico de la descomposicioacuten de las proteiacutenas

Moacutedulo 11 DETERGENTES ALGAS Y LA MUERTE DE LAS AGUAS

Explicar el proceso de eutroficacioacuten Las algas son plantas acuaacuteticas se les puede percibir en ocasiones como un lima-verde-azul sobre la superficie del agua inmoacutevil las algas obtienen su energiacutea mediante la fotosiacutentesis (pues son plantas) por lo tanto consumen bioacutexido de carbono (CO2) en presencia de luz solar y liberan oxiacutegeno Al igual que otras plantas las algas necesitan tambieacuten diversos elementos nutritivos inorgaacutenicos tales como compuestos de nitroacutegeno de potasio foacutesforo azufre y hierro si los elementos nutritivos son abundantes las algas se reproducen incesantemente A medida que algunas algas mueren son alimento para las bacterias la descomposicioacuten bacteriana consume oxiacutegeno con los efectos contaminantes consiguientes Semejante sucesioacuten de procesos se traduce en un estado en que el agua por debajo de la superficie de las algas es pobre en oxiacutegeno e incapaz de soportar formas de vida que son uacutetiles para el hombre la perca y la lobina ceden el paso a variedades menos deseadas de animales que se alimentan de basura tales como el siluso sanguijuelas y gusanos De un lado de este estado se dice que es eutroacutefico y el proceso mediante el cual dicho estado es alcanzado se designa eutroficacioacuten cuando esto tiene lugar sin la intervencioacuten del hombre el proceso suele ser lento dura cientos o miles de antildeos y forma parte de la transformacioacuten general del lago en pantano y finalmente en prado

Definir el teacutermino ldquoagua durardquo Agua dura es el agua subterraacutenea que contiene iones metaacutelicos que ocasionan que el jaboacuten sea insoluble en ella y lo privan de su detergencia el agua que no contiene dicho material se denomina ldquoagua blandardquo

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Distinguir como contaminantes industriales del agua a los compuestos de plomo arseacutenico y mercurio La actividad industrial especialmente la produccioacuten de pulpa y papel la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica engendran una gran variedad de productos de desecho que pueden ser descargados en las corrientes de agua de algunos desechos de este tipo se sabe que son venenosos para el hombre en tanto que los efectos de otros son obscuros y para complicar maacutes las cosas algunos de estos desechos reaccionan con el cloro que se utiliza como desinfectante del agua potable El resultado de semejante reaccioacuten a la produccioacuten de compuestos orgaacutenicos clorados que huelen y saben mucho peor que el producto de desecho original Uno de los venenos industriales acarreados por el agua desde la antiguumledad es el plomo su fuente predominante ha sido la tuberiacutea de plomo utilizada anteriormente en las redes de distribucioacuten del agua maacutes recientemente el empleo del rociado de arseniato de plomo ha contaminado aguas superficiales y profundas con plomo con arseacutenico El plomo es un veneno acumulativo e inclusive pequentildeas concentraciones si estaacuten presentes constantemente en el agua potable podraacuten conducir a enfermedades graves o a la muerte El arseacutenico que en algunas ocasiones se encuentra en las aguas naturales que corren a traveacutes de minerales que contienen arseacutenico es tambieacuten un veneno acumulativo El mercurio se ha considerado siempre con fascinacioacuten y alarma es el uacutenico metal liacutequido a temperaturas ordinarias pero a temperaturas maacutes altas puede evaporarse con suficiente rapidez para ser mortal el mercurio en el agua no es un contaminante potencial por lo que no es preocupante que la mitad de la cantidad de mercurio anualmente extraiacutedo sea liberada al medio ambiente estas descargas tienen lugar como efluentes de desecho desde las fabricas productoras o bien como incorporacioacuten de trazas de mercurio en productos a los que no pertenece

Sentildealar en que consiste el fenoacutemeno de corrosioacuten Los aacutecidos corroen (enmohecen oxidan) los metales y los compuestos solubles de metales pueden contaminar el agua por consiguiente el agua que es aacutecida puede contaminarse con elementos metaacutelicos maacutes faacutecilmente de lo que puede hacerlo el agua pura

Explicar a queacute se llama pH La presencia de hidroacutegeno es indispensable para la calidad de la acidez en el agua el hidroacutegeno ha de estar en forma de aacutetomos de hidroacutegeno cargados positivamente que se designan como iones hidroacutegeno (H+) fijados a moleacuteculas de agua El pH se define como la concentracioacuten de iones de hidroacutegeno en una substancia (pH ldquopotencia de hidroacutegenordquo) el valor del pH es el nuacutemero de ceros en el denominador de una frase que expresa la concentracioacuten de iones H+ cuyo numerador es 1 y cuyo denominador es un muacuteltiplo de 10

Definir el teacutermino ldquoaguas negrasrdquo Los desechos transportados por el agua de fuentes tales como hogares hospitales escuelas y edificios comerciales contienen desechos de alimentos excrementos humanos papel jaboacuten detergentes polvo ropa otros residuos diversos y por supuesto microorganismos esta mezcla se designa como aguas negras sanitarias o domeacutesticas

Describir en que consiste la ldquodemanda bioquiacutemica del oxiacutegenordquo Una medida apropiada de la contaminacioacuten del agua por elementos nutritivos orgaacutenicos es la averiguacioacuten de la velocidad a que su materia alimentaria puede consumir oxiacutegeno por descomposicioacuten bacteriana esta velocidad se designa como la demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno (BOD) por supuesto la velocidad de la oxidacioacuten bioquiacutemica depende de la temperatura del medio ambiente de las clases particulares de microorganismos y de los elementos nutritivos presentes Si estos factores son constantes la velocidad de la oxidacioacuten puede expresarse en teacuterminos de la vida media del elemento nutritivo

Moacutedulo 12 DESECHOS SOacuteLIDOS

Describir los meacutetodos de eliminacioacuten de desechos soacutelidos que se emplean con mayor frecuencia Hay dos clases de caminos posibles para los materiales de desecho soacutelidos se les puede volver a la circulacioacuten en alguacuten otro proceso o se van acumulando en alguacuten lugar los meacutetodos de eliminacioacuten pueden clasificarse como bull Eliminacioacuten terrestre se tiran los desechos en un vaciadero al aire libre se comprimen para ahorrar espacio Tambieacuten puede hacerse por un meacutetodo maacutes ventajoso llamado relleno higieacutenico de tierra en el cual cada capa de desecho es recubierta por una capa de tierra arcilla o grava bull Incineracioacuten en este proceso deben de considerarse cuatro factores

1 Combustioacuten del material de desecho la caacutemara en que tiene lugar se designa como horno 2 Eliminacioacuten de las cenizas o ldquoescoriardquo 3 Control de los contaminantes que resultan del proceso de la combustioacuten 4 Analizar si el calor desprendido podraacute ser recuperado

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La incineracioacuten presenta las siguientes ventajas 1 Elimina el problema de la salud inherente a la acumulacioacuten de desperdicios 2 Reduce el volumen de los desechos soacutelidos en aproximadamente 80 y requiere mucho menos tierra para la eliminacioacuten final de residuos 3 Puede tratar una mezcla de basura y cascajo sin separacioacuten previa 4 Puede utilizarse en ella equipo de gran diversidad de tamantildeo 5 Los residuos (escoria) son inertes e inodoros y relativamente faacutecil de manipular

Sin embargo la incineracioacuten tiene el inconveniente exactamente lo mismo que el montoacuten de basura de desperdiciar materias primas bull Recirculacioacuten algunos ejemplos notables de recirculacioacuten son

1 La conversioacuten en abono 2 El derretir (que consiste en cocer desechos animales) para obtener sebo 3 Destruccioacuten destructiva o piroacutelisis un producto se descompone por calentamiento en ausencia de aire 4 La recuperacioacuten industrial cuyo objetivo es el de recircular los materiales de desecho

reconocieacutendolos a los procesos de manufactura

Sentildealar las ventajas y desventajas de la recirculacioacuten bull Ventajas

bull Se emplean substancias de desecho como materia prima bull Recuperacioacuten de elementos valiosos bull Se reduce la contaminacioacuten bull Conserva recursos no renovables bull Alteracioacuten en menor grado del ecosistema de la Tierra

bull Desventajas bull No todas las personas susceptibles de estar afectadas participan en la decisioacuten bull Pueden ocasionar malos olores bull Meacutetodos de control sujetos a interrupciones ocasionales bull Los criterios de compensacioacuten son fijados por la ley y no por ecoacutelogos

Unidad IV EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA EL RUIDO

Moacutedulo 13 EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS

Sentildealar la diferencia entre los crecimientos geomeacutetrico y aritmeacutetico de una poblacioacuten bull Crecimiento geomeacutetrico consisten en que si se tiene una cantidad ldquoxrdquo inicial de poblacioacuten en un antildeo se tendriacutea la poblacioacuten ax y en cada antildeo sucesivo aumentaraacute en potencia de ldquoardquo asiacute en el antildeo 2 la poblacioacuten seraacute a(ax) = a2x en el antildeo 3 seraacute (a)(a)(ax) = a3x (el exponente de ldquoardquo seraacute de acuerdo al antildeo considerado) bull Crecimiento aritmeacutetico este tipo de crecimiento consiste en que teniendo una cantidad inicial ldquoyrdquo inicial en el antildeo 1 se tendriacutea y + a en el antildeo 2 se tendriacutea y + 2a y asiacute sucesivamente es decir la cantidad aumentada cada antildeo es un muacuteltiplo de la cantidad que aumento el primer antildeo

Distinguir los diferentes tipos de curvas esquemaacuteticas de crecimiento Crecimiento aritmeacutetico (curva) y geomeacutetrico (recta)

Curva sigmoide de crecimiento Curva de crecimiento de una poblacioacuten que se extingue

Definir el teacutermino demografiacutea La demografiacutea es la rama de la antropologiacutea que trata del estudio estadiacutestico de las caracteriacutesticas de las poblaciones humanas con referencia al volumen total a la densidad al nuacutemero de muertes a las enfermedades y migraciones etc

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Describir el concepto ldquotasa vitalrdquo Los demoacutegrafos estudian a menudo las tasas vitales esto es el nuacutemero de acontecimientos vitales que le ocurren a una poblacioacuten durante un periacuteodo determinado de tiempo dividido entre el volumen de la poblacioacuten (acontecimientos vitales los nacimientos las muertes los matrimonios y las migraciones)

Moacutedulo 14 PREDICCIOacuteN DEL VOLUMEN FUTURO DE LA POBLACIOacuteN

Definir el teacutermino ldquocohorte de nacimientordquo Los demoacutegrafos definen cohorte de nacimiento como un grupo de personas nacidas en un determinado periacuteodo de tiempo por ejemplo un determinado antildeo

Interpretar las distribuciones esquemaacuteticas de la poblacioacuten relativas a la edad y sexo Para predecir cualquier volumen futuro de la poblacioacuten seriacutea muy uacutetil saber el nuacutemero de varones y mujeres en edad reproductiva el nuacutemero de nintildeos que llegaraacuten pronto a dicha edad y el nuacutemero de personas ancianas una distribucioacuten hipoteacutetica con respecto a la edad y sexo se muestra en la Figura 1 (obseacutervese que la graacutefica muestra que hay el mismo nuacutemero de varones y de mujeres en cada grupo de edad) La Figura 1 representariacutea una poblacioacuten en la que bull Los muchachos y las muchachas nacieran a una frecuencia igual bull Naceriacutea cada antildeo durante un siglo el mismo nuacutemero de personas bull Todo el mundo moririacutea a la edad de 100 antildeos bull Cada persona tendriacutea al nacimiento una probabilidad igual a morir en cada antildeo de su vida En cambio en la poblacioacuten humana real nacen aproximadamente 106 muchachos por cada 100 muchachas ni tampoco es constante durante todo el curso de la vida de un individuo la probabilidad de morir en lugar de ello una proporcioacuten relativamente grande de personas muere siendo muy joacutevenes relativamente pocos mueren entre las edades de 10 y 50 antildeos y la proporcioacuten de personas que mueren cada antildeo despueacutes de los 50 aumenta raacutepidamente Ademaacutes hay una curva pronunciada en la mortalidad en relacioacuten con el sexo las mujeres tienen una mayor probabilidad de sobrevivir de un antildeo al siguiente durante todo el curso de su vida excepto en algunas sociedades durante los antildeos de parto La Figura 2 presenta una distribucioacuten en relacioacuten con la edad y el sexo que refleja con mayor aproximacioacuten estas caracteriacutesticas demograacuteficas ademaacutes de estos fenoacutemenos razonablemente predecibles pueden tener cambios que lo sean menos en efecto el crecimiento de la poblacioacuten se ve afectado por acontecimientos tales como la guerra la escasez los progresos meacutedicos y los cambios en las costumbres sociales

Describir algunos de los factores que afectan el crecimiento de las poblaciones bull Liacutemites de espacios bull Liacutemites de alimento bull Decisiones concretas de las familias y las naciones bull El hambre bull Las enfermedades bull Fuerzas sociales complicadas que se relacionan entre siacute

Moacutedulo 15 CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA

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Sentildealar a la temperatura como contaminante ambiental Los organismos de sangre caliente (mamiacuteferos y aves) tienen la capacidad de regular la temperatura de sus cuerpos a medida que la temperatura ambiental aumente o disminuya no observaacutendose lo mismo en los organismos de sangre friacutea como los peces la industria de la energiacutea eleacutectrica y particularmente las plantas de energiacutea nuclear producen calor sobrante y este calor resulta maacutes praacutectico descargarlo en las aguas corrientes este calor sobrante calentaraacute el agua de riacuteos y estanques modificando las formas de vida y alterando de manera considerable el ecosistema acuaacutetico Dicho calor ocasiona un aumento en el consumo de oxiacutegeno de las especies apreciadas por el hombre (trucha semora sarco perca amarilla etc) y su muerte posterior estas especies cuyos ciclos vitales se desarrollan en aguas friacuteas primero alteran sus ciclos vitales y posteriormente van a su extincioacuten y al reemplazamiento de estas especies uacutetiles para el hombre por otras maacutes rudas pero de menor utilidad (sarco lobina etc)

Describir como en todo proceso donde se realiza un trabajo se produce calor El trabajo y el calor son dos formas de energiacutea por lo que se puede convertir trabajo en calor o calor en trabajo Por ejemplo si tenemos friacuteo frotamos nuestras manos en este caso el trabajo aplicado al frotamiento de las manos se ha transformado en calor otro ejemplo lo constituye un automoacutevil el cual usa un combustible que tiene energiacutea potencial al hacerlo explotar en la caacutemara del pistoacuten el gas caliente resultante se aplicaraacute en mover el pistoacuten y consecuentemente al vehiacuteculo pero en este caso no toda la energiacutea caloriacutefica se aplica para mover el automoacutevil de modo que mucha de dicha energiacutea se pierde en la atmoacutesfera en los gases de escape del motor

Enunciar la primera Ley de la Termodinaacutemica La palabra termodinaacutemica proviene de termo=calor y dinaacutemica=trabajo es pues el estudio del calor para producir trabajo la primera Ley de la Termodinaacutemica dice ldquola energiacutea contenida en el Universo no puede crearse ni destruirse solo se transforma de una forma a otra en energiacuteardquo Esta ley tambieacuten es llamada la ley de ldquono puedes ganarrdquo

Explicar porque no es posible construir una maacutequina de movimiento perpetuo Una maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado es aquella que produciriacutea trabajo indefinidamente mientras que una maacutequina de movimiento perpetuo de segundo grado es aquella que aprovechariacutea la energiacutea contenida en el agua o en el aire enfriaacutendolos para su funcionamiento Ninguna de las dos maacutequinas es susceptible de implementarse la razoacuten es que para la maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado se opone la primera Ley de la Termodinaacutemica (de alguna parte se tiene que proporcionar energiacutea para que efectuacutee su trabajo) la segunda es entendible pero igualmente imposible de fabricar es imposible que el flujo energeacutetico se enfriacutee por debajo de la temperatura del medio ambiente circundante para aprovechar su energiacutea caloriacutefica

Describir la segunda Ley de la Termodinaacutemica Puede definirse esta ley empleando el enunciado negativo que de ella postuloacute Lord Kelvin (1824-1907) ldquoEs imposible por medio de la accioacuten de un material inanimado obtener efecto mecaacutenico de una porcioacuten cualquiera de materia enfriaacutendola por debajo de la temperatura del maacutes friacuteo de los objetos circundantesrdquo otra expresioacuten para la segunda ley de la termodinaacutemica es ldquodos cuerpos en contacto teacutermico acaban alcanzando una temperatura comuacutenrdquo Tambieacuten la ley de ldquono me puedes empatarrdquo

Explicar en que consiste un termomotor Un termomotor es una maacutequina que consume combustibles para producir calor y convertir el calor en trabajo un termomotor se puede hacer trabajar mediante dos procesos a saber bull Habiacutea de ser absorbido calor por las partes accionadas de alguna fuente caliente bull El calor de desecho ha de ser pasado a un depoacutesito externo a una temperatura inferior Para un termomotor la substancia de trabajo suele ser un gas que se dilata para realizar trabajo contra un eacutembolo o la hoja de una turbina el gas se enfriacutea al realizar trabajo pero no puede enfriarse por debajo de la temperatura de aquello que lo rodea por consiguiente hay que adoptar alguna medida para eliminar el desecho de calor de un termomotor En la praacutectica el enfriamiento suele realizarse ya sea haciendo pasar aire por el motor o bien vertiendo agua sobre el mismo en la mayoriacutea de los automoacuteviles el agua circula a traveacutes del motor se enfriacutea al pasar por el radiador y vuelve a circular En las grandes centrales eleacutectricas donde se crea una gran cantidad de calor el elemento refrescante es a menudo un riacuteo un lago o el mar

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Moacutedulo 16 EL RUIDO

Describir la forma de transmisioacuten del sonido a traveacutes del aire El sonido es una forma de energiacutea que es ocasionada por un cuerpo en movimiento este movimiento pone en alguna forma en movimiento el aire el cual hace luego mover alguacuten dispositivo receptor en el oiacutedo esta transferencia de energiacutea sonora a traveacutes del aire tiene lugar en forma de onda

Definir longitud de onda Cuando observamos el agua de un estanque tranquilo tiene una superficie plana si se lanza una piedra se ocasiona una perturbacioacuten la cual se manifiesta en forma de ondas de modo que el nivel seraacute maacutes alto en algunos lugares (crestas) y maacutes bajo en otros (valles o senos) la distancia entre trastornos sucesivos del mismo tipo tal como entre dos crestas vecinas o dos senos sucesivos se designa como longitud de onda

Explicar el significado de onda elaacutestica El sonido se transmite de una forma similar a como viajan las ondas en el agua solo que en vez de manifestarse como crestas y senos la onda de sonido consiste en una sucesioacuten de compresiones y dilataciones que alteran la densidad normal del medio (tal como el aire) en el que se propagan este tipo de onda se designa como onda elaacutestica

Distinguir la diferencia entre sonido y ruido El ruido es un sonido indeseable un sonido intenso se considera ruido la intensidad del sonido se mide en decibeles (dB) y dicha intensidad se calcula con la relacioacuten

Intensidad del sonido endB= fuerzadeunsonido dadofuerzade unsonido justamente perceptible

Sentildealar en que consiste la escala decibel Para medir la intensidad del sonido se podriacutea hacer utilizando la escala de vatios nos encontrariacuteamos con el inconveniente de tener que utilizar nuacutemeros demasiado pequentildeos o demasiado grandes ademaacutes la escala seriacutea poco praacutectica porque no partiriacutea de cero sino de alguacuten nuacutemero que representara el sonido audible maacutes bajo Para obviar estos defectos y simplificar la medicioacuten de intensidad sonora se hace lo siguiente bull Se crea una nueva unidad de medicioacuten de intensidad sonora llamada el decibel deci (que significa diez) o sea una referencia a la base de los logaritmos comunes y bel (de Alexander Graham Bell) y la definimos en teacuterminos de la razoacuten de la intensidad de un sonido con respecto a otro bull Establecemos que el sonido maacutes bajo perceptible para el oiacutedo tendraacute el valor de cero decibeles (dB) y constituiraacute el punto de partida de nuestra escala de medicioacuten del sonido bull Nos servimos de los logaritmos de las razones de los sonidos de intensidades distintas para expresar los grados de intensidad sonora El logaritmo de un nuacutemero ldquode base 10rdquo es sencillamente el nuacutemero de veces que 10 es multiplicado por siacute mismo para dar el nuacutemero en cuestioacuten si el nuacutemero es muacuteltiplo de 10 el logaritmo es el nuacutemero de ceros que contenga

Log10 100 = 2 Log10 1000000 = 6 Log10 1 = 0

Describir algunos efectos nocivos del ruidobull Obstaacuteculo para la comunicacioacuten en teacuterminos generales el ruido nos distrae de los sonidos que deseamos o debemos escuchar bull Peacuterdida del oiacutedo la exposicioacuten prolongada al ruido fuerte puede ocasionar la perdida paulatina del oiacutedo son varios los efectos del ruido que pueden ocasionar la peacuterdida del oiacutedo como la intensidad (80 dB o maacutes provocan peacuterdida permanente del oiacutedo) la frecuencia (en ruido a 200 ciclos por segundo y con una intensidad de 95 dB reduciraacute la capacidad auditiva) bull Otros efectos sobre la salud y la conducta como reacciones de ansiedad tensioacuten y en casos extremos miedo cambios hormonales que ocasionan aumento en el latido cardiaco contraccioacuten de los vasos sanguiacuteneos espasmos digestivos dilatacioacuten de las pupilas etc

Mencionar algunas formas de controlar el ruido 1 Reduccioacuten del manantial 2 Interrupcioacuten de la viacutea 3 Proteccioacuten del receptor

Definir que es el nuacutemero Mach Las velocidades supersoacutenicas suelen medirse en nuacutemeros Mach

NuacutemeroMach= velocidad del objetovelocidad del sonido

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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Mencionar algunos contaminantes gaseosos del aire bull Oacutexidos de carbono bioacutexido de carbono (SO2) bull Compuestos que contienen carbono e hidroacutegeno (hidrocarburos) carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno (oxigenados) bull Compuestos que contienen azufre bioacutexido de azufre (SO2) trioacutexido de azufre (SO3) sulfuro de hidroacutegeno (H2S) bull Compuestos que contienen nitroacutegeno oacutexido de nitroacutegeno (NO) bioacutexido de nitroacutegeno (NO2) bull Ozono (O3) y oxidantes bull Fluoruro de hidroacutegeno (HF)

Nombrar algunas partiacuteculas contaminantes del aire bull Partiacuteculas viables (capaces de vivir) granos de polen bacterias hongos mohos o esporas insectos partes de insectos bull Partiacuteculas no viables arena partiacuteculas de tierra gotitas de salados polvo volcaacutenico partiacuteculas extraterrestres (naturales) bull Partiacuteculas producidas por actividades humanas bullbullOrgaacutenicas humo proveniente de la combustioacuten de carboacuten petroacuteleo madera y basura polvos insecticidas partiacuteculas orgaacutenicas liberadas por la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica bullbullInorgaacutenica partiacuteculas provenientes de las actividades metaluacutergicas de la industria productora de mineral no metaacutelico de la manufactura quiacutemica inorgaacutenica y del plomo utilizado en la gasolina

Moacutedulo 8 EFECTOS DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AIRE

Describir el funcionamiento de un filtro de bolsa La materia en partiacuteculas se deja retener en medios porosos (filtros) que dejan pasar el gas tales separaciones son posibles porque las partiacuteculas son mucho maacutes grandes que las moleacuteculas de gas Para tratar grandes corrientes de gas los filtros son a menudo en forma de bolsas ciliacutendricas parecidas a calcetines gigantes de las que la materia en partiacuteculas recogida se vaciacutea perioacutedicamente por sacudida

Describir el funcionamiento de un colector de cicloacuten Maacutes importante que la velocidad de depoacutesito de las partiacuteculas grandes es el hecho de que las partiacuteculas maacutes pesadas poseen maacutes inercia por consiguiente si una corriente de gas que contiene contaminantes en partiacuteculas se hace girar en remolino las partiacuteculas podraacuten ser expulsadas a lugares de donde se les pueda eliminar coacutemodamente un dispositivo de esta clase es el llamado cicloacuten

Describir el funcionamiento de un precipitador electrostaacutetico Las partiacuteculas pueden tambieacuten estar cargadas eleacutectricamente y una superficie colectora que lleve una carga de signo contrario los atraeraacute dispositivos de esta clase llamados precipitadores electrostaacuteticos se utilizan en gran escala sobre todo para reducir el humo de las plantas de energiacutea que queman combustibles foacutesiles

Describir el funcionamiento de un depurador Los gases contaminantes no pueden recogerse faacutecilmente por medios mecaacutenicos porque sus moleacuteculas no son lo bastante maacutes grandes o maacutes pesadas que las del aire sin embargo algunos gases contaminantes podraacuten ser maacutes solubles en un liacutequido determinado (por regla general el agua) de lo que es el aire se les podraacute recoger por un proceso que los lleve a un contacto iacutentimo con el liacutequido Los aparatos que realizan semejante separacioacuten se designan depuradores Los medios de establecer contacto entre el gas y el liacutequido incluyen el rociado del liacutequido en el gas y el burbujeo del gas a traveacutes del liacutequido el amoniaco (NH3) constituye un ejemplo de gas soluble en agua que se deja extraer de una corriente de aire

Establecer la diferencia entre ldquoadsorcioacutenrdquo y ldquoabsorcioacutenrdquo ldquoAdsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en la superficie de alguacuten material mientras que ldquoabsorbidordquo significa que las moleacuteculas de una substancia estaacuten retenidas en el interior de un material

Explicar en que consiste el control de los contaminantes por conversioacuten La conversioacuten maacutes importante de los contaminantes es la oxidacioacuten en el aire la oxidacioacuten se aplica las maacutes de las veces a los gases y vapores contaminantes orgaacutenicos y rara vez a la materia en partiacuteculas cuando las substancias orgaacutenicas que soacutelo contienen carbono hidroacutegeno y oxiacutegeno se oxidan por completo los uacutenicos productos son bioacutexido de carbono y agua inofensivos ambos sin embargo el proceso es a menudo muy dispendioso porque se requiere utilizar una cantidad de energiacutea considerable para mantener la totalidad de la corriente de gas suficientemente caliente (700degC aprox) para que tenga lugar la oxidacioacuten completa Si el contaminante esta suficientemente concentrado su propio valor de combustible podraacute proporcionar acaso una gran parte de esta energiacutea ademaacutes la temperatura necesaria para la combustioacuten podraacute reducirse

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utilizando un catalizador Hay cierto nuacutemero de conversiones quiacutemicas de contaminantes posibles aparte de la combustioacuten en el aire estos comprenden la neutralizacioacuten quiacutemica de un aacutecido o una base y la oxidacioacuten de contaminantes por agentes distintos del aire

Describir algunos meacutetodos de control de contaminacioacuten del aire por compuestos de azufre Quemamos carboacuten petroacuteleo o gas natural que contienen azufre para producir calor y energiacutea el azufre contenido en el combustible se oxida en SO2 y contamina el aire se dejan concebir los siguientes meacutetodos de control bull Cambiar a otras fuentes de energiacutea energiacutea hidroeleacutectrica energiacutea nuclear o energiacutea solar a tiacutetulo de solucioacuten parcial se podriacutea cambiar a combustibles de contenido menor de azufre bull Extraer el azufre antes de quemarlo lo que traeriacutea aumento en el costo del combustible bull Extraer el azufre de los gases de escape antes de descargarlos en la atmoacutesfera bull Utilizar meacutetodos maacutes eficientes de combustioacuten bull Usar menor cantidad de combustible consumido o usado por persona bull Reducir la velocidad de crecimiento de la poblacioacuten

Sentildealar las ventajas y desventajas al proponer como solucioacuten a la contaminacioacuten atmosfeacuterica el empleo del automoacutevil eleacutectrico bull Ventajas Disminucioacuten en los niveles de contaminacioacuten atmosfeacuterica bull Desventajas Necesidad de maacutes centrales de energiacutea Depresioacuten econoacutemica en la industria del petroacuteleo Cambios en los automoacuteviles y en la industria automotriz Cambios en las estaciones de servicios Cambios en el disentildeo de las carreteras Modificacioacuten en los impuestos Las bateriacuteas usadas hasta hoy tienen poca autonomiacutea

Unidad III CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA DESECHOS SOacuteLIDOS

Moacutedulo 9 EL CARAacuteCTER DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA

Describir la colocacioacuten de los aacutetomos de hidroacutegeno y oxiacutegeno en la moleacutecula del agua El agua contiene 8 partes de oxiacutegeno por una parte de hidroacutegeno en peso por ejemplo 9 kg de agua contienen 8 kg de oxiacutegeno y 1 kg de hidroacutegeno La composicioacuten del agua y los pesos atoacutemicos del oxiacutegeno y el hidroacutegeno estaacuten expresados en la foacutermula H2O la composicioacuten del agua es O (16) es a H (1 + 1) como 16 es a 2 como 8 es a 1 La suma de estos pesos atoacutemicos 1 + 1 + 16 = 18 es el peso molecular del agua El oxiacutegeno estaacute ligado a los dos hidroacutegenos y la moleacutecula tiene una figura inclinada con un aacutengulo de 105 grados entre las dos ligazones

H H+ +

105degO-

Sentildealar las formas en que se agrupan las moleacuteculas del agua Las cargas negativas (electrones) estaacuten amontonadas en forma maacutes apretada alrededor del aacutetomo de oxiacutegeno que las cargas positivas (protones) esto ocasiona una separacioacuten de las cargas con la parte de la moleacutecula cargada negativamente maacutes cerca de los aacutetomos de oxiacutegeno y de las partes cargadas positivamente mas cerca de los hidroacutegenos Estas cargas eleacutectricas atraen a sus opuestas en otras moleacuteculas de agua con el resultado de que el agua liacutequida consta de agregados de moleacuteculas de H2O ligadas unas a otras como aquiacute se indica

+ = hidroacutegeno- = oxiacutegeno

Describir el comportamiento del agua como solvente eficaz de algunas substancias Las fuerzas eleacutectricas que ligan las moleacuteculas de agua unas a otras pueden servir tambieacuten para ligar moleacuteculas de agua a las substancias extrantildeas por consiguiente el agua es un solvente excepcionalmente bueno especialmente en el caso de substancias que tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas Estas substancias son en forma tiacutepica compuestos inorgaacutenicos tales como los compuestos de elementos metaacutelicos en cambio el agua es un solvente mediocre para substancias cuyas moleacuteculas no tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas son ejemplos de este uacuteltimo las substancias de los hidrocarburos derivados del petroacuteleo tales como la gasolina el aceite mineral y la grasa

Mencionar queacute se entiende por partiacuteculas suspendidas coloidales y materia disuelta Resulta praacutectico clasificar las substancias extrantildeas en el agua seguacuten el volumen de sus partiacuteculas porque es este volumen el

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que con frecuencia condiciona la eficacia de los diversos meacutetodos de purificacioacuten las substancias se clasifican en bull Partiacuteculas suspendidas son las mayores las que tienen diaacutemetro de aproximadamente un microacutemetro son lo bastante grandes para depositarse a velocidades razonables y ser retenidas por los filtros comunes Son tambieacuten lo suficientemente grandes para absorber la luz y hacer que el agua que contaminan se vea turbia y sucia bull Partiacuteculas coloidales son tan pequentildeas que su velocidad de depoacutesito es insignificante y pasan a traveacutes de los agujeros de la mayoriacutea de los medios filtrantes no se les puede eliminar del agua por sedimentacioacuten o filtracioacuten ordinaria El agua que contiene partiacuteculas coloidales se aclara en el trayecto directo de la luz que la ilumina pero se podriacutea ver acaso turbia si se le observa a un aacutengulo recto con respecto al haz lumiacutenico Los colores de las aguas naturales tales como el azul el verde y el rojo de los lagos o mares son debido en gran parte a partiacuteculas coloidales bull La materia disuelta no se deposita no es retenida por los filtros y no enturbia el agua las partiacuteculas de las que dicha materia consta no son mayores de aproximadamente 11000 de microacutemetro de diaacutemetro si son eleacutectricamente neutras se les llama moleacuteculas y si llevan una carga eleacutectrica se les designa iones

El azuacutecar de cantildea (sacarosa) el alcohol de granos (etanol) y el anticongelante ldquopermanenterdquo (glicol de etileno) son substancias que se disuelven en el agua como moleacuteculas eleacutectricamente neutras la sal de mesa (cloruro de sodio) se disuelve como sodio positivo y iones negativos de cloruro

Moacutedulo 10 LA COMPOSICIOacuteN DE LAS AGUAS NATURALES

Clasificar las diferentes impurezas del agua seguacuten su origen y tamantildeo de sus partiacuteculas Origen y naturaleza de las impurezas de las aguas naturales

bull Atmoacutesfera bull suspendidas polvos bull coloidales polvos bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 SO2 O2 N2 bull iones positivos H+ bull iones negativos HCO3- SO4 2-

bull Tierra mineral y piedrasbull suspendidas arena arcillas partiacuteculas de tierra mineral bull coloidales arena bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 bull iones positivos Na+ K2+ Ca2+ Mg2+ Fe2+ Mn2+ bull iones negativos Cl- F- SO42- CO32- HCO3- NO3-

bull Organismos vivos y sus productos de descomposicioacuten suspendidas algas diatomeas bacterias peces tierra orgaacutenica otros organismos coloidales virus materia colorante orgaacutenica tierra orgaacutenica (manto) disueltas

moleacuteculas CO2 O2 N2 H2S CH4 desechos orgaacutenicos iones positivos H+ Na+ NH4+ iones negativos Cl- HCO3 NO3-

Describir el efecto de los microorganismos en el agua El agua contaminada podraacute ser sucia mal oliente corrosiva poco apta para lavar en ella la ropa o desagradable al gusto sin embargo el efecto maacutes perjudicial del agua contaminada para el hombre ha sido ciertamente el de la transmisioacuten de enfermedades La fiebre tifoidea en el Hemisferio Occidental y el coacutelera en el Hemisferio Oriental han sido las causas del mayor nuacutemero de defunciones producidas por el agua otras enfermedades humanas transmitidas al hombre por microorganismos del agua son la disenteriacutea la hepatitis infecciosa y la gastroenteritis es posible que algunas otras enfermedades viacuterales tales como la poliomielitis sean tambieacuten transmitidas por el agua El hombre vive en relacioacuten iacutentima con microorganismos sobre su piel y en su sistema digestivo el total de la poblacioacuten microbiana en un hombre normal es tal vez de 10 millones de millones (1013) en estado de salud los hombres y los microbios viven juntos para beneficio mutuo el excremento de un ser humano sano no es necesariamente un manantial de enfermedades si se dispersa en el agua sin embargo algunas personas sanas viven en armoniacutea con organismos que pueden resultar patoacutegenos para otros Sentildealar las caracteriacutesticas que debe tener el agua para considerarse aceptable para beber

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Se considera que el agua es aceptable para beber si bull Contiene menos de 10 bacterias intestinales por litro bull Si no contiene impurezas quiacutemicas en concentraciones que pueden ser peligrosas para la salud del consumidor o corrosivas con respecto al sistema de conduccioacuten del agua bull Si no presenta un gusto olor color o turbiedad objetables bull Si no procede de un manantial sujeto a contaminacioacuten por aguas negras u otros contaminantes tales como un pozo exactamente cuesta debajo de una fosa seacuteptica

Mencionar la importancia del oxiacutegeno disuelto en el agua La mayoriacutea de la materia orgaacutenica procedente de desechos de alimentos de aguas negras domeacutesticas y de residuos de faacutebricas tales como partiacuteculas de tierra son desintegradas en el agua por bacterias protozoarios y diversos organismos mayores semejantes descomposiciones convierten substancias ricas en energiacutea en substancias pobres en energiacutea mediante reacciones quiacutemicas que utilizan oxiacutegeno Por supuesto estas conversiones tienen lugar tanto en el agua como en la tierra sin embargo la diferencia importante entre estos dos medios es que el oxiacutegeno atmosfeacuterico a disposicioacuten de los animales terrestres es reemplazado en forma relativamente raacutepida por la vida vegetal y en esta forma no se agota En cambio el oxiacutegeno disuelto en las aguas puede agotarse maacutes raacutepidamente de lo que es reemplazado desde la atmoacutesfera y las bacterias los protozoarios los gusanos de lodo y la trucha compiten por el oxiacutegeno cuando los elementos nutritivos son abundantes semejante competencia afecta la distribucioacuten de las formas de vida en el agua cuando la introduccioacuten de una materia nutritiva (basura o desechos industriales orgaacutenicos) altera esta distribucioacuten en una forma que resulta desfavorable para el hombre (por ejemplo de modo que cohiba la trucha y favorezca los protozoarios) la calidad del agua ha de considerarse como deteriorada y los elementos nutritivos antildeadidos son contaminantes

Definir los conceptos de bull Aerobiosis Es cuando un combustible como la madera es quemado en el aire tiene lugar una liberacioacuten de energiacutea y la formacioacuten de las substancias bioacutexido de carbono y agua pobres en energiacutea semejante conversioacuten puede mostrarse mediante la ecuacioacuten de combustioacuten del gas metano (CH4)

CH4 + O2 rarr CO2 + 2H2OLa descomposicioacuten bacteriana no tiene lugar a la temperatura de la llama sin embargo la liberacioacuten total de energiacutea depende solamente de los materiales iniciales y de los productos finales y modelos pasos intermedios la descomposicioacuten bacteriana en presencia del aire se designa como aerobiosis y es el proceso que rinde la mayor energiacutea a partir de un peso dado de elementos nutritivos bull Nitrificacioacuten Es la primera etapa de la accioacuten bacteriana en la desoxigenacioacuten de las aguas contaminadas Cuando el elemento nutritivo esta agotado se puede obtener energiacutea suplementaria mediante la oxigenacioacuten de las sales de amonio proceso que se designa como nitrificacioacuten bull Fermentacioacuten Es cuando el oxiacutegeno molecular se ha agotado en las aguas la accioacuten bacteriana no se detiene en lugar de ello se produce una nueva serie de descomposiciones a traveacutes del proceso llamado anaerobiosis (descomposicioacuten bacteriana en ausencia de oxiacutegeno) La descomposicioacuten anaeroacutebica de los azuacutecares y otros carbohidratos se designa fermentacioacuten bull Putrefaccioacuten Se denomina asiacute al proceso anaeroacutebico de la descomposicioacuten de las proteiacutenas

Moacutedulo 11 DETERGENTES ALGAS Y LA MUERTE DE LAS AGUAS

Explicar el proceso de eutroficacioacuten Las algas son plantas acuaacuteticas se les puede percibir en ocasiones como un lima-verde-azul sobre la superficie del agua inmoacutevil las algas obtienen su energiacutea mediante la fotosiacutentesis (pues son plantas) por lo tanto consumen bioacutexido de carbono (CO2) en presencia de luz solar y liberan oxiacutegeno Al igual que otras plantas las algas necesitan tambieacuten diversos elementos nutritivos inorgaacutenicos tales como compuestos de nitroacutegeno de potasio foacutesforo azufre y hierro si los elementos nutritivos son abundantes las algas se reproducen incesantemente A medida que algunas algas mueren son alimento para las bacterias la descomposicioacuten bacteriana consume oxiacutegeno con los efectos contaminantes consiguientes Semejante sucesioacuten de procesos se traduce en un estado en que el agua por debajo de la superficie de las algas es pobre en oxiacutegeno e incapaz de soportar formas de vida que son uacutetiles para el hombre la perca y la lobina ceden el paso a variedades menos deseadas de animales que se alimentan de basura tales como el siluso sanguijuelas y gusanos De un lado de este estado se dice que es eutroacutefico y el proceso mediante el cual dicho estado es alcanzado se designa eutroficacioacuten cuando esto tiene lugar sin la intervencioacuten del hombre el proceso suele ser lento dura cientos o miles de antildeos y forma parte de la transformacioacuten general del lago en pantano y finalmente en prado

Definir el teacutermino ldquoagua durardquo Agua dura es el agua subterraacutenea que contiene iones metaacutelicos que ocasionan que el jaboacuten sea insoluble en ella y lo privan de su detergencia el agua que no contiene dicho material se denomina ldquoagua blandardquo

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Distinguir como contaminantes industriales del agua a los compuestos de plomo arseacutenico y mercurio La actividad industrial especialmente la produccioacuten de pulpa y papel la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica engendran una gran variedad de productos de desecho que pueden ser descargados en las corrientes de agua de algunos desechos de este tipo se sabe que son venenosos para el hombre en tanto que los efectos de otros son obscuros y para complicar maacutes las cosas algunos de estos desechos reaccionan con el cloro que se utiliza como desinfectante del agua potable El resultado de semejante reaccioacuten a la produccioacuten de compuestos orgaacutenicos clorados que huelen y saben mucho peor que el producto de desecho original Uno de los venenos industriales acarreados por el agua desde la antiguumledad es el plomo su fuente predominante ha sido la tuberiacutea de plomo utilizada anteriormente en las redes de distribucioacuten del agua maacutes recientemente el empleo del rociado de arseniato de plomo ha contaminado aguas superficiales y profundas con plomo con arseacutenico El plomo es un veneno acumulativo e inclusive pequentildeas concentraciones si estaacuten presentes constantemente en el agua potable podraacuten conducir a enfermedades graves o a la muerte El arseacutenico que en algunas ocasiones se encuentra en las aguas naturales que corren a traveacutes de minerales que contienen arseacutenico es tambieacuten un veneno acumulativo El mercurio se ha considerado siempre con fascinacioacuten y alarma es el uacutenico metal liacutequido a temperaturas ordinarias pero a temperaturas maacutes altas puede evaporarse con suficiente rapidez para ser mortal el mercurio en el agua no es un contaminante potencial por lo que no es preocupante que la mitad de la cantidad de mercurio anualmente extraiacutedo sea liberada al medio ambiente estas descargas tienen lugar como efluentes de desecho desde las fabricas productoras o bien como incorporacioacuten de trazas de mercurio en productos a los que no pertenece

Sentildealar en que consiste el fenoacutemeno de corrosioacuten Los aacutecidos corroen (enmohecen oxidan) los metales y los compuestos solubles de metales pueden contaminar el agua por consiguiente el agua que es aacutecida puede contaminarse con elementos metaacutelicos maacutes faacutecilmente de lo que puede hacerlo el agua pura

Explicar a queacute se llama pH La presencia de hidroacutegeno es indispensable para la calidad de la acidez en el agua el hidroacutegeno ha de estar en forma de aacutetomos de hidroacutegeno cargados positivamente que se designan como iones hidroacutegeno (H+) fijados a moleacuteculas de agua El pH se define como la concentracioacuten de iones de hidroacutegeno en una substancia (pH ldquopotencia de hidroacutegenordquo) el valor del pH es el nuacutemero de ceros en el denominador de una frase que expresa la concentracioacuten de iones H+ cuyo numerador es 1 y cuyo denominador es un muacuteltiplo de 10

Definir el teacutermino ldquoaguas negrasrdquo Los desechos transportados por el agua de fuentes tales como hogares hospitales escuelas y edificios comerciales contienen desechos de alimentos excrementos humanos papel jaboacuten detergentes polvo ropa otros residuos diversos y por supuesto microorganismos esta mezcla se designa como aguas negras sanitarias o domeacutesticas

Describir en que consiste la ldquodemanda bioquiacutemica del oxiacutegenordquo Una medida apropiada de la contaminacioacuten del agua por elementos nutritivos orgaacutenicos es la averiguacioacuten de la velocidad a que su materia alimentaria puede consumir oxiacutegeno por descomposicioacuten bacteriana esta velocidad se designa como la demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno (BOD) por supuesto la velocidad de la oxidacioacuten bioquiacutemica depende de la temperatura del medio ambiente de las clases particulares de microorganismos y de los elementos nutritivos presentes Si estos factores son constantes la velocidad de la oxidacioacuten puede expresarse en teacuterminos de la vida media del elemento nutritivo

Moacutedulo 12 DESECHOS SOacuteLIDOS

Describir los meacutetodos de eliminacioacuten de desechos soacutelidos que se emplean con mayor frecuencia Hay dos clases de caminos posibles para los materiales de desecho soacutelidos se les puede volver a la circulacioacuten en alguacuten otro proceso o se van acumulando en alguacuten lugar los meacutetodos de eliminacioacuten pueden clasificarse como bull Eliminacioacuten terrestre se tiran los desechos en un vaciadero al aire libre se comprimen para ahorrar espacio Tambieacuten puede hacerse por un meacutetodo maacutes ventajoso llamado relleno higieacutenico de tierra en el cual cada capa de desecho es recubierta por una capa de tierra arcilla o grava bull Incineracioacuten en este proceso deben de considerarse cuatro factores

1 Combustioacuten del material de desecho la caacutemara en que tiene lugar se designa como horno 2 Eliminacioacuten de las cenizas o ldquoescoriardquo 3 Control de los contaminantes que resultan del proceso de la combustioacuten 4 Analizar si el calor desprendido podraacute ser recuperado

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La incineracioacuten presenta las siguientes ventajas 1 Elimina el problema de la salud inherente a la acumulacioacuten de desperdicios 2 Reduce el volumen de los desechos soacutelidos en aproximadamente 80 y requiere mucho menos tierra para la eliminacioacuten final de residuos 3 Puede tratar una mezcla de basura y cascajo sin separacioacuten previa 4 Puede utilizarse en ella equipo de gran diversidad de tamantildeo 5 Los residuos (escoria) son inertes e inodoros y relativamente faacutecil de manipular

Sin embargo la incineracioacuten tiene el inconveniente exactamente lo mismo que el montoacuten de basura de desperdiciar materias primas bull Recirculacioacuten algunos ejemplos notables de recirculacioacuten son

1 La conversioacuten en abono 2 El derretir (que consiste en cocer desechos animales) para obtener sebo 3 Destruccioacuten destructiva o piroacutelisis un producto se descompone por calentamiento en ausencia de aire 4 La recuperacioacuten industrial cuyo objetivo es el de recircular los materiales de desecho

reconocieacutendolos a los procesos de manufactura

Sentildealar las ventajas y desventajas de la recirculacioacuten bull Ventajas

bull Se emplean substancias de desecho como materia prima bull Recuperacioacuten de elementos valiosos bull Se reduce la contaminacioacuten bull Conserva recursos no renovables bull Alteracioacuten en menor grado del ecosistema de la Tierra

bull Desventajas bull No todas las personas susceptibles de estar afectadas participan en la decisioacuten bull Pueden ocasionar malos olores bull Meacutetodos de control sujetos a interrupciones ocasionales bull Los criterios de compensacioacuten son fijados por la ley y no por ecoacutelogos

Unidad IV EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA EL RUIDO

Moacutedulo 13 EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS

Sentildealar la diferencia entre los crecimientos geomeacutetrico y aritmeacutetico de una poblacioacuten bull Crecimiento geomeacutetrico consisten en que si se tiene una cantidad ldquoxrdquo inicial de poblacioacuten en un antildeo se tendriacutea la poblacioacuten ax y en cada antildeo sucesivo aumentaraacute en potencia de ldquoardquo asiacute en el antildeo 2 la poblacioacuten seraacute a(ax) = a2x en el antildeo 3 seraacute (a)(a)(ax) = a3x (el exponente de ldquoardquo seraacute de acuerdo al antildeo considerado) bull Crecimiento aritmeacutetico este tipo de crecimiento consiste en que teniendo una cantidad inicial ldquoyrdquo inicial en el antildeo 1 se tendriacutea y + a en el antildeo 2 se tendriacutea y + 2a y asiacute sucesivamente es decir la cantidad aumentada cada antildeo es un muacuteltiplo de la cantidad que aumento el primer antildeo

Distinguir los diferentes tipos de curvas esquemaacuteticas de crecimiento Crecimiento aritmeacutetico (curva) y geomeacutetrico (recta)

Curva sigmoide de crecimiento Curva de crecimiento de una poblacioacuten que se extingue

Definir el teacutermino demografiacutea La demografiacutea es la rama de la antropologiacutea que trata del estudio estadiacutestico de las caracteriacutesticas de las poblaciones humanas con referencia al volumen total a la densidad al nuacutemero de muertes a las enfermedades y migraciones etc

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Describir el concepto ldquotasa vitalrdquo Los demoacutegrafos estudian a menudo las tasas vitales esto es el nuacutemero de acontecimientos vitales que le ocurren a una poblacioacuten durante un periacuteodo determinado de tiempo dividido entre el volumen de la poblacioacuten (acontecimientos vitales los nacimientos las muertes los matrimonios y las migraciones)

Moacutedulo 14 PREDICCIOacuteN DEL VOLUMEN FUTURO DE LA POBLACIOacuteN

Definir el teacutermino ldquocohorte de nacimientordquo Los demoacutegrafos definen cohorte de nacimiento como un grupo de personas nacidas en un determinado periacuteodo de tiempo por ejemplo un determinado antildeo

Interpretar las distribuciones esquemaacuteticas de la poblacioacuten relativas a la edad y sexo Para predecir cualquier volumen futuro de la poblacioacuten seriacutea muy uacutetil saber el nuacutemero de varones y mujeres en edad reproductiva el nuacutemero de nintildeos que llegaraacuten pronto a dicha edad y el nuacutemero de personas ancianas una distribucioacuten hipoteacutetica con respecto a la edad y sexo se muestra en la Figura 1 (obseacutervese que la graacutefica muestra que hay el mismo nuacutemero de varones y de mujeres en cada grupo de edad) La Figura 1 representariacutea una poblacioacuten en la que bull Los muchachos y las muchachas nacieran a una frecuencia igual bull Naceriacutea cada antildeo durante un siglo el mismo nuacutemero de personas bull Todo el mundo moririacutea a la edad de 100 antildeos bull Cada persona tendriacutea al nacimiento una probabilidad igual a morir en cada antildeo de su vida En cambio en la poblacioacuten humana real nacen aproximadamente 106 muchachos por cada 100 muchachas ni tampoco es constante durante todo el curso de la vida de un individuo la probabilidad de morir en lugar de ello una proporcioacuten relativamente grande de personas muere siendo muy joacutevenes relativamente pocos mueren entre las edades de 10 y 50 antildeos y la proporcioacuten de personas que mueren cada antildeo despueacutes de los 50 aumenta raacutepidamente Ademaacutes hay una curva pronunciada en la mortalidad en relacioacuten con el sexo las mujeres tienen una mayor probabilidad de sobrevivir de un antildeo al siguiente durante todo el curso de su vida excepto en algunas sociedades durante los antildeos de parto La Figura 2 presenta una distribucioacuten en relacioacuten con la edad y el sexo que refleja con mayor aproximacioacuten estas caracteriacutesticas demograacuteficas ademaacutes de estos fenoacutemenos razonablemente predecibles pueden tener cambios que lo sean menos en efecto el crecimiento de la poblacioacuten se ve afectado por acontecimientos tales como la guerra la escasez los progresos meacutedicos y los cambios en las costumbres sociales

Describir algunos de los factores que afectan el crecimiento de las poblaciones bull Liacutemites de espacios bull Liacutemites de alimento bull Decisiones concretas de las familias y las naciones bull El hambre bull Las enfermedades bull Fuerzas sociales complicadas que se relacionan entre siacute

Moacutedulo 15 CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA

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Sentildealar a la temperatura como contaminante ambiental Los organismos de sangre caliente (mamiacuteferos y aves) tienen la capacidad de regular la temperatura de sus cuerpos a medida que la temperatura ambiental aumente o disminuya no observaacutendose lo mismo en los organismos de sangre friacutea como los peces la industria de la energiacutea eleacutectrica y particularmente las plantas de energiacutea nuclear producen calor sobrante y este calor resulta maacutes praacutectico descargarlo en las aguas corrientes este calor sobrante calentaraacute el agua de riacuteos y estanques modificando las formas de vida y alterando de manera considerable el ecosistema acuaacutetico Dicho calor ocasiona un aumento en el consumo de oxiacutegeno de las especies apreciadas por el hombre (trucha semora sarco perca amarilla etc) y su muerte posterior estas especies cuyos ciclos vitales se desarrollan en aguas friacuteas primero alteran sus ciclos vitales y posteriormente van a su extincioacuten y al reemplazamiento de estas especies uacutetiles para el hombre por otras maacutes rudas pero de menor utilidad (sarco lobina etc)

Describir como en todo proceso donde se realiza un trabajo se produce calor El trabajo y el calor son dos formas de energiacutea por lo que se puede convertir trabajo en calor o calor en trabajo Por ejemplo si tenemos friacuteo frotamos nuestras manos en este caso el trabajo aplicado al frotamiento de las manos se ha transformado en calor otro ejemplo lo constituye un automoacutevil el cual usa un combustible que tiene energiacutea potencial al hacerlo explotar en la caacutemara del pistoacuten el gas caliente resultante se aplicaraacute en mover el pistoacuten y consecuentemente al vehiacuteculo pero en este caso no toda la energiacutea caloriacutefica se aplica para mover el automoacutevil de modo que mucha de dicha energiacutea se pierde en la atmoacutesfera en los gases de escape del motor

Enunciar la primera Ley de la Termodinaacutemica La palabra termodinaacutemica proviene de termo=calor y dinaacutemica=trabajo es pues el estudio del calor para producir trabajo la primera Ley de la Termodinaacutemica dice ldquola energiacutea contenida en el Universo no puede crearse ni destruirse solo se transforma de una forma a otra en energiacuteardquo Esta ley tambieacuten es llamada la ley de ldquono puedes ganarrdquo

Explicar porque no es posible construir una maacutequina de movimiento perpetuo Una maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado es aquella que produciriacutea trabajo indefinidamente mientras que una maacutequina de movimiento perpetuo de segundo grado es aquella que aprovechariacutea la energiacutea contenida en el agua o en el aire enfriaacutendolos para su funcionamiento Ninguna de las dos maacutequinas es susceptible de implementarse la razoacuten es que para la maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado se opone la primera Ley de la Termodinaacutemica (de alguna parte se tiene que proporcionar energiacutea para que efectuacutee su trabajo) la segunda es entendible pero igualmente imposible de fabricar es imposible que el flujo energeacutetico se enfriacutee por debajo de la temperatura del medio ambiente circundante para aprovechar su energiacutea caloriacutefica

Describir la segunda Ley de la Termodinaacutemica Puede definirse esta ley empleando el enunciado negativo que de ella postuloacute Lord Kelvin (1824-1907) ldquoEs imposible por medio de la accioacuten de un material inanimado obtener efecto mecaacutenico de una porcioacuten cualquiera de materia enfriaacutendola por debajo de la temperatura del maacutes friacuteo de los objetos circundantesrdquo otra expresioacuten para la segunda ley de la termodinaacutemica es ldquodos cuerpos en contacto teacutermico acaban alcanzando una temperatura comuacutenrdquo Tambieacuten la ley de ldquono me puedes empatarrdquo

Explicar en que consiste un termomotor Un termomotor es una maacutequina que consume combustibles para producir calor y convertir el calor en trabajo un termomotor se puede hacer trabajar mediante dos procesos a saber bull Habiacutea de ser absorbido calor por las partes accionadas de alguna fuente caliente bull El calor de desecho ha de ser pasado a un depoacutesito externo a una temperatura inferior Para un termomotor la substancia de trabajo suele ser un gas que se dilata para realizar trabajo contra un eacutembolo o la hoja de una turbina el gas se enfriacutea al realizar trabajo pero no puede enfriarse por debajo de la temperatura de aquello que lo rodea por consiguiente hay que adoptar alguna medida para eliminar el desecho de calor de un termomotor En la praacutectica el enfriamiento suele realizarse ya sea haciendo pasar aire por el motor o bien vertiendo agua sobre el mismo en la mayoriacutea de los automoacuteviles el agua circula a traveacutes del motor se enfriacutea al pasar por el radiador y vuelve a circular En las grandes centrales eleacutectricas donde se crea una gran cantidad de calor el elemento refrescante es a menudo un riacuteo un lago o el mar

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Moacutedulo 16 EL RUIDO

Describir la forma de transmisioacuten del sonido a traveacutes del aire El sonido es una forma de energiacutea que es ocasionada por un cuerpo en movimiento este movimiento pone en alguna forma en movimiento el aire el cual hace luego mover alguacuten dispositivo receptor en el oiacutedo esta transferencia de energiacutea sonora a traveacutes del aire tiene lugar en forma de onda

Definir longitud de onda Cuando observamos el agua de un estanque tranquilo tiene una superficie plana si se lanza una piedra se ocasiona una perturbacioacuten la cual se manifiesta en forma de ondas de modo que el nivel seraacute maacutes alto en algunos lugares (crestas) y maacutes bajo en otros (valles o senos) la distancia entre trastornos sucesivos del mismo tipo tal como entre dos crestas vecinas o dos senos sucesivos se designa como longitud de onda

Explicar el significado de onda elaacutestica El sonido se transmite de una forma similar a como viajan las ondas en el agua solo que en vez de manifestarse como crestas y senos la onda de sonido consiste en una sucesioacuten de compresiones y dilataciones que alteran la densidad normal del medio (tal como el aire) en el que se propagan este tipo de onda se designa como onda elaacutestica

Distinguir la diferencia entre sonido y ruido El ruido es un sonido indeseable un sonido intenso se considera ruido la intensidad del sonido se mide en decibeles (dB) y dicha intensidad se calcula con la relacioacuten

Intensidad del sonido endB= fuerzadeunsonido dadofuerzade unsonido justamente perceptible

Sentildealar en que consiste la escala decibel Para medir la intensidad del sonido se podriacutea hacer utilizando la escala de vatios nos encontrariacuteamos con el inconveniente de tener que utilizar nuacutemeros demasiado pequentildeos o demasiado grandes ademaacutes la escala seriacutea poco praacutectica porque no partiriacutea de cero sino de alguacuten nuacutemero que representara el sonido audible maacutes bajo Para obviar estos defectos y simplificar la medicioacuten de intensidad sonora se hace lo siguiente bull Se crea una nueva unidad de medicioacuten de intensidad sonora llamada el decibel deci (que significa diez) o sea una referencia a la base de los logaritmos comunes y bel (de Alexander Graham Bell) y la definimos en teacuterminos de la razoacuten de la intensidad de un sonido con respecto a otro bull Establecemos que el sonido maacutes bajo perceptible para el oiacutedo tendraacute el valor de cero decibeles (dB) y constituiraacute el punto de partida de nuestra escala de medicioacuten del sonido bull Nos servimos de los logaritmos de las razones de los sonidos de intensidades distintas para expresar los grados de intensidad sonora El logaritmo de un nuacutemero ldquode base 10rdquo es sencillamente el nuacutemero de veces que 10 es multiplicado por siacute mismo para dar el nuacutemero en cuestioacuten si el nuacutemero es muacuteltiplo de 10 el logaritmo es el nuacutemero de ceros que contenga

Log10 100 = 2 Log10 1000000 = 6 Log10 1 = 0

Describir algunos efectos nocivos del ruidobull Obstaacuteculo para la comunicacioacuten en teacuterminos generales el ruido nos distrae de los sonidos que deseamos o debemos escuchar bull Peacuterdida del oiacutedo la exposicioacuten prolongada al ruido fuerte puede ocasionar la perdida paulatina del oiacutedo son varios los efectos del ruido que pueden ocasionar la peacuterdida del oiacutedo como la intensidad (80 dB o maacutes provocan peacuterdida permanente del oiacutedo) la frecuencia (en ruido a 200 ciclos por segundo y con una intensidad de 95 dB reduciraacute la capacidad auditiva) bull Otros efectos sobre la salud y la conducta como reacciones de ansiedad tensioacuten y en casos extremos miedo cambios hormonales que ocasionan aumento en el latido cardiaco contraccioacuten de los vasos sanguiacuteneos espasmos digestivos dilatacioacuten de las pupilas etc

Mencionar algunas formas de controlar el ruido 1 Reduccioacuten del manantial 2 Interrupcioacuten de la viacutea 3 Proteccioacuten del receptor

Definir que es el nuacutemero Mach Las velocidades supersoacutenicas suelen medirse en nuacutemeros Mach

NuacutemeroMach= velocidad del objetovelocidad del sonido

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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utilizando un catalizador Hay cierto nuacutemero de conversiones quiacutemicas de contaminantes posibles aparte de la combustioacuten en el aire estos comprenden la neutralizacioacuten quiacutemica de un aacutecido o una base y la oxidacioacuten de contaminantes por agentes distintos del aire

Describir algunos meacutetodos de control de contaminacioacuten del aire por compuestos de azufre Quemamos carboacuten petroacuteleo o gas natural que contienen azufre para producir calor y energiacutea el azufre contenido en el combustible se oxida en SO2 y contamina el aire se dejan concebir los siguientes meacutetodos de control bull Cambiar a otras fuentes de energiacutea energiacutea hidroeleacutectrica energiacutea nuclear o energiacutea solar a tiacutetulo de solucioacuten parcial se podriacutea cambiar a combustibles de contenido menor de azufre bull Extraer el azufre antes de quemarlo lo que traeriacutea aumento en el costo del combustible bull Extraer el azufre de los gases de escape antes de descargarlos en la atmoacutesfera bull Utilizar meacutetodos maacutes eficientes de combustioacuten bull Usar menor cantidad de combustible consumido o usado por persona bull Reducir la velocidad de crecimiento de la poblacioacuten

Sentildealar las ventajas y desventajas al proponer como solucioacuten a la contaminacioacuten atmosfeacuterica el empleo del automoacutevil eleacutectrico bull Ventajas Disminucioacuten en los niveles de contaminacioacuten atmosfeacuterica bull Desventajas Necesidad de maacutes centrales de energiacutea Depresioacuten econoacutemica en la industria del petroacuteleo Cambios en los automoacuteviles y en la industria automotriz Cambios en las estaciones de servicios Cambios en el disentildeo de las carreteras Modificacioacuten en los impuestos Las bateriacuteas usadas hasta hoy tienen poca autonomiacutea

Unidad III CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA DESECHOS SOacuteLIDOS

Moacutedulo 9 EL CARAacuteCTER DE LA CONTAMINACIOacuteN DEL AGUA

Describir la colocacioacuten de los aacutetomos de hidroacutegeno y oxiacutegeno en la moleacutecula del agua El agua contiene 8 partes de oxiacutegeno por una parte de hidroacutegeno en peso por ejemplo 9 kg de agua contienen 8 kg de oxiacutegeno y 1 kg de hidroacutegeno La composicioacuten del agua y los pesos atoacutemicos del oxiacutegeno y el hidroacutegeno estaacuten expresados en la foacutermula H2O la composicioacuten del agua es O (16) es a H (1 + 1) como 16 es a 2 como 8 es a 1 La suma de estos pesos atoacutemicos 1 + 1 + 16 = 18 es el peso molecular del agua El oxiacutegeno estaacute ligado a los dos hidroacutegenos y la moleacutecula tiene una figura inclinada con un aacutengulo de 105 grados entre las dos ligazones

H H+ +

105degO-

Sentildealar las formas en que se agrupan las moleacuteculas del agua Las cargas negativas (electrones) estaacuten amontonadas en forma maacutes apretada alrededor del aacutetomo de oxiacutegeno que las cargas positivas (protones) esto ocasiona una separacioacuten de las cargas con la parte de la moleacutecula cargada negativamente maacutes cerca de los aacutetomos de oxiacutegeno y de las partes cargadas positivamente mas cerca de los hidroacutegenos Estas cargas eleacutectricas atraen a sus opuestas en otras moleacuteculas de agua con el resultado de que el agua liacutequida consta de agregados de moleacuteculas de H2O ligadas unas a otras como aquiacute se indica

+ = hidroacutegeno- = oxiacutegeno

Describir el comportamiento del agua como solvente eficaz de algunas substancias Las fuerzas eleacutectricas que ligan las moleacuteculas de agua unas a otras pueden servir tambieacuten para ligar moleacuteculas de agua a las substancias extrantildeas por consiguiente el agua es un solvente excepcionalmente bueno especialmente en el caso de substancias que tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas Estas substancias son en forma tiacutepica compuestos inorgaacutenicos tales como los compuestos de elementos metaacutelicos en cambio el agua es un solvente mediocre para substancias cuyas moleacuteculas no tienen centros de cargas eleacutectricas positivas y negativas separadas son ejemplos de este uacuteltimo las substancias de los hidrocarburos derivados del petroacuteleo tales como la gasolina el aceite mineral y la grasa

Mencionar queacute se entiende por partiacuteculas suspendidas coloidales y materia disuelta Resulta praacutectico clasificar las substancias extrantildeas en el agua seguacuten el volumen de sus partiacuteculas porque es este volumen el

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que con frecuencia condiciona la eficacia de los diversos meacutetodos de purificacioacuten las substancias se clasifican en bull Partiacuteculas suspendidas son las mayores las que tienen diaacutemetro de aproximadamente un microacutemetro son lo bastante grandes para depositarse a velocidades razonables y ser retenidas por los filtros comunes Son tambieacuten lo suficientemente grandes para absorber la luz y hacer que el agua que contaminan se vea turbia y sucia bull Partiacuteculas coloidales son tan pequentildeas que su velocidad de depoacutesito es insignificante y pasan a traveacutes de los agujeros de la mayoriacutea de los medios filtrantes no se les puede eliminar del agua por sedimentacioacuten o filtracioacuten ordinaria El agua que contiene partiacuteculas coloidales se aclara en el trayecto directo de la luz que la ilumina pero se podriacutea ver acaso turbia si se le observa a un aacutengulo recto con respecto al haz lumiacutenico Los colores de las aguas naturales tales como el azul el verde y el rojo de los lagos o mares son debido en gran parte a partiacuteculas coloidales bull La materia disuelta no se deposita no es retenida por los filtros y no enturbia el agua las partiacuteculas de las que dicha materia consta no son mayores de aproximadamente 11000 de microacutemetro de diaacutemetro si son eleacutectricamente neutras se les llama moleacuteculas y si llevan una carga eleacutectrica se les designa iones

El azuacutecar de cantildea (sacarosa) el alcohol de granos (etanol) y el anticongelante ldquopermanenterdquo (glicol de etileno) son substancias que se disuelven en el agua como moleacuteculas eleacutectricamente neutras la sal de mesa (cloruro de sodio) se disuelve como sodio positivo y iones negativos de cloruro

Moacutedulo 10 LA COMPOSICIOacuteN DE LAS AGUAS NATURALES

Clasificar las diferentes impurezas del agua seguacuten su origen y tamantildeo de sus partiacuteculas Origen y naturaleza de las impurezas de las aguas naturales

bull Atmoacutesfera bull suspendidas polvos bull coloidales polvos bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 SO2 O2 N2 bull iones positivos H+ bull iones negativos HCO3- SO4 2-

bull Tierra mineral y piedrasbull suspendidas arena arcillas partiacuteculas de tierra mineral bull coloidales arena bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 bull iones positivos Na+ K2+ Ca2+ Mg2+ Fe2+ Mn2+ bull iones negativos Cl- F- SO42- CO32- HCO3- NO3-

bull Organismos vivos y sus productos de descomposicioacuten suspendidas algas diatomeas bacterias peces tierra orgaacutenica otros organismos coloidales virus materia colorante orgaacutenica tierra orgaacutenica (manto) disueltas

moleacuteculas CO2 O2 N2 H2S CH4 desechos orgaacutenicos iones positivos H+ Na+ NH4+ iones negativos Cl- HCO3 NO3-

Describir el efecto de los microorganismos en el agua El agua contaminada podraacute ser sucia mal oliente corrosiva poco apta para lavar en ella la ropa o desagradable al gusto sin embargo el efecto maacutes perjudicial del agua contaminada para el hombre ha sido ciertamente el de la transmisioacuten de enfermedades La fiebre tifoidea en el Hemisferio Occidental y el coacutelera en el Hemisferio Oriental han sido las causas del mayor nuacutemero de defunciones producidas por el agua otras enfermedades humanas transmitidas al hombre por microorganismos del agua son la disenteriacutea la hepatitis infecciosa y la gastroenteritis es posible que algunas otras enfermedades viacuterales tales como la poliomielitis sean tambieacuten transmitidas por el agua El hombre vive en relacioacuten iacutentima con microorganismos sobre su piel y en su sistema digestivo el total de la poblacioacuten microbiana en un hombre normal es tal vez de 10 millones de millones (1013) en estado de salud los hombres y los microbios viven juntos para beneficio mutuo el excremento de un ser humano sano no es necesariamente un manantial de enfermedades si se dispersa en el agua sin embargo algunas personas sanas viven en armoniacutea con organismos que pueden resultar patoacutegenos para otros Sentildealar las caracteriacutesticas que debe tener el agua para considerarse aceptable para beber

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Se considera que el agua es aceptable para beber si bull Contiene menos de 10 bacterias intestinales por litro bull Si no contiene impurezas quiacutemicas en concentraciones que pueden ser peligrosas para la salud del consumidor o corrosivas con respecto al sistema de conduccioacuten del agua bull Si no presenta un gusto olor color o turbiedad objetables bull Si no procede de un manantial sujeto a contaminacioacuten por aguas negras u otros contaminantes tales como un pozo exactamente cuesta debajo de una fosa seacuteptica

Mencionar la importancia del oxiacutegeno disuelto en el agua La mayoriacutea de la materia orgaacutenica procedente de desechos de alimentos de aguas negras domeacutesticas y de residuos de faacutebricas tales como partiacuteculas de tierra son desintegradas en el agua por bacterias protozoarios y diversos organismos mayores semejantes descomposiciones convierten substancias ricas en energiacutea en substancias pobres en energiacutea mediante reacciones quiacutemicas que utilizan oxiacutegeno Por supuesto estas conversiones tienen lugar tanto en el agua como en la tierra sin embargo la diferencia importante entre estos dos medios es que el oxiacutegeno atmosfeacuterico a disposicioacuten de los animales terrestres es reemplazado en forma relativamente raacutepida por la vida vegetal y en esta forma no se agota En cambio el oxiacutegeno disuelto en las aguas puede agotarse maacutes raacutepidamente de lo que es reemplazado desde la atmoacutesfera y las bacterias los protozoarios los gusanos de lodo y la trucha compiten por el oxiacutegeno cuando los elementos nutritivos son abundantes semejante competencia afecta la distribucioacuten de las formas de vida en el agua cuando la introduccioacuten de una materia nutritiva (basura o desechos industriales orgaacutenicos) altera esta distribucioacuten en una forma que resulta desfavorable para el hombre (por ejemplo de modo que cohiba la trucha y favorezca los protozoarios) la calidad del agua ha de considerarse como deteriorada y los elementos nutritivos antildeadidos son contaminantes

Definir los conceptos de bull Aerobiosis Es cuando un combustible como la madera es quemado en el aire tiene lugar una liberacioacuten de energiacutea y la formacioacuten de las substancias bioacutexido de carbono y agua pobres en energiacutea semejante conversioacuten puede mostrarse mediante la ecuacioacuten de combustioacuten del gas metano (CH4)

CH4 + O2 rarr CO2 + 2H2OLa descomposicioacuten bacteriana no tiene lugar a la temperatura de la llama sin embargo la liberacioacuten total de energiacutea depende solamente de los materiales iniciales y de los productos finales y modelos pasos intermedios la descomposicioacuten bacteriana en presencia del aire se designa como aerobiosis y es el proceso que rinde la mayor energiacutea a partir de un peso dado de elementos nutritivos bull Nitrificacioacuten Es la primera etapa de la accioacuten bacteriana en la desoxigenacioacuten de las aguas contaminadas Cuando el elemento nutritivo esta agotado se puede obtener energiacutea suplementaria mediante la oxigenacioacuten de las sales de amonio proceso que se designa como nitrificacioacuten bull Fermentacioacuten Es cuando el oxiacutegeno molecular se ha agotado en las aguas la accioacuten bacteriana no se detiene en lugar de ello se produce una nueva serie de descomposiciones a traveacutes del proceso llamado anaerobiosis (descomposicioacuten bacteriana en ausencia de oxiacutegeno) La descomposicioacuten anaeroacutebica de los azuacutecares y otros carbohidratos se designa fermentacioacuten bull Putrefaccioacuten Se denomina asiacute al proceso anaeroacutebico de la descomposicioacuten de las proteiacutenas

Moacutedulo 11 DETERGENTES ALGAS Y LA MUERTE DE LAS AGUAS

Explicar el proceso de eutroficacioacuten Las algas son plantas acuaacuteticas se les puede percibir en ocasiones como un lima-verde-azul sobre la superficie del agua inmoacutevil las algas obtienen su energiacutea mediante la fotosiacutentesis (pues son plantas) por lo tanto consumen bioacutexido de carbono (CO2) en presencia de luz solar y liberan oxiacutegeno Al igual que otras plantas las algas necesitan tambieacuten diversos elementos nutritivos inorgaacutenicos tales como compuestos de nitroacutegeno de potasio foacutesforo azufre y hierro si los elementos nutritivos son abundantes las algas se reproducen incesantemente A medida que algunas algas mueren son alimento para las bacterias la descomposicioacuten bacteriana consume oxiacutegeno con los efectos contaminantes consiguientes Semejante sucesioacuten de procesos se traduce en un estado en que el agua por debajo de la superficie de las algas es pobre en oxiacutegeno e incapaz de soportar formas de vida que son uacutetiles para el hombre la perca y la lobina ceden el paso a variedades menos deseadas de animales que se alimentan de basura tales como el siluso sanguijuelas y gusanos De un lado de este estado se dice que es eutroacutefico y el proceso mediante el cual dicho estado es alcanzado se designa eutroficacioacuten cuando esto tiene lugar sin la intervencioacuten del hombre el proceso suele ser lento dura cientos o miles de antildeos y forma parte de la transformacioacuten general del lago en pantano y finalmente en prado

Definir el teacutermino ldquoagua durardquo Agua dura es el agua subterraacutenea que contiene iones metaacutelicos que ocasionan que el jaboacuten sea insoluble en ella y lo privan de su detergencia el agua que no contiene dicho material se denomina ldquoagua blandardquo

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Distinguir como contaminantes industriales del agua a los compuestos de plomo arseacutenico y mercurio La actividad industrial especialmente la produccioacuten de pulpa y papel la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica engendran una gran variedad de productos de desecho que pueden ser descargados en las corrientes de agua de algunos desechos de este tipo se sabe que son venenosos para el hombre en tanto que los efectos de otros son obscuros y para complicar maacutes las cosas algunos de estos desechos reaccionan con el cloro que se utiliza como desinfectante del agua potable El resultado de semejante reaccioacuten a la produccioacuten de compuestos orgaacutenicos clorados que huelen y saben mucho peor que el producto de desecho original Uno de los venenos industriales acarreados por el agua desde la antiguumledad es el plomo su fuente predominante ha sido la tuberiacutea de plomo utilizada anteriormente en las redes de distribucioacuten del agua maacutes recientemente el empleo del rociado de arseniato de plomo ha contaminado aguas superficiales y profundas con plomo con arseacutenico El plomo es un veneno acumulativo e inclusive pequentildeas concentraciones si estaacuten presentes constantemente en el agua potable podraacuten conducir a enfermedades graves o a la muerte El arseacutenico que en algunas ocasiones se encuentra en las aguas naturales que corren a traveacutes de minerales que contienen arseacutenico es tambieacuten un veneno acumulativo El mercurio se ha considerado siempre con fascinacioacuten y alarma es el uacutenico metal liacutequido a temperaturas ordinarias pero a temperaturas maacutes altas puede evaporarse con suficiente rapidez para ser mortal el mercurio en el agua no es un contaminante potencial por lo que no es preocupante que la mitad de la cantidad de mercurio anualmente extraiacutedo sea liberada al medio ambiente estas descargas tienen lugar como efluentes de desecho desde las fabricas productoras o bien como incorporacioacuten de trazas de mercurio en productos a los que no pertenece

Sentildealar en que consiste el fenoacutemeno de corrosioacuten Los aacutecidos corroen (enmohecen oxidan) los metales y los compuestos solubles de metales pueden contaminar el agua por consiguiente el agua que es aacutecida puede contaminarse con elementos metaacutelicos maacutes faacutecilmente de lo que puede hacerlo el agua pura

Explicar a queacute se llama pH La presencia de hidroacutegeno es indispensable para la calidad de la acidez en el agua el hidroacutegeno ha de estar en forma de aacutetomos de hidroacutegeno cargados positivamente que se designan como iones hidroacutegeno (H+) fijados a moleacuteculas de agua El pH se define como la concentracioacuten de iones de hidroacutegeno en una substancia (pH ldquopotencia de hidroacutegenordquo) el valor del pH es el nuacutemero de ceros en el denominador de una frase que expresa la concentracioacuten de iones H+ cuyo numerador es 1 y cuyo denominador es un muacuteltiplo de 10

Definir el teacutermino ldquoaguas negrasrdquo Los desechos transportados por el agua de fuentes tales como hogares hospitales escuelas y edificios comerciales contienen desechos de alimentos excrementos humanos papel jaboacuten detergentes polvo ropa otros residuos diversos y por supuesto microorganismos esta mezcla se designa como aguas negras sanitarias o domeacutesticas

Describir en que consiste la ldquodemanda bioquiacutemica del oxiacutegenordquo Una medida apropiada de la contaminacioacuten del agua por elementos nutritivos orgaacutenicos es la averiguacioacuten de la velocidad a que su materia alimentaria puede consumir oxiacutegeno por descomposicioacuten bacteriana esta velocidad se designa como la demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno (BOD) por supuesto la velocidad de la oxidacioacuten bioquiacutemica depende de la temperatura del medio ambiente de las clases particulares de microorganismos y de los elementos nutritivos presentes Si estos factores son constantes la velocidad de la oxidacioacuten puede expresarse en teacuterminos de la vida media del elemento nutritivo

Moacutedulo 12 DESECHOS SOacuteLIDOS

Describir los meacutetodos de eliminacioacuten de desechos soacutelidos que se emplean con mayor frecuencia Hay dos clases de caminos posibles para los materiales de desecho soacutelidos se les puede volver a la circulacioacuten en alguacuten otro proceso o se van acumulando en alguacuten lugar los meacutetodos de eliminacioacuten pueden clasificarse como bull Eliminacioacuten terrestre se tiran los desechos en un vaciadero al aire libre se comprimen para ahorrar espacio Tambieacuten puede hacerse por un meacutetodo maacutes ventajoso llamado relleno higieacutenico de tierra en el cual cada capa de desecho es recubierta por una capa de tierra arcilla o grava bull Incineracioacuten en este proceso deben de considerarse cuatro factores

1 Combustioacuten del material de desecho la caacutemara en que tiene lugar se designa como horno 2 Eliminacioacuten de las cenizas o ldquoescoriardquo 3 Control de los contaminantes que resultan del proceso de la combustioacuten 4 Analizar si el calor desprendido podraacute ser recuperado

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La incineracioacuten presenta las siguientes ventajas 1 Elimina el problema de la salud inherente a la acumulacioacuten de desperdicios 2 Reduce el volumen de los desechos soacutelidos en aproximadamente 80 y requiere mucho menos tierra para la eliminacioacuten final de residuos 3 Puede tratar una mezcla de basura y cascajo sin separacioacuten previa 4 Puede utilizarse en ella equipo de gran diversidad de tamantildeo 5 Los residuos (escoria) son inertes e inodoros y relativamente faacutecil de manipular

Sin embargo la incineracioacuten tiene el inconveniente exactamente lo mismo que el montoacuten de basura de desperdiciar materias primas bull Recirculacioacuten algunos ejemplos notables de recirculacioacuten son

1 La conversioacuten en abono 2 El derretir (que consiste en cocer desechos animales) para obtener sebo 3 Destruccioacuten destructiva o piroacutelisis un producto se descompone por calentamiento en ausencia de aire 4 La recuperacioacuten industrial cuyo objetivo es el de recircular los materiales de desecho

reconocieacutendolos a los procesos de manufactura

Sentildealar las ventajas y desventajas de la recirculacioacuten bull Ventajas

bull Se emplean substancias de desecho como materia prima bull Recuperacioacuten de elementos valiosos bull Se reduce la contaminacioacuten bull Conserva recursos no renovables bull Alteracioacuten en menor grado del ecosistema de la Tierra

bull Desventajas bull No todas las personas susceptibles de estar afectadas participan en la decisioacuten bull Pueden ocasionar malos olores bull Meacutetodos de control sujetos a interrupciones ocasionales bull Los criterios de compensacioacuten son fijados por la ley y no por ecoacutelogos

Unidad IV EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA EL RUIDO

Moacutedulo 13 EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS

Sentildealar la diferencia entre los crecimientos geomeacutetrico y aritmeacutetico de una poblacioacuten bull Crecimiento geomeacutetrico consisten en que si se tiene una cantidad ldquoxrdquo inicial de poblacioacuten en un antildeo se tendriacutea la poblacioacuten ax y en cada antildeo sucesivo aumentaraacute en potencia de ldquoardquo asiacute en el antildeo 2 la poblacioacuten seraacute a(ax) = a2x en el antildeo 3 seraacute (a)(a)(ax) = a3x (el exponente de ldquoardquo seraacute de acuerdo al antildeo considerado) bull Crecimiento aritmeacutetico este tipo de crecimiento consiste en que teniendo una cantidad inicial ldquoyrdquo inicial en el antildeo 1 se tendriacutea y + a en el antildeo 2 se tendriacutea y + 2a y asiacute sucesivamente es decir la cantidad aumentada cada antildeo es un muacuteltiplo de la cantidad que aumento el primer antildeo

Distinguir los diferentes tipos de curvas esquemaacuteticas de crecimiento Crecimiento aritmeacutetico (curva) y geomeacutetrico (recta)

Curva sigmoide de crecimiento Curva de crecimiento de una poblacioacuten que se extingue

Definir el teacutermino demografiacutea La demografiacutea es la rama de la antropologiacutea que trata del estudio estadiacutestico de las caracteriacutesticas de las poblaciones humanas con referencia al volumen total a la densidad al nuacutemero de muertes a las enfermedades y migraciones etc

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Describir el concepto ldquotasa vitalrdquo Los demoacutegrafos estudian a menudo las tasas vitales esto es el nuacutemero de acontecimientos vitales que le ocurren a una poblacioacuten durante un periacuteodo determinado de tiempo dividido entre el volumen de la poblacioacuten (acontecimientos vitales los nacimientos las muertes los matrimonios y las migraciones)

Moacutedulo 14 PREDICCIOacuteN DEL VOLUMEN FUTURO DE LA POBLACIOacuteN

Definir el teacutermino ldquocohorte de nacimientordquo Los demoacutegrafos definen cohorte de nacimiento como un grupo de personas nacidas en un determinado periacuteodo de tiempo por ejemplo un determinado antildeo

Interpretar las distribuciones esquemaacuteticas de la poblacioacuten relativas a la edad y sexo Para predecir cualquier volumen futuro de la poblacioacuten seriacutea muy uacutetil saber el nuacutemero de varones y mujeres en edad reproductiva el nuacutemero de nintildeos que llegaraacuten pronto a dicha edad y el nuacutemero de personas ancianas una distribucioacuten hipoteacutetica con respecto a la edad y sexo se muestra en la Figura 1 (obseacutervese que la graacutefica muestra que hay el mismo nuacutemero de varones y de mujeres en cada grupo de edad) La Figura 1 representariacutea una poblacioacuten en la que bull Los muchachos y las muchachas nacieran a una frecuencia igual bull Naceriacutea cada antildeo durante un siglo el mismo nuacutemero de personas bull Todo el mundo moririacutea a la edad de 100 antildeos bull Cada persona tendriacutea al nacimiento una probabilidad igual a morir en cada antildeo de su vida En cambio en la poblacioacuten humana real nacen aproximadamente 106 muchachos por cada 100 muchachas ni tampoco es constante durante todo el curso de la vida de un individuo la probabilidad de morir en lugar de ello una proporcioacuten relativamente grande de personas muere siendo muy joacutevenes relativamente pocos mueren entre las edades de 10 y 50 antildeos y la proporcioacuten de personas que mueren cada antildeo despueacutes de los 50 aumenta raacutepidamente Ademaacutes hay una curva pronunciada en la mortalidad en relacioacuten con el sexo las mujeres tienen una mayor probabilidad de sobrevivir de un antildeo al siguiente durante todo el curso de su vida excepto en algunas sociedades durante los antildeos de parto La Figura 2 presenta una distribucioacuten en relacioacuten con la edad y el sexo que refleja con mayor aproximacioacuten estas caracteriacutesticas demograacuteficas ademaacutes de estos fenoacutemenos razonablemente predecibles pueden tener cambios que lo sean menos en efecto el crecimiento de la poblacioacuten se ve afectado por acontecimientos tales como la guerra la escasez los progresos meacutedicos y los cambios en las costumbres sociales

Describir algunos de los factores que afectan el crecimiento de las poblaciones bull Liacutemites de espacios bull Liacutemites de alimento bull Decisiones concretas de las familias y las naciones bull El hambre bull Las enfermedades bull Fuerzas sociales complicadas que se relacionan entre siacute

Moacutedulo 15 CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA

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Sentildealar a la temperatura como contaminante ambiental Los organismos de sangre caliente (mamiacuteferos y aves) tienen la capacidad de regular la temperatura de sus cuerpos a medida que la temperatura ambiental aumente o disminuya no observaacutendose lo mismo en los organismos de sangre friacutea como los peces la industria de la energiacutea eleacutectrica y particularmente las plantas de energiacutea nuclear producen calor sobrante y este calor resulta maacutes praacutectico descargarlo en las aguas corrientes este calor sobrante calentaraacute el agua de riacuteos y estanques modificando las formas de vida y alterando de manera considerable el ecosistema acuaacutetico Dicho calor ocasiona un aumento en el consumo de oxiacutegeno de las especies apreciadas por el hombre (trucha semora sarco perca amarilla etc) y su muerte posterior estas especies cuyos ciclos vitales se desarrollan en aguas friacuteas primero alteran sus ciclos vitales y posteriormente van a su extincioacuten y al reemplazamiento de estas especies uacutetiles para el hombre por otras maacutes rudas pero de menor utilidad (sarco lobina etc)

Describir como en todo proceso donde se realiza un trabajo se produce calor El trabajo y el calor son dos formas de energiacutea por lo que se puede convertir trabajo en calor o calor en trabajo Por ejemplo si tenemos friacuteo frotamos nuestras manos en este caso el trabajo aplicado al frotamiento de las manos se ha transformado en calor otro ejemplo lo constituye un automoacutevil el cual usa un combustible que tiene energiacutea potencial al hacerlo explotar en la caacutemara del pistoacuten el gas caliente resultante se aplicaraacute en mover el pistoacuten y consecuentemente al vehiacuteculo pero en este caso no toda la energiacutea caloriacutefica se aplica para mover el automoacutevil de modo que mucha de dicha energiacutea se pierde en la atmoacutesfera en los gases de escape del motor

Enunciar la primera Ley de la Termodinaacutemica La palabra termodinaacutemica proviene de termo=calor y dinaacutemica=trabajo es pues el estudio del calor para producir trabajo la primera Ley de la Termodinaacutemica dice ldquola energiacutea contenida en el Universo no puede crearse ni destruirse solo se transforma de una forma a otra en energiacuteardquo Esta ley tambieacuten es llamada la ley de ldquono puedes ganarrdquo

Explicar porque no es posible construir una maacutequina de movimiento perpetuo Una maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado es aquella que produciriacutea trabajo indefinidamente mientras que una maacutequina de movimiento perpetuo de segundo grado es aquella que aprovechariacutea la energiacutea contenida en el agua o en el aire enfriaacutendolos para su funcionamiento Ninguna de las dos maacutequinas es susceptible de implementarse la razoacuten es que para la maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado se opone la primera Ley de la Termodinaacutemica (de alguna parte se tiene que proporcionar energiacutea para que efectuacutee su trabajo) la segunda es entendible pero igualmente imposible de fabricar es imposible que el flujo energeacutetico se enfriacutee por debajo de la temperatura del medio ambiente circundante para aprovechar su energiacutea caloriacutefica

Describir la segunda Ley de la Termodinaacutemica Puede definirse esta ley empleando el enunciado negativo que de ella postuloacute Lord Kelvin (1824-1907) ldquoEs imposible por medio de la accioacuten de un material inanimado obtener efecto mecaacutenico de una porcioacuten cualquiera de materia enfriaacutendola por debajo de la temperatura del maacutes friacuteo de los objetos circundantesrdquo otra expresioacuten para la segunda ley de la termodinaacutemica es ldquodos cuerpos en contacto teacutermico acaban alcanzando una temperatura comuacutenrdquo Tambieacuten la ley de ldquono me puedes empatarrdquo

Explicar en que consiste un termomotor Un termomotor es una maacutequina que consume combustibles para producir calor y convertir el calor en trabajo un termomotor se puede hacer trabajar mediante dos procesos a saber bull Habiacutea de ser absorbido calor por las partes accionadas de alguna fuente caliente bull El calor de desecho ha de ser pasado a un depoacutesito externo a una temperatura inferior Para un termomotor la substancia de trabajo suele ser un gas que se dilata para realizar trabajo contra un eacutembolo o la hoja de una turbina el gas se enfriacutea al realizar trabajo pero no puede enfriarse por debajo de la temperatura de aquello que lo rodea por consiguiente hay que adoptar alguna medida para eliminar el desecho de calor de un termomotor En la praacutectica el enfriamiento suele realizarse ya sea haciendo pasar aire por el motor o bien vertiendo agua sobre el mismo en la mayoriacutea de los automoacuteviles el agua circula a traveacutes del motor se enfriacutea al pasar por el radiador y vuelve a circular En las grandes centrales eleacutectricas donde se crea una gran cantidad de calor el elemento refrescante es a menudo un riacuteo un lago o el mar

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Moacutedulo 16 EL RUIDO

Describir la forma de transmisioacuten del sonido a traveacutes del aire El sonido es una forma de energiacutea que es ocasionada por un cuerpo en movimiento este movimiento pone en alguna forma en movimiento el aire el cual hace luego mover alguacuten dispositivo receptor en el oiacutedo esta transferencia de energiacutea sonora a traveacutes del aire tiene lugar en forma de onda

Definir longitud de onda Cuando observamos el agua de un estanque tranquilo tiene una superficie plana si se lanza una piedra se ocasiona una perturbacioacuten la cual se manifiesta en forma de ondas de modo que el nivel seraacute maacutes alto en algunos lugares (crestas) y maacutes bajo en otros (valles o senos) la distancia entre trastornos sucesivos del mismo tipo tal como entre dos crestas vecinas o dos senos sucesivos se designa como longitud de onda

Explicar el significado de onda elaacutestica El sonido se transmite de una forma similar a como viajan las ondas en el agua solo que en vez de manifestarse como crestas y senos la onda de sonido consiste en una sucesioacuten de compresiones y dilataciones que alteran la densidad normal del medio (tal como el aire) en el que se propagan este tipo de onda se designa como onda elaacutestica

Distinguir la diferencia entre sonido y ruido El ruido es un sonido indeseable un sonido intenso se considera ruido la intensidad del sonido se mide en decibeles (dB) y dicha intensidad se calcula con la relacioacuten

Intensidad del sonido endB= fuerzadeunsonido dadofuerzade unsonido justamente perceptible

Sentildealar en que consiste la escala decibel Para medir la intensidad del sonido se podriacutea hacer utilizando la escala de vatios nos encontrariacuteamos con el inconveniente de tener que utilizar nuacutemeros demasiado pequentildeos o demasiado grandes ademaacutes la escala seriacutea poco praacutectica porque no partiriacutea de cero sino de alguacuten nuacutemero que representara el sonido audible maacutes bajo Para obviar estos defectos y simplificar la medicioacuten de intensidad sonora se hace lo siguiente bull Se crea una nueva unidad de medicioacuten de intensidad sonora llamada el decibel deci (que significa diez) o sea una referencia a la base de los logaritmos comunes y bel (de Alexander Graham Bell) y la definimos en teacuterminos de la razoacuten de la intensidad de un sonido con respecto a otro bull Establecemos que el sonido maacutes bajo perceptible para el oiacutedo tendraacute el valor de cero decibeles (dB) y constituiraacute el punto de partida de nuestra escala de medicioacuten del sonido bull Nos servimos de los logaritmos de las razones de los sonidos de intensidades distintas para expresar los grados de intensidad sonora El logaritmo de un nuacutemero ldquode base 10rdquo es sencillamente el nuacutemero de veces que 10 es multiplicado por siacute mismo para dar el nuacutemero en cuestioacuten si el nuacutemero es muacuteltiplo de 10 el logaritmo es el nuacutemero de ceros que contenga

Log10 100 = 2 Log10 1000000 = 6 Log10 1 = 0

Describir algunos efectos nocivos del ruidobull Obstaacuteculo para la comunicacioacuten en teacuterminos generales el ruido nos distrae de los sonidos que deseamos o debemos escuchar bull Peacuterdida del oiacutedo la exposicioacuten prolongada al ruido fuerte puede ocasionar la perdida paulatina del oiacutedo son varios los efectos del ruido que pueden ocasionar la peacuterdida del oiacutedo como la intensidad (80 dB o maacutes provocan peacuterdida permanente del oiacutedo) la frecuencia (en ruido a 200 ciclos por segundo y con una intensidad de 95 dB reduciraacute la capacidad auditiva) bull Otros efectos sobre la salud y la conducta como reacciones de ansiedad tensioacuten y en casos extremos miedo cambios hormonales que ocasionan aumento en el latido cardiaco contraccioacuten de los vasos sanguiacuteneos espasmos digestivos dilatacioacuten de las pupilas etc

Mencionar algunas formas de controlar el ruido 1 Reduccioacuten del manantial 2 Interrupcioacuten de la viacutea 3 Proteccioacuten del receptor

Definir que es el nuacutemero Mach Las velocidades supersoacutenicas suelen medirse en nuacutemeros Mach

NuacutemeroMach= velocidad del objetovelocidad del sonido

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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que con frecuencia condiciona la eficacia de los diversos meacutetodos de purificacioacuten las substancias se clasifican en bull Partiacuteculas suspendidas son las mayores las que tienen diaacutemetro de aproximadamente un microacutemetro son lo bastante grandes para depositarse a velocidades razonables y ser retenidas por los filtros comunes Son tambieacuten lo suficientemente grandes para absorber la luz y hacer que el agua que contaminan se vea turbia y sucia bull Partiacuteculas coloidales son tan pequentildeas que su velocidad de depoacutesito es insignificante y pasan a traveacutes de los agujeros de la mayoriacutea de los medios filtrantes no se les puede eliminar del agua por sedimentacioacuten o filtracioacuten ordinaria El agua que contiene partiacuteculas coloidales se aclara en el trayecto directo de la luz que la ilumina pero se podriacutea ver acaso turbia si se le observa a un aacutengulo recto con respecto al haz lumiacutenico Los colores de las aguas naturales tales como el azul el verde y el rojo de los lagos o mares son debido en gran parte a partiacuteculas coloidales bull La materia disuelta no se deposita no es retenida por los filtros y no enturbia el agua las partiacuteculas de las que dicha materia consta no son mayores de aproximadamente 11000 de microacutemetro de diaacutemetro si son eleacutectricamente neutras se les llama moleacuteculas y si llevan una carga eleacutectrica se les designa iones

El azuacutecar de cantildea (sacarosa) el alcohol de granos (etanol) y el anticongelante ldquopermanenterdquo (glicol de etileno) son substancias que se disuelven en el agua como moleacuteculas eleacutectricamente neutras la sal de mesa (cloruro de sodio) se disuelve como sodio positivo y iones negativos de cloruro

Moacutedulo 10 LA COMPOSICIOacuteN DE LAS AGUAS NATURALES

Clasificar las diferentes impurezas del agua seguacuten su origen y tamantildeo de sus partiacuteculas Origen y naturaleza de las impurezas de las aguas naturales

bull Atmoacutesfera bull suspendidas polvos bull coloidales polvos bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 SO2 O2 N2 bull iones positivos H+ bull iones negativos HCO3- SO4 2-

bull Tierra mineral y piedrasbull suspendidas arena arcillas partiacuteculas de tierra mineral bull coloidales arena bull disueltas

bull moleacuteculas CO2 bull iones positivos Na+ K2+ Ca2+ Mg2+ Fe2+ Mn2+ bull iones negativos Cl- F- SO42- CO32- HCO3- NO3-

bull Organismos vivos y sus productos de descomposicioacuten suspendidas algas diatomeas bacterias peces tierra orgaacutenica otros organismos coloidales virus materia colorante orgaacutenica tierra orgaacutenica (manto) disueltas

moleacuteculas CO2 O2 N2 H2S CH4 desechos orgaacutenicos iones positivos H+ Na+ NH4+ iones negativos Cl- HCO3 NO3-

Describir el efecto de los microorganismos en el agua El agua contaminada podraacute ser sucia mal oliente corrosiva poco apta para lavar en ella la ropa o desagradable al gusto sin embargo el efecto maacutes perjudicial del agua contaminada para el hombre ha sido ciertamente el de la transmisioacuten de enfermedades La fiebre tifoidea en el Hemisferio Occidental y el coacutelera en el Hemisferio Oriental han sido las causas del mayor nuacutemero de defunciones producidas por el agua otras enfermedades humanas transmitidas al hombre por microorganismos del agua son la disenteriacutea la hepatitis infecciosa y la gastroenteritis es posible que algunas otras enfermedades viacuterales tales como la poliomielitis sean tambieacuten transmitidas por el agua El hombre vive en relacioacuten iacutentima con microorganismos sobre su piel y en su sistema digestivo el total de la poblacioacuten microbiana en un hombre normal es tal vez de 10 millones de millones (1013) en estado de salud los hombres y los microbios viven juntos para beneficio mutuo el excremento de un ser humano sano no es necesariamente un manantial de enfermedades si se dispersa en el agua sin embargo algunas personas sanas viven en armoniacutea con organismos que pueden resultar patoacutegenos para otros Sentildealar las caracteriacutesticas que debe tener el agua para considerarse aceptable para beber

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Se considera que el agua es aceptable para beber si bull Contiene menos de 10 bacterias intestinales por litro bull Si no contiene impurezas quiacutemicas en concentraciones que pueden ser peligrosas para la salud del consumidor o corrosivas con respecto al sistema de conduccioacuten del agua bull Si no presenta un gusto olor color o turbiedad objetables bull Si no procede de un manantial sujeto a contaminacioacuten por aguas negras u otros contaminantes tales como un pozo exactamente cuesta debajo de una fosa seacuteptica

Mencionar la importancia del oxiacutegeno disuelto en el agua La mayoriacutea de la materia orgaacutenica procedente de desechos de alimentos de aguas negras domeacutesticas y de residuos de faacutebricas tales como partiacuteculas de tierra son desintegradas en el agua por bacterias protozoarios y diversos organismos mayores semejantes descomposiciones convierten substancias ricas en energiacutea en substancias pobres en energiacutea mediante reacciones quiacutemicas que utilizan oxiacutegeno Por supuesto estas conversiones tienen lugar tanto en el agua como en la tierra sin embargo la diferencia importante entre estos dos medios es que el oxiacutegeno atmosfeacuterico a disposicioacuten de los animales terrestres es reemplazado en forma relativamente raacutepida por la vida vegetal y en esta forma no se agota En cambio el oxiacutegeno disuelto en las aguas puede agotarse maacutes raacutepidamente de lo que es reemplazado desde la atmoacutesfera y las bacterias los protozoarios los gusanos de lodo y la trucha compiten por el oxiacutegeno cuando los elementos nutritivos son abundantes semejante competencia afecta la distribucioacuten de las formas de vida en el agua cuando la introduccioacuten de una materia nutritiva (basura o desechos industriales orgaacutenicos) altera esta distribucioacuten en una forma que resulta desfavorable para el hombre (por ejemplo de modo que cohiba la trucha y favorezca los protozoarios) la calidad del agua ha de considerarse como deteriorada y los elementos nutritivos antildeadidos son contaminantes

Definir los conceptos de bull Aerobiosis Es cuando un combustible como la madera es quemado en el aire tiene lugar una liberacioacuten de energiacutea y la formacioacuten de las substancias bioacutexido de carbono y agua pobres en energiacutea semejante conversioacuten puede mostrarse mediante la ecuacioacuten de combustioacuten del gas metano (CH4)

CH4 + O2 rarr CO2 + 2H2OLa descomposicioacuten bacteriana no tiene lugar a la temperatura de la llama sin embargo la liberacioacuten total de energiacutea depende solamente de los materiales iniciales y de los productos finales y modelos pasos intermedios la descomposicioacuten bacteriana en presencia del aire se designa como aerobiosis y es el proceso que rinde la mayor energiacutea a partir de un peso dado de elementos nutritivos bull Nitrificacioacuten Es la primera etapa de la accioacuten bacteriana en la desoxigenacioacuten de las aguas contaminadas Cuando el elemento nutritivo esta agotado se puede obtener energiacutea suplementaria mediante la oxigenacioacuten de las sales de amonio proceso que se designa como nitrificacioacuten bull Fermentacioacuten Es cuando el oxiacutegeno molecular se ha agotado en las aguas la accioacuten bacteriana no se detiene en lugar de ello se produce una nueva serie de descomposiciones a traveacutes del proceso llamado anaerobiosis (descomposicioacuten bacteriana en ausencia de oxiacutegeno) La descomposicioacuten anaeroacutebica de los azuacutecares y otros carbohidratos se designa fermentacioacuten bull Putrefaccioacuten Se denomina asiacute al proceso anaeroacutebico de la descomposicioacuten de las proteiacutenas

Moacutedulo 11 DETERGENTES ALGAS Y LA MUERTE DE LAS AGUAS

Explicar el proceso de eutroficacioacuten Las algas son plantas acuaacuteticas se les puede percibir en ocasiones como un lima-verde-azul sobre la superficie del agua inmoacutevil las algas obtienen su energiacutea mediante la fotosiacutentesis (pues son plantas) por lo tanto consumen bioacutexido de carbono (CO2) en presencia de luz solar y liberan oxiacutegeno Al igual que otras plantas las algas necesitan tambieacuten diversos elementos nutritivos inorgaacutenicos tales como compuestos de nitroacutegeno de potasio foacutesforo azufre y hierro si los elementos nutritivos son abundantes las algas se reproducen incesantemente A medida que algunas algas mueren son alimento para las bacterias la descomposicioacuten bacteriana consume oxiacutegeno con los efectos contaminantes consiguientes Semejante sucesioacuten de procesos se traduce en un estado en que el agua por debajo de la superficie de las algas es pobre en oxiacutegeno e incapaz de soportar formas de vida que son uacutetiles para el hombre la perca y la lobina ceden el paso a variedades menos deseadas de animales que se alimentan de basura tales como el siluso sanguijuelas y gusanos De un lado de este estado se dice que es eutroacutefico y el proceso mediante el cual dicho estado es alcanzado se designa eutroficacioacuten cuando esto tiene lugar sin la intervencioacuten del hombre el proceso suele ser lento dura cientos o miles de antildeos y forma parte de la transformacioacuten general del lago en pantano y finalmente en prado

Definir el teacutermino ldquoagua durardquo Agua dura es el agua subterraacutenea que contiene iones metaacutelicos que ocasionan que el jaboacuten sea insoluble en ella y lo privan de su detergencia el agua que no contiene dicho material se denomina ldquoagua blandardquo

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Distinguir como contaminantes industriales del agua a los compuestos de plomo arseacutenico y mercurio La actividad industrial especialmente la produccioacuten de pulpa y papel la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica engendran una gran variedad de productos de desecho que pueden ser descargados en las corrientes de agua de algunos desechos de este tipo se sabe que son venenosos para el hombre en tanto que los efectos de otros son obscuros y para complicar maacutes las cosas algunos de estos desechos reaccionan con el cloro que se utiliza como desinfectante del agua potable El resultado de semejante reaccioacuten a la produccioacuten de compuestos orgaacutenicos clorados que huelen y saben mucho peor que el producto de desecho original Uno de los venenos industriales acarreados por el agua desde la antiguumledad es el plomo su fuente predominante ha sido la tuberiacutea de plomo utilizada anteriormente en las redes de distribucioacuten del agua maacutes recientemente el empleo del rociado de arseniato de plomo ha contaminado aguas superficiales y profundas con plomo con arseacutenico El plomo es un veneno acumulativo e inclusive pequentildeas concentraciones si estaacuten presentes constantemente en el agua potable podraacuten conducir a enfermedades graves o a la muerte El arseacutenico que en algunas ocasiones se encuentra en las aguas naturales que corren a traveacutes de minerales que contienen arseacutenico es tambieacuten un veneno acumulativo El mercurio se ha considerado siempre con fascinacioacuten y alarma es el uacutenico metal liacutequido a temperaturas ordinarias pero a temperaturas maacutes altas puede evaporarse con suficiente rapidez para ser mortal el mercurio en el agua no es un contaminante potencial por lo que no es preocupante que la mitad de la cantidad de mercurio anualmente extraiacutedo sea liberada al medio ambiente estas descargas tienen lugar como efluentes de desecho desde las fabricas productoras o bien como incorporacioacuten de trazas de mercurio en productos a los que no pertenece

Sentildealar en que consiste el fenoacutemeno de corrosioacuten Los aacutecidos corroen (enmohecen oxidan) los metales y los compuestos solubles de metales pueden contaminar el agua por consiguiente el agua que es aacutecida puede contaminarse con elementos metaacutelicos maacutes faacutecilmente de lo que puede hacerlo el agua pura

Explicar a queacute se llama pH La presencia de hidroacutegeno es indispensable para la calidad de la acidez en el agua el hidroacutegeno ha de estar en forma de aacutetomos de hidroacutegeno cargados positivamente que se designan como iones hidroacutegeno (H+) fijados a moleacuteculas de agua El pH se define como la concentracioacuten de iones de hidroacutegeno en una substancia (pH ldquopotencia de hidroacutegenordquo) el valor del pH es el nuacutemero de ceros en el denominador de una frase que expresa la concentracioacuten de iones H+ cuyo numerador es 1 y cuyo denominador es un muacuteltiplo de 10

Definir el teacutermino ldquoaguas negrasrdquo Los desechos transportados por el agua de fuentes tales como hogares hospitales escuelas y edificios comerciales contienen desechos de alimentos excrementos humanos papel jaboacuten detergentes polvo ropa otros residuos diversos y por supuesto microorganismos esta mezcla se designa como aguas negras sanitarias o domeacutesticas

Describir en que consiste la ldquodemanda bioquiacutemica del oxiacutegenordquo Una medida apropiada de la contaminacioacuten del agua por elementos nutritivos orgaacutenicos es la averiguacioacuten de la velocidad a que su materia alimentaria puede consumir oxiacutegeno por descomposicioacuten bacteriana esta velocidad se designa como la demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno (BOD) por supuesto la velocidad de la oxidacioacuten bioquiacutemica depende de la temperatura del medio ambiente de las clases particulares de microorganismos y de los elementos nutritivos presentes Si estos factores son constantes la velocidad de la oxidacioacuten puede expresarse en teacuterminos de la vida media del elemento nutritivo

Moacutedulo 12 DESECHOS SOacuteLIDOS

Describir los meacutetodos de eliminacioacuten de desechos soacutelidos que se emplean con mayor frecuencia Hay dos clases de caminos posibles para los materiales de desecho soacutelidos se les puede volver a la circulacioacuten en alguacuten otro proceso o se van acumulando en alguacuten lugar los meacutetodos de eliminacioacuten pueden clasificarse como bull Eliminacioacuten terrestre se tiran los desechos en un vaciadero al aire libre se comprimen para ahorrar espacio Tambieacuten puede hacerse por un meacutetodo maacutes ventajoso llamado relleno higieacutenico de tierra en el cual cada capa de desecho es recubierta por una capa de tierra arcilla o grava bull Incineracioacuten en este proceso deben de considerarse cuatro factores

1 Combustioacuten del material de desecho la caacutemara en que tiene lugar se designa como horno 2 Eliminacioacuten de las cenizas o ldquoescoriardquo 3 Control de los contaminantes que resultan del proceso de la combustioacuten 4 Analizar si el calor desprendido podraacute ser recuperado

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La incineracioacuten presenta las siguientes ventajas 1 Elimina el problema de la salud inherente a la acumulacioacuten de desperdicios 2 Reduce el volumen de los desechos soacutelidos en aproximadamente 80 y requiere mucho menos tierra para la eliminacioacuten final de residuos 3 Puede tratar una mezcla de basura y cascajo sin separacioacuten previa 4 Puede utilizarse en ella equipo de gran diversidad de tamantildeo 5 Los residuos (escoria) son inertes e inodoros y relativamente faacutecil de manipular

Sin embargo la incineracioacuten tiene el inconveniente exactamente lo mismo que el montoacuten de basura de desperdiciar materias primas bull Recirculacioacuten algunos ejemplos notables de recirculacioacuten son

1 La conversioacuten en abono 2 El derretir (que consiste en cocer desechos animales) para obtener sebo 3 Destruccioacuten destructiva o piroacutelisis un producto se descompone por calentamiento en ausencia de aire 4 La recuperacioacuten industrial cuyo objetivo es el de recircular los materiales de desecho

reconocieacutendolos a los procesos de manufactura

Sentildealar las ventajas y desventajas de la recirculacioacuten bull Ventajas

bull Se emplean substancias de desecho como materia prima bull Recuperacioacuten de elementos valiosos bull Se reduce la contaminacioacuten bull Conserva recursos no renovables bull Alteracioacuten en menor grado del ecosistema de la Tierra

bull Desventajas bull No todas las personas susceptibles de estar afectadas participan en la decisioacuten bull Pueden ocasionar malos olores bull Meacutetodos de control sujetos a interrupciones ocasionales bull Los criterios de compensacioacuten son fijados por la ley y no por ecoacutelogos

Unidad IV EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA EL RUIDO

Moacutedulo 13 EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS

Sentildealar la diferencia entre los crecimientos geomeacutetrico y aritmeacutetico de una poblacioacuten bull Crecimiento geomeacutetrico consisten en que si se tiene una cantidad ldquoxrdquo inicial de poblacioacuten en un antildeo se tendriacutea la poblacioacuten ax y en cada antildeo sucesivo aumentaraacute en potencia de ldquoardquo asiacute en el antildeo 2 la poblacioacuten seraacute a(ax) = a2x en el antildeo 3 seraacute (a)(a)(ax) = a3x (el exponente de ldquoardquo seraacute de acuerdo al antildeo considerado) bull Crecimiento aritmeacutetico este tipo de crecimiento consiste en que teniendo una cantidad inicial ldquoyrdquo inicial en el antildeo 1 se tendriacutea y + a en el antildeo 2 se tendriacutea y + 2a y asiacute sucesivamente es decir la cantidad aumentada cada antildeo es un muacuteltiplo de la cantidad que aumento el primer antildeo

Distinguir los diferentes tipos de curvas esquemaacuteticas de crecimiento Crecimiento aritmeacutetico (curva) y geomeacutetrico (recta)

Curva sigmoide de crecimiento Curva de crecimiento de una poblacioacuten que se extingue

Definir el teacutermino demografiacutea La demografiacutea es la rama de la antropologiacutea que trata del estudio estadiacutestico de las caracteriacutesticas de las poblaciones humanas con referencia al volumen total a la densidad al nuacutemero de muertes a las enfermedades y migraciones etc

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Describir el concepto ldquotasa vitalrdquo Los demoacutegrafos estudian a menudo las tasas vitales esto es el nuacutemero de acontecimientos vitales que le ocurren a una poblacioacuten durante un periacuteodo determinado de tiempo dividido entre el volumen de la poblacioacuten (acontecimientos vitales los nacimientos las muertes los matrimonios y las migraciones)

Moacutedulo 14 PREDICCIOacuteN DEL VOLUMEN FUTURO DE LA POBLACIOacuteN

Definir el teacutermino ldquocohorte de nacimientordquo Los demoacutegrafos definen cohorte de nacimiento como un grupo de personas nacidas en un determinado periacuteodo de tiempo por ejemplo un determinado antildeo

Interpretar las distribuciones esquemaacuteticas de la poblacioacuten relativas a la edad y sexo Para predecir cualquier volumen futuro de la poblacioacuten seriacutea muy uacutetil saber el nuacutemero de varones y mujeres en edad reproductiva el nuacutemero de nintildeos que llegaraacuten pronto a dicha edad y el nuacutemero de personas ancianas una distribucioacuten hipoteacutetica con respecto a la edad y sexo se muestra en la Figura 1 (obseacutervese que la graacutefica muestra que hay el mismo nuacutemero de varones y de mujeres en cada grupo de edad) La Figura 1 representariacutea una poblacioacuten en la que bull Los muchachos y las muchachas nacieran a una frecuencia igual bull Naceriacutea cada antildeo durante un siglo el mismo nuacutemero de personas bull Todo el mundo moririacutea a la edad de 100 antildeos bull Cada persona tendriacutea al nacimiento una probabilidad igual a morir en cada antildeo de su vida En cambio en la poblacioacuten humana real nacen aproximadamente 106 muchachos por cada 100 muchachas ni tampoco es constante durante todo el curso de la vida de un individuo la probabilidad de morir en lugar de ello una proporcioacuten relativamente grande de personas muere siendo muy joacutevenes relativamente pocos mueren entre las edades de 10 y 50 antildeos y la proporcioacuten de personas que mueren cada antildeo despueacutes de los 50 aumenta raacutepidamente Ademaacutes hay una curva pronunciada en la mortalidad en relacioacuten con el sexo las mujeres tienen una mayor probabilidad de sobrevivir de un antildeo al siguiente durante todo el curso de su vida excepto en algunas sociedades durante los antildeos de parto La Figura 2 presenta una distribucioacuten en relacioacuten con la edad y el sexo que refleja con mayor aproximacioacuten estas caracteriacutesticas demograacuteficas ademaacutes de estos fenoacutemenos razonablemente predecibles pueden tener cambios que lo sean menos en efecto el crecimiento de la poblacioacuten se ve afectado por acontecimientos tales como la guerra la escasez los progresos meacutedicos y los cambios en las costumbres sociales

Describir algunos de los factores que afectan el crecimiento de las poblaciones bull Liacutemites de espacios bull Liacutemites de alimento bull Decisiones concretas de las familias y las naciones bull El hambre bull Las enfermedades bull Fuerzas sociales complicadas que se relacionan entre siacute

Moacutedulo 15 CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA

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Sentildealar a la temperatura como contaminante ambiental Los organismos de sangre caliente (mamiacuteferos y aves) tienen la capacidad de regular la temperatura de sus cuerpos a medida que la temperatura ambiental aumente o disminuya no observaacutendose lo mismo en los organismos de sangre friacutea como los peces la industria de la energiacutea eleacutectrica y particularmente las plantas de energiacutea nuclear producen calor sobrante y este calor resulta maacutes praacutectico descargarlo en las aguas corrientes este calor sobrante calentaraacute el agua de riacuteos y estanques modificando las formas de vida y alterando de manera considerable el ecosistema acuaacutetico Dicho calor ocasiona un aumento en el consumo de oxiacutegeno de las especies apreciadas por el hombre (trucha semora sarco perca amarilla etc) y su muerte posterior estas especies cuyos ciclos vitales se desarrollan en aguas friacuteas primero alteran sus ciclos vitales y posteriormente van a su extincioacuten y al reemplazamiento de estas especies uacutetiles para el hombre por otras maacutes rudas pero de menor utilidad (sarco lobina etc)

Describir como en todo proceso donde se realiza un trabajo se produce calor El trabajo y el calor son dos formas de energiacutea por lo que se puede convertir trabajo en calor o calor en trabajo Por ejemplo si tenemos friacuteo frotamos nuestras manos en este caso el trabajo aplicado al frotamiento de las manos se ha transformado en calor otro ejemplo lo constituye un automoacutevil el cual usa un combustible que tiene energiacutea potencial al hacerlo explotar en la caacutemara del pistoacuten el gas caliente resultante se aplicaraacute en mover el pistoacuten y consecuentemente al vehiacuteculo pero en este caso no toda la energiacutea caloriacutefica se aplica para mover el automoacutevil de modo que mucha de dicha energiacutea se pierde en la atmoacutesfera en los gases de escape del motor

Enunciar la primera Ley de la Termodinaacutemica La palabra termodinaacutemica proviene de termo=calor y dinaacutemica=trabajo es pues el estudio del calor para producir trabajo la primera Ley de la Termodinaacutemica dice ldquola energiacutea contenida en el Universo no puede crearse ni destruirse solo se transforma de una forma a otra en energiacuteardquo Esta ley tambieacuten es llamada la ley de ldquono puedes ganarrdquo

Explicar porque no es posible construir una maacutequina de movimiento perpetuo Una maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado es aquella que produciriacutea trabajo indefinidamente mientras que una maacutequina de movimiento perpetuo de segundo grado es aquella que aprovechariacutea la energiacutea contenida en el agua o en el aire enfriaacutendolos para su funcionamiento Ninguna de las dos maacutequinas es susceptible de implementarse la razoacuten es que para la maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado se opone la primera Ley de la Termodinaacutemica (de alguna parte se tiene que proporcionar energiacutea para que efectuacutee su trabajo) la segunda es entendible pero igualmente imposible de fabricar es imposible que el flujo energeacutetico se enfriacutee por debajo de la temperatura del medio ambiente circundante para aprovechar su energiacutea caloriacutefica

Describir la segunda Ley de la Termodinaacutemica Puede definirse esta ley empleando el enunciado negativo que de ella postuloacute Lord Kelvin (1824-1907) ldquoEs imposible por medio de la accioacuten de un material inanimado obtener efecto mecaacutenico de una porcioacuten cualquiera de materia enfriaacutendola por debajo de la temperatura del maacutes friacuteo de los objetos circundantesrdquo otra expresioacuten para la segunda ley de la termodinaacutemica es ldquodos cuerpos en contacto teacutermico acaban alcanzando una temperatura comuacutenrdquo Tambieacuten la ley de ldquono me puedes empatarrdquo

Explicar en que consiste un termomotor Un termomotor es una maacutequina que consume combustibles para producir calor y convertir el calor en trabajo un termomotor se puede hacer trabajar mediante dos procesos a saber bull Habiacutea de ser absorbido calor por las partes accionadas de alguna fuente caliente bull El calor de desecho ha de ser pasado a un depoacutesito externo a una temperatura inferior Para un termomotor la substancia de trabajo suele ser un gas que se dilata para realizar trabajo contra un eacutembolo o la hoja de una turbina el gas se enfriacutea al realizar trabajo pero no puede enfriarse por debajo de la temperatura de aquello que lo rodea por consiguiente hay que adoptar alguna medida para eliminar el desecho de calor de un termomotor En la praacutectica el enfriamiento suele realizarse ya sea haciendo pasar aire por el motor o bien vertiendo agua sobre el mismo en la mayoriacutea de los automoacuteviles el agua circula a traveacutes del motor se enfriacutea al pasar por el radiador y vuelve a circular En las grandes centrales eleacutectricas donde se crea una gran cantidad de calor el elemento refrescante es a menudo un riacuteo un lago o el mar

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Moacutedulo 16 EL RUIDO

Describir la forma de transmisioacuten del sonido a traveacutes del aire El sonido es una forma de energiacutea que es ocasionada por un cuerpo en movimiento este movimiento pone en alguna forma en movimiento el aire el cual hace luego mover alguacuten dispositivo receptor en el oiacutedo esta transferencia de energiacutea sonora a traveacutes del aire tiene lugar en forma de onda

Definir longitud de onda Cuando observamos el agua de un estanque tranquilo tiene una superficie plana si se lanza una piedra se ocasiona una perturbacioacuten la cual se manifiesta en forma de ondas de modo que el nivel seraacute maacutes alto en algunos lugares (crestas) y maacutes bajo en otros (valles o senos) la distancia entre trastornos sucesivos del mismo tipo tal como entre dos crestas vecinas o dos senos sucesivos se designa como longitud de onda

Explicar el significado de onda elaacutestica El sonido se transmite de una forma similar a como viajan las ondas en el agua solo que en vez de manifestarse como crestas y senos la onda de sonido consiste en una sucesioacuten de compresiones y dilataciones que alteran la densidad normal del medio (tal como el aire) en el que se propagan este tipo de onda se designa como onda elaacutestica

Distinguir la diferencia entre sonido y ruido El ruido es un sonido indeseable un sonido intenso se considera ruido la intensidad del sonido se mide en decibeles (dB) y dicha intensidad se calcula con la relacioacuten

Intensidad del sonido endB= fuerzadeunsonido dadofuerzade unsonido justamente perceptible

Sentildealar en que consiste la escala decibel Para medir la intensidad del sonido se podriacutea hacer utilizando la escala de vatios nos encontrariacuteamos con el inconveniente de tener que utilizar nuacutemeros demasiado pequentildeos o demasiado grandes ademaacutes la escala seriacutea poco praacutectica porque no partiriacutea de cero sino de alguacuten nuacutemero que representara el sonido audible maacutes bajo Para obviar estos defectos y simplificar la medicioacuten de intensidad sonora se hace lo siguiente bull Se crea una nueva unidad de medicioacuten de intensidad sonora llamada el decibel deci (que significa diez) o sea una referencia a la base de los logaritmos comunes y bel (de Alexander Graham Bell) y la definimos en teacuterminos de la razoacuten de la intensidad de un sonido con respecto a otro bull Establecemos que el sonido maacutes bajo perceptible para el oiacutedo tendraacute el valor de cero decibeles (dB) y constituiraacute el punto de partida de nuestra escala de medicioacuten del sonido bull Nos servimos de los logaritmos de las razones de los sonidos de intensidades distintas para expresar los grados de intensidad sonora El logaritmo de un nuacutemero ldquode base 10rdquo es sencillamente el nuacutemero de veces que 10 es multiplicado por siacute mismo para dar el nuacutemero en cuestioacuten si el nuacutemero es muacuteltiplo de 10 el logaritmo es el nuacutemero de ceros que contenga

Log10 100 = 2 Log10 1000000 = 6 Log10 1 = 0

Describir algunos efectos nocivos del ruidobull Obstaacuteculo para la comunicacioacuten en teacuterminos generales el ruido nos distrae de los sonidos que deseamos o debemos escuchar bull Peacuterdida del oiacutedo la exposicioacuten prolongada al ruido fuerte puede ocasionar la perdida paulatina del oiacutedo son varios los efectos del ruido que pueden ocasionar la peacuterdida del oiacutedo como la intensidad (80 dB o maacutes provocan peacuterdida permanente del oiacutedo) la frecuencia (en ruido a 200 ciclos por segundo y con una intensidad de 95 dB reduciraacute la capacidad auditiva) bull Otros efectos sobre la salud y la conducta como reacciones de ansiedad tensioacuten y en casos extremos miedo cambios hormonales que ocasionan aumento en el latido cardiaco contraccioacuten de los vasos sanguiacuteneos espasmos digestivos dilatacioacuten de las pupilas etc

Mencionar algunas formas de controlar el ruido 1 Reduccioacuten del manantial 2 Interrupcioacuten de la viacutea 3 Proteccioacuten del receptor

Definir que es el nuacutemero Mach Las velocidades supersoacutenicas suelen medirse en nuacutemeros Mach

NuacutemeroMach= velocidad del objetovelocidad del sonido

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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Se considera que el agua es aceptable para beber si bull Contiene menos de 10 bacterias intestinales por litro bull Si no contiene impurezas quiacutemicas en concentraciones que pueden ser peligrosas para la salud del consumidor o corrosivas con respecto al sistema de conduccioacuten del agua bull Si no presenta un gusto olor color o turbiedad objetables bull Si no procede de un manantial sujeto a contaminacioacuten por aguas negras u otros contaminantes tales como un pozo exactamente cuesta debajo de una fosa seacuteptica

Mencionar la importancia del oxiacutegeno disuelto en el agua La mayoriacutea de la materia orgaacutenica procedente de desechos de alimentos de aguas negras domeacutesticas y de residuos de faacutebricas tales como partiacuteculas de tierra son desintegradas en el agua por bacterias protozoarios y diversos organismos mayores semejantes descomposiciones convierten substancias ricas en energiacutea en substancias pobres en energiacutea mediante reacciones quiacutemicas que utilizan oxiacutegeno Por supuesto estas conversiones tienen lugar tanto en el agua como en la tierra sin embargo la diferencia importante entre estos dos medios es que el oxiacutegeno atmosfeacuterico a disposicioacuten de los animales terrestres es reemplazado en forma relativamente raacutepida por la vida vegetal y en esta forma no se agota En cambio el oxiacutegeno disuelto en las aguas puede agotarse maacutes raacutepidamente de lo que es reemplazado desde la atmoacutesfera y las bacterias los protozoarios los gusanos de lodo y la trucha compiten por el oxiacutegeno cuando los elementos nutritivos son abundantes semejante competencia afecta la distribucioacuten de las formas de vida en el agua cuando la introduccioacuten de una materia nutritiva (basura o desechos industriales orgaacutenicos) altera esta distribucioacuten en una forma que resulta desfavorable para el hombre (por ejemplo de modo que cohiba la trucha y favorezca los protozoarios) la calidad del agua ha de considerarse como deteriorada y los elementos nutritivos antildeadidos son contaminantes

Definir los conceptos de bull Aerobiosis Es cuando un combustible como la madera es quemado en el aire tiene lugar una liberacioacuten de energiacutea y la formacioacuten de las substancias bioacutexido de carbono y agua pobres en energiacutea semejante conversioacuten puede mostrarse mediante la ecuacioacuten de combustioacuten del gas metano (CH4)

CH4 + O2 rarr CO2 + 2H2OLa descomposicioacuten bacteriana no tiene lugar a la temperatura de la llama sin embargo la liberacioacuten total de energiacutea depende solamente de los materiales iniciales y de los productos finales y modelos pasos intermedios la descomposicioacuten bacteriana en presencia del aire se designa como aerobiosis y es el proceso que rinde la mayor energiacutea a partir de un peso dado de elementos nutritivos bull Nitrificacioacuten Es la primera etapa de la accioacuten bacteriana en la desoxigenacioacuten de las aguas contaminadas Cuando el elemento nutritivo esta agotado se puede obtener energiacutea suplementaria mediante la oxigenacioacuten de las sales de amonio proceso que se designa como nitrificacioacuten bull Fermentacioacuten Es cuando el oxiacutegeno molecular se ha agotado en las aguas la accioacuten bacteriana no se detiene en lugar de ello se produce una nueva serie de descomposiciones a traveacutes del proceso llamado anaerobiosis (descomposicioacuten bacteriana en ausencia de oxiacutegeno) La descomposicioacuten anaeroacutebica de los azuacutecares y otros carbohidratos se designa fermentacioacuten bull Putrefaccioacuten Se denomina asiacute al proceso anaeroacutebico de la descomposicioacuten de las proteiacutenas

Moacutedulo 11 DETERGENTES ALGAS Y LA MUERTE DE LAS AGUAS

Explicar el proceso de eutroficacioacuten Las algas son plantas acuaacuteticas se les puede percibir en ocasiones como un lima-verde-azul sobre la superficie del agua inmoacutevil las algas obtienen su energiacutea mediante la fotosiacutentesis (pues son plantas) por lo tanto consumen bioacutexido de carbono (CO2) en presencia de luz solar y liberan oxiacutegeno Al igual que otras plantas las algas necesitan tambieacuten diversos elementos nutritivos inorgaacutenicos tales como compuestos de nitroacutegeno de potasio foacutesforo azufre y hierro si los elementos nutritivos son abundantes las algas se reproducen incesantemente A medida que algunas algas mueren son alimento para las bacterias la descomposicioacuten bacteriana consume oxiacutegeno con los efectos contaminantes consiguientes Semejante sucesioacuten de procesos se traduce en un estado en que el agua por debajo de la superficie de las algas es pobre en oxiacutegeno e incapaz de soportar formas de vida que son uacutetiles para el hombre la perca y la lobina ceden el paso a variedades menos deseadas de animales que se alimentan de basura tales como el siluso sanguijuelas y gusanos De un lado de este estado se dice que es eutroacutefico y el proceso mediante el cual dicho estado es alcanzado se designa eutroficacioacuten cuando esto tiene lugar sin la intervencioacuten del hombre el proceso suele ser lento dura cientos o miles de antildeos y forma parte de la transformacioacuten general del lago en pantano y finalmente en prado

Definir el teacutermino ldquoagua durardquo Agua dura es el agua subterraacutenea que contiene iones metaacutelicos que ocasionan que el jaboacuten sea insoluble en ella y lo privan de su detergencia el agua que no contiene dicho material se denomina ldquoagua blandardquo

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Distinguir como contaminantes industriales del agua a los compuestos de plomo arseacutenico y mercurio La actividad industrial especialmente la produccioacuten de pulpa y papel la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica engendran una gran variedad de productos de desecho que pueden ser descargados en las corrientes de agua de algunos desechos de este tipo se sabe que son venenosos para el hombre en tanto que los efectos de otros son obscuros y para complicar maacutes las cosas algunos de estos desechos reaccionan con el cloro que se utiliza como desinfectante del agua potable El resultado de semejante reaccioacuten a la produccioacuten de compuestos orgaacutenicos clorados que huelen y saben mucho peor que el producto de desecho original Uno de los venenos industriales acarreados por el agua desde la antiguumledad es el plomo su fuente predominante ha sido la tuberiacutea de plomo utilizada anteriormente en las redes de distribucioacuten del agua maacutes recientemente el empleo del rociado de arseniato de plomo ha contaminado aguas superficiales y profundas con plomo con arseacutenico El plomo es un veneno acumulativo e inclusive pequentildeas concentraciones si estaacuten presentes constantemente en el agua potable podraacuten conducir a enfermedades graves o a la muerte El arseacutenico que en algunas ocasiones se encuentra en las aguas naturales que corren a traveacutes de minerales que contienen arseacutenico es tambieacuten un veneno acumulativo El mercurio se ha considerado siempre con fascinacioacuten y alarma es el uacutenico metal liacutequido a temperaturas ordinarias pero a temperaturas maacutes altas puede evaporarse con suficiente rapidez para ser mortal el mercurio en el agua no es un contaminante potencial por lo que no es preocupante que la mitad de la cantidad de mercurio anualmente extraiacutedo sea liberada al medio ambiente estas descargas tienen lugar como efluentes de desecho desde las fabricas productoras o bien como incorporacioacuten de trazas de mercurio en productos a los que no pertenece

Sentildealar en que consiste el fenoacutemeno de corrosioacuten Los aacutecidos corroen (enmohecen oxidan) los metales y los compuestos solubles de metales pueden contaminar el agua por consiguiente el agua que es aacutecida puede contaminarse con elementos metaacutelicos maacutes faacutecilmente de lo que puede hacerlo el agua pura

Explicar a queacute se llama pH La presencia de hidroacutegeno es indispensable para la calidad de la acidez en el agua el hidroacutegeno ha de estar en forma de aacutetomos de hidroacutegeno cargados positivamente que se designan como iones hidroacutegeno (H+) fijados a moleacuteculas de agua El pH se define como la concentracioacuten de iones de hidroacutegeno en una substancia (pH ldquopotencia de hidroacutegenordquo) el valor del pH es el nuacutemero de ceros en el denominador de una frase que expresa la concentracioacuten de iones H+ cuyo numerador es 1 y cuyo denominador es un muacuteltiplo de 10

Definir el teacutermino ldquoaguas negrasrdquo Los desechos transportados por el agua de fuentes tales como hogares hospitales escuelas y edificios comerciales contienen desechos de alimentos excrementos humanos papel jaboacuten detergentes polvo ropa otros residuos diversos y por supuesto microorganismos esta mezcla se designa como aguas negras sanitarias o domeacutesticas

Describir en que consiste la ldquodemanda bioquiacutemica del oxiacutegenordquo Una medida apropiada de la contaminacioacuten del agua por elementos nutritivos orgaacutenicos es la averiguacioacuten de la velocidad a que su materia alimentaria puede consumir oxiacutegeno por descomposicioacuten bacteriana esta velocidad se designa como la demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno (BOD) por supuesto la velocidad de la oxidacioacuten bioquiacutemica depende de la temperatura del medio ambiente de las clases particulares de microorganismos y de los elementos nutritivos presentes Si estos factores son constantes la velocidad de la oxidacioacuten puede expresarse en teacuterminos de la vida media del elemento nutritivo

Moacutedulo 12 DESECHOS SOacuteLIDOS

Describir los meacutetodos de eliminacioacuten de desechos soacutelidos que se emplean con mayor frecuencia Hay dos clases de caminos posibles para los materiales de desecho soacutelidos se les puede volver a la circulacioacuten en alguacuten otro proceso o se van acumulando en alguacuten lugar los meacutetodos de eliminacioacuten pueden clasificarse como bull Eliminacioacuten terrestre se tiran los desechos en un vaciadero al aire libre se comprimen para ahorrar espacio Tambieacuten puede hacerse por un meacutetodo maacutes ventajoso llamado relleno higieacutenico de tierra en el cual cada capa de desecho es recubierta por una capa de tierra arcilla o grava bull Incineracioacuten en este proceso deben de considerarse cuatro factores

1 Combustioacuten del material de desecho la caacutemara en que tiene lugar se designa como horno 2 Eliminacioacuten de las cenizas o ldquoescoriardquo 3 Control de los contaminantes que resultan del proceso de la combustioacuten 4 Analizar si el calor desprendido podraacute ser recuperado

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Bioeacutetica notas principales

La incineracioacuten presenta las siguientes ventajas 1 Elimina el problema de la salud inherente a la acumulacioacuten de desperdicios 2 Reduce el volumen de los desechos soacutelidos en aproximadamente 80 y requiere mucho menos tierra para la eliminacioacuten final de residuos 3 Puede tratar una mezcla de basura y cascajo sin separacioacuten previa 4 Puede utilizarse en ella equipo de gran diversidad de tamantildeo 5 Los residuos (escoria) son inertes e inodoros y relativamente faacutecil de manipular

Sin embargo la incineracioacuten tiene el inconveniente exactamente lo mismo que el montoacuten de basura de desperdiciar materias primas bull Recirculacioacuten algunos ejemplos notables de recirculacioacuten son

1 La conversioacuten en abono 2 El derretir (que consiste en cocer desechos animales) para obtener sebo 3 Destruccioacuten destructiva o piroacutelisis un producto se descompone por calentamiento en ausencia de aire 4 La recuperacioacuten industrial cuyo objetivo es el de recircular los materiales de desecho

reconocieacutendolos a los procesos de manufactura

Sentildealar las ventajas y desventajas de la recirculacioacuten bull Ventajas

bull Se emplean substancias de desecho como materia prima bull Recuperacioacuten de elementos valiosos bull Se reduce la contaminacioacuten bull Conserva recursos no renovables bull Alteracioacuten en menor grado del ecosistema de la Tierra

bull Desventajas bull No todas las personas susceptibles de estar afectadas participan en la decisioacuten bull Pueden ocasionar malos olores bull Meacutetodos de control sujetos a interrupciones ocasionales bull Los criterios de compensacioacuten son fijados por la ley y no por ecoacutelogos

Unidad IV EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA EL RUIDO

Moacutedulo 13 EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS

Sentildealar la diferencia entre los crecimientos geomeacutetrico y aritmeacutetico de una poblacioacuten bull Crecimiento geomeacutetrico consisten en que si se tiene una cantidad ldquoxrdquo inicial de poblacioacuten en un antildeo se tendriacutea la poblacioacuten ax y en cada antildeo sucesivo aumentaraacute en potencia de ldquoardquo asiacute en el antildeo 2 la poblacioacuten seraacute a(ax) = a2x en el antildeo 3 seraacute (a)(a)(ax) = a3x (el exponente de ldquoardquo seraacute de acuerdo al antildeo considerado) bull Crecimiento aritmeacutetico este tipo de crecimiento consiste en que teniendo una cantidad inicial ldquoyrdquo inicial en el antildeo 1 se tendriacutea y + a en el antildeo 2 se tendriacutea y + 2a y asiacute sucesivamente es decir la cantidad aumentada cada antildeo es un muacuteltiplo de la cantidad que aumento el primer antildeo

Distinguir los diferentes tipos de curvas esquemaacuteticas de crecimiento Crecimiento aritmeacutetico (curva) y geomeacutetrico (recta)

Curva sigmoide de crecimiento Curva de crecimiento de una poblacioacuten que se extingue

Definir el teacutermino demografiacutea La demografiacutea es la rama de la antropologiacutea que trata del estudio estadiacutestico de las caracteriacutesticas de las poblaciones humanas con referencia al volumen total a la densidad al nuacutemero de muertes a las enfermedades y migraciones etc

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Bioeacutetica notas principales

Describir el concepto ldquotasa vitalrdquo Los demoacutegrafos estudian a menudo las tasas vitales esto es el nuacutemero de acontecimientos vitales que le ocurren a una poblacioacuten durante un periacuteodo determinado de tiempo dividido entre el volumen de la poblacioacuten (acontecimientos vitales los nacimientos las muertes los matrimonios y las migraciones)

Moacutedulo 14 PREDICCIOacuteN DEL VOLUMEN FUTURO DE LA POBLACIOacuteN

Definir el teacutermino ldquocohorte de nacimientordquo Los demoacutegrafos definen cohorte de nacimiento como un grupo de personas nacidas en un determinado periacuteodo de tiempo por ejemplo un determinado antildeo

Interpretar las distribuciones esquemaacuteticas de la poblacioacuten relativas a la edad y sexo Para predecir cualquier volumen futuro de la poblacioacuten seriacutea muy uacutetil saber el nuacutemero de varones y mujeres en edad reproductiva el nuacutemero de nintildeos que llegaraacuten pronto a dicha edad y el nuacutemero de personas ancianas una distribucioacuten hipoteacutetica con respecto a la edad y sexo se muestra en la Figura 1 (obseacutervese que la graacutefica muestra que hay el mismo nuacutemero de varones y de mujeres en cada grupo de edad) La Figura 1 representariacutea una poblacioacuten en la que bull Los muchachos y las muchachas nacieran a una frecuencia igual bull Naceriacutea cada antildeo durante un siglo el mismo nuacutemero de personas bull Todo el mundo moririacutea a la edad de 100 antildeos bull Cada persona tendriacutea al nacimiento una probabilidad igual a morir en cada antildeo de su vida En cambio en la poblacioacuten humana real nacen aproximadamente 106 muchachos por cada 100 muchachas ni tampoco es constante durante todo el curso de la vida de un individuo la probabilidad de morir en lugar de ello una proporcioacuten relativamente grande de personas muere siendo muy joacutevenes relativamente pocos mueren entre las edades de 10 y 50 antildeos y la proporcioacuten de personas que mueren cada antildeo despueacutes de los 50 aumenta raacutepidamente Ademaacutes hay una curva pronunciada en la mortalidad en relacioacuten con el sexo las mujeres tienen una mayor probabilidad de sobrevivir de un antildeo al siguiente durante todo el curso de su vida excepto en algunas sociedades durante los antildeos de parto La Figura 2 presenta una distribucioacuten en relacioacuten con la edad y el sexo que refleja con mayor aproximacioacuten estas caracteriacutesticas demograacuteficas ademaacutes de estos fenoacutemenos razonablemente predecibles pueden tener cambios que lo sean menos en efecto el crecimiento de la poblacioacuten se ve afectado por acontecimientos tales como la guerra la escasez los progresos meacutedicos y los cambios en las costumbres sociales

Describir algunos de los factores que afectan el crecimiento de las poblaciones bull Liacutemites de espacios bull Liacutemites de alimento bull Decisiones concretas de las familias y las naciones bull El hambre bull Las enfermedades bull Fuerzas sociales complicadas que se relacionan entre siacute

Moacutedulo 15 CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA

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Bioeacutetica notas principales

Sentildealar a la temperatura como contaminante ambiental Los organismos de sangre caliente (mamiacuteferos y aves) tienen la capacidad de regular la temperatura de sus cuerpos a medida que la temperatura ambiental aumente o disminuya no observaacutendose lo mismo en los organismos de sangre friacutea como los peces la industria de la energiacutea eleacutectrica y particularmente las plantas de energiacutea nuclear producen calor sobrante y este calor resulta maacutes praacutectico descargarlo en las aguas corrientes este calor sobrante calentaraacute el agua de riacuteos y estanques modificando las formas de vida y alterando de manera considerable el ecosistema acuaacutetico Dicho calor ocasiona un aumento en el consumo de oxiacutegeno de las especies apreciadas por el hombre (trucha semora sarco perca amarilla etc) y su muerte posterior estas especies cuyos ciclos vitales se desarrollan en aguas friacuteas primero alteran sus ciclos vitales y posteriormente van a su extincioacuten y al reemplazamiento de estas especies uacutetiles para el hombre por otras maacutes rudas pero de menor utilidad (sarco lobina etc)

Describir como en todo proceso donde se realiza un trabajo se produce calor El trabajo y el calor son dos formas de energiacutea por lo que se puede convertir trabajo en calor o calor en trabajo Por ejemplo si tenemos friacuteo frotamos nuestras manos en este caso el trabajo aplicado al frotamiento de las manos se ha transformado en calor otro ejemplo lo constituye un automoacutevil el cual usa un combustible que tiene energiacutea potencial al hacerlo explotar en la caacutemara del pistoacuten el gas caliente resultante se aplicaraacute en mover el pistoacuten y consecuentemente al vehiacuteculo pero en este caso no toda la energiacutea caloriacutefica se aplica para mover el automoacutevil de modo que mucha de dicha energiacutea se pierde en la atmoacutesfera en los gases de escape del motor

Enunciar la primera Ley de la Termodinaacutemica La palabra termodinaacutemica proviene de termo=calor y dinaacutemica=trabajo es pues el estudio del calor para producir trabajo la primera Ley de la Termodinaacutemica dice ldquola energiacutea contenida en el Universo no puede crearse ni destruirse solo se transforma de una forma a otra en energiacuteardquo Esta ley tambieacuten es llamada la ley de ldquono puedes ganarrdquo

Explicar porque no es posible construir una maacutequina de movimiento perpetuo Una maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado es aquella que produciriacutea trabajo indefinidamente mientras que una maacutequina de movimiento perpetuo de segundo grado es aquella que aprovechariacutea la energiacutea contenida en el agua o en el aire enfriaacutendolos para su funcionamiento Ninguna de las dos maacutequinas es susceptible de implementarse la razoacuten es que para la maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado se opone la primera Ley de la Termodinaacutemica (de alguna parte se tiene que proporcionar energiacutea para que efectuacutee su trabajo) la segunda es entendible pero igualmente imposible de fabricar es imposible que el flujo energeacutetico se enfriacutee por debajo de la temperatura del medio ambiente circundante para aprovechar su energiacutea caloriacutefica

Describir la segunda Ley de la Termodinaacutemica Puede definirse esta ley empleando el enunciado negativo que de ella postuloacute Lord Kelvin (1824-1907) ldquoEs imposible por medio de la accioacuten de un material inanimado obtener efecto mecaacutenico de una porcioacuten cualquiera de materia enfriaacutendola por debajo de la temperatura del maacutes friacuteo de los objetos circundantesrdquo otra expresioacuten para la segunda ley de la termodinaacutemica es ldquodos cuerpos en contacto teacutermico acaban alcanzando una temperatura comuacutenrdquo Tambieacuten la ley de ldquono me puedes empatarrdquo

Explicar en que consiste un termomotor Un termomotor es una maacutequina que consume combustibles para producir calor y convertir el calor en trabajo un termomotor se puede hacer trabajar mediante dos procesos a saber bull Habiacutea de ser absorbido calor por las partes accionadas de alguna fuente caliente bull El calor de desecho ha de ser pasado a un depoacutesito externo a una temperatura inferior Para un termomotor la substancia de trabajo suele ser un gas que se dilata para realizar trabajo contra un eacutembolo o la hoja de una turbina el gas se enfriacutea al realizar trabajo pero no puede enfriarse por debajo de la temperatura de aquello que lo rodea por consiguiente hay que adoptar alguna medida para eliminar el desecho de calor de un termomotor En la praacutectica el enfriamiento suele realizarse ya sea haciendo pasar aire por el motor o bien vertiendo agua sobre el mismo en la mayoriacutea de los automoacuteviles el agua circula a traveacutes del motor se enfriacutea al pasar por el radiador y vuelve a circular En las grandes centrales eleacutectricas donde se crea una gran cantidad de calor el elemento refrescante es a menudo un riacuteo un lago o el mar

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Moacutedulo 16 EL RUIDO

Describir la forma de transmisioacuten del sonido a traveacutes del aire El sonido es una forma de energiacutea que es ocasionada por un cuerpo en movimiento este movimiento pone en alguna forma en movimiento el aire el cual hace luego mover alguacuten dispositivo receptor en el oiacutedo esta transferencia de energiacutea sonora a traveacutes del aire tiene lugar en forma de onda

Definir longitud de onda Cuando observamos el agua de un estanque tranquilo tiene una superficie plana si se lanza una piedra se ocasiona una perturbacioacuten la cual se manifiesta en forma de ondas de modo que el nivel seraacute maacutes alto en algunos lugares (crestas) y maacutes bajo en otros (valles o senos) la distancia entre trastornos sucesivos del mismo tipo tal como entre dos crestas vecinas o dos senos sucesivos se designa como longitud de onda

Explicar el significado de onda elaacutestica El sonido se transmite de una forma similar a como viajan las ondas en el agua solo que en vez de manifestarse como crestas y senos la onda de sonido consiste en una sucesioacuten de compresiones y dilataciones que alteran la densidad normal del medio (tal como el aire) en el que se propagan este tipo de onda se designa como onda elaacutestica

Distinguir la diferencia entre sonido y ruido El ruido es un sonido indeseable un sonido intenso se considera ruido la intensidad del sonido se mide en decibeles (dB) y dicha intensidad se calcula con la relacioacuten

Intensidad del sonido endB= fuerzadeunsonido dadofuerzade unsonido justamente perceptible

Sentildealar en que consiste la escala decibel Para medir la intensidad del sonido se podriacutea hacer utilizando la escala de vatios nos encontrariacuteamos con el inconveniente de tener que utilizar nuacutemeros demasiado pequentildeos o demasiado grandes ademaacutes la escala seriacutea poco praacutectica porque no partiriacutea de cero sino de alguacuten nuacutemero que representara el sonido audible maacutes bajo Para obviar estos defectos y simplificar la medicioacuten de intensidad sonora se hace lo siguiente bull Se crea una nueva unidad de medicioacuten de intensidad sonora llamada el decibel deci (que significa diez) o sea una referencia a la base de los logaritmos comunes y bel (de Alexander Graham Bell) y la definimos en teacuterminos de la razoacuten de la intensidad de un sonido con respecto a otro bull Establecemos que el sonido maacutes bajo perceptible para el oiacutedo tendraacute el valor de cero decibeles (dB) y constituiraacute el punto de partida de nuestra escala de medicioacuten del sonido bull Nos servimos de los logaritmos de las razones de los sonidos de intensidades distintas para expresar los grados de intensidad sonora El logaritmo de un nuacutemero ldquode base 10rdquo es sencillamente el nuacutemero de veces que 10 es multiplicado por siacute mismo para dar el nuacutemero en cuestioacuten si el nuacutemero es muacuteltiplo de 10 el logaritmo es el nuacutemero de ceros que contenga

Log10 100 = 2 Log10 1000000 = 6 Log10 1 = 0

Describir algunos efectos nocivos del ruidobull Obstaacuteculo para la comunicacioacuten en teacuterminos generales el ruido nos distrae de los sonidos que deseamos o debemos escuchar bull Peacuterdida del oiacutedo la exposicioacuten prolongada al ruido fuerte puede ocasionar la perdida paulatina del oiacutedo son varios los efectos del ruido que pueden ocasionar la peacuterdida del oiacutedo como la intensidad (80 dB o maacutes provocan peacuterdida permanente del oiacutedo) la frecuencia (en ruido a 200 ciclos por segundo y con una intensidad de 95 dB reduciraacute la capacidad auditiva) bull Otros efectos sobre la salud y la conducta como reacciones de ansiedad tensioacuten y en casos extremos miedo cambios hormonales que ocasionan aumento en el latido cardiaco contraccioacuten de los vasos sanguiacuteneos espasmos digestivos dilatacioacuten de las pupilas etc

Mencionar algunas formas de controlar el ruido 1 Reduccioacuten del manantial 2 Interrupcioacuten de la viacutea 3 Proteccioacuten del receptor

Definir que es el nuacutemero Mach Las velocidades supersoacutenicas suelen medirse en nuacutemeros Mach

NuacutemeroMach= velocidad del objetovelocidad del sonido

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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Distinguir como contaminantes industriales del agua a los compuestos de plomo arseacutenico y mercurio La actividad industrial especialmente la produccioacuten de pulpa y papel la elaboracioacuten de alimentos y la manufactura quiacutemica engendran una gran variedad de productos de desecho que pueden ser descargados en las corrientes de agua de algunos desechos de este tipo se sabe que son venenosos para el hombre en tanto que los efectos de otros son obscuros y para complicar maacutes las cosas algunos de estos desechos reaccionan con el cloro que se utiliza como desinfectante del agua potable El resultado de semejante reaccioacuten a la produccioacuten de compuestos orgaacutenicos clorados que huelen y saben mucho peor que el producto de desecho original Uno de los venenos industriales acarreados por el agua desde la antiguumledad es el plomo su fuente predominante ha sido la tuberiacutea de plomo utilizada anteriormente en las redes de distribucioacuten del agua maacutes recientemente el empleo del rociado de arseniato de plomo ha contaminado aguas superficiales y profundas con plomo con arseacutenico El plomo es un veneno acumulativo e inclusive pequentildeas concentraciones si estaacuten presentes constantemente en el agua potable podraacuten conducir a enfermedades graves o a la muerte El arseacutenico que en algunas ocasiones se encuentra en las aguas naturales que corren a traveacutes de minerales que contienen arseacutenico es tambieacuten un veneno acumulativo El mercurio se ha considerado siempre con fascinacioacuten y alarma es el uacutenico metal liacutequido a temperaturas ordinarias pero a temperaturas maacutes altas puede evaporarse con suficiente rapidez para ser mortal el mercurio en el agua no es un contaminante potencial por lo que no es preocupante que la mitad de la cantidad de mercurio anualmente extraiacutedo sea liberada al medio ambiente estas descargas tienen lugar como efluentes de desecho desde las fabricas productoras o bien como incorporacioacuten de trazas de mercurio en productos a los que no pertenece

Sentildealar en que consiste el fenoacutemeno de corrosioacuten Los aacutecidos corroen (enmohecen oxidan) los metales y los compuestos solubles de metales pueden contaminar el agua por consiguiente el agua que es aacutecida puede contaminarse con elementos metaacutelicos maacutes faacutecilmente de lo que puede hacerlo el agua pura

Explicar a queacute se llama pH La presencia de hidroacutegeno es indispensable para la calidad de la acidez en el agua el hidroacutegeno ha de estar en forma de aacutetomos de hidroacutegeno cargados positivamente que se designan como iones hidroacutegeno (H+) fijados a moleacuteculas de agua El pH se define como la concentracioacuten de iones de hidroacutegeno en una substancia (pH ldquopotencia de hidroacutegenordquo) el valor del pH es el nuacutemero de ceros en el denominador de una frase que expresa la concentracioacuten de iones H+ cuyo numerador es 1 y cuyo denominador es un muacuteltiplo de 10

Definir el teacutermino ldquoaguas negrasrdquo Los desechos transportados por el agua de fuentes tales como hogares hospitales escuelas y edificios comerciales contienen desechos de alimentos excrementos humanos papel jaboacuten detergentes polvo ropa otros residuos diversos y por supuesto microorganismos esta mezcla se designa como aguas negras sanitarias o domeacutesticas

Describir en que consiste la ldquodemanda bioquiacutemica del oxiacutegenordquo Una medida apropiada de la contaminacioacuten del agua por elementos nutritivos orgaacutenicos es la averiguacioacuten de la velocidad a que su materia alimentaria puede consumir oxiacutegeno por descomposicioacuten bacteriana esta velocidad se designa como la demanda bioquiacutemica de oxiacutegeno (BOD) por supuesto la velocidad de la oxidacioacuten bioquiacutemica depende de la temperatura del medio ambiente de las clases particulares de microorganismos y de los elementos nutritivos presentes Si estos factores son constantes la velocidad de la oxidacioacuten puede expresarse en teacuterminos de la vida media del elemento nutritivo

Moacutedulo 12 DESECHOS SOacuteLIDOS

Describir los meacutetodos de eliminacioacuten de desechos soacutelidos que se emplean con mayor frecuencia Hay dos clases de caminos posibles para los materiales de desecho soacutelidos se les puede volver a la circulacioacuten en alguacuten otro proceso o se van acumulando en alguacuten lugar los meacutetodos de eliminacioacuten pueden clasificarse como bull Eliminacioacuten terrestre se tiran los desechos en un vaciadero al aire libre se comprimen para ahorrar espacio Tambieacuten puede hacerse por un meacutetodo maacutes ventajoso llamado relleno higieacutenico de tierra en el cual cada capa de desecho es recubierta por una capa de tierra arcilla o grava bull Incineracioacuten en este proceso deben de considerarse cuatro factores

1 Combustioacuten del material de desecho la caacutemara en que tiene lugar se designa como horno 2 Eliminacioacuten de las cenizas o ldquoescoriardquo 3 Control de los contaminantes que resultan del proceso de la combustioacuten 4 Analizar si el calor desprendido podraacute ser recuperado

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La incineracioacuten presenta las siguientes ventajas 1 Elimina el problema de la salud inherente a la acumulacioacuten de desperdicios 2 Reduce el volumen de los desechos soacutelidos en aproximadamente 80 y requiere mucho menos tierra para la eliminacioacuten final de residuos 3 Puede tratar una mezcla de basura y cascajo sin separacioacuten previa 4 Puede utilizarse en ella equipo de gran diversidad de tamantildeo 5 Los residuos (escoria) son inertes e inodoros y relativamente faacutecil de manipular

Sin embargo la incineracioacuten tiene el inconveniente exactamente lo mismo que el montoacuten de basura de desperdiciar materias primas bull Recirculacioacuten algunos ejemplos notables de recirculacioacuten son

1 La conversioacuten en abono 2 El derretir (que consiste en cocer desechos animales) para obtener sebo 3 Destruccioacuten destructiva o piroacutelisis un producto se descompone por calentamiento en ausencia de aire 4 La recuperacioacuten industrial cuyo objetivo es el de recircular los materiales de desecho

reconocieacutendolos a los procesos de manufactura

Sentildealar las ventajas y desventajas de la recirculacioacuten bull Ventajas

bull Se emplean substancias de desecho como materia prima bull Recuperacioacuten de elementos valiosos bull Se reduce la contaminacioacuten bull Conserva recursos no renovables bull Alteracioacuten en menor grado del ecosistema de la Tierra

bull Desventajas bull No todas las personas susceptibles de estar afectadas participan en la decisioacuten bull Pueden ocasionar malos olores bull Meacutetodos de control sujetos a interrupciones ocasionales bull Los criterios de compensacioacuten son fijados por la ley y no por ecoacutelogos

Unidad IV EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA EL RUIDO

Moacutedulo 13 EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS

Sentildealar la diferencia entre los crecimientos geomeacutetrico y aritmeacutetico de una poblacioacuten bull Crecimiento geomeacutetrico consisten en que si se tiene una cantidad ldquoxrdquo inicial de poblacioacuten en un antildeo se tendriacutea la poblacioacuten ax y en cada antildeo sucesivo aumentaraacute en potencia de ldquoardquo asiacute en el antildeo 2 la poblacioacuten seraacute a(ax) = a2x en el antildeo 3 seraacute (a)(a)(ax) = a3x (el exponente de ldquoardquo seraacute de acuerdo al antildeo considerado) bull Crecimiento aritmeacutetico este tipo de crecimiento consiste en que teniendo una cantidad inicial ldquoyrdquo inicial en el antildeo 1 se tendriacutea y + a en el antildeo 2 se tendriacutea y + 2a y asiacute sucesivamente es decir la cantidad aumentada cada antildeo es un muacuteltiplo de la cantidad que aumento el primer antildeo

Distinguir los diferentes tipos de curvas esquemaacuteticas de crecimiento Crecimiento aritmeacutetico (curva) y geomeacutetrico (recta)

Curva sigmoide de crecimiento Curva de crecimiento de una poblacioacuten que se extingue

Definir el teacutermino demografiacutea La demografiacutea es la rama de la antropologiacutea que trata del estudio estadiacutestico de las caracteriacutesticas de las poblaciones humanas con referencia al volumen total a la densidad al nuacutemero de muertes a las enfermedades y migraciones etc

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Describir el concepto ldquotasa vitalrdquo Los demoacutegrafos estudian a menudo las tasas vitales esto es el nuacutemero de acontecimientos vitales que le ocurren a una poblacioacuten durante un periacuteodo determinado de tiempo dividido entre el volumen de la poblacioacuten (acontecimientos vitales los nacimientos las muertes los matrimonios y las migraciones)

Moacutedulo 14 PREDICCIOacuteN DEL VOLUMEN FUTURO DE LA POBLACIOacuteN

Definir el teacutermino ldquocohorte de nacimientordquo Los demoacutegrafos definen cohorte de nacimiento como un grupo de personas nacidas en un determinado periacuteodo de tiempo por ejemplo un determinado antildeo

Interpretar las distribuciones esquemaacuteticas de la poblacioacuten relativas a la edad y sexo Para predecir cualquier volumen futuro de la poblacioacuten seriacutea muy uacutetil saber el nuacutemero de varones y mujeres en edad reproductiva el nuacutemero de nintildeos que llegaraacuten pronto a dicha edad y el nuacutemero de personas ancianas una distribucioacuten hipoteacutetica con respecto a la edad y sexo se muestra en la Figura 1 (obseacutervese que la graacutefica muestra que hay el mismo nuacutemero de varones y de mujeres en cada grupo de edad) La Figura 1 representariacutea una poblacioacuten en la que bull Los muchachos y las muchachas nacieran a una frecuencia igual bull Naceriacutea cada antildeo durante un siglo el mismo nuacutemero de personas bull Todo el mundo moririacutea a la edad de 100 antildeos bull Cada persona tendriacutea al nacimiento una probabilidad igual a morir en cada antildeo de su vida En cambio en la poblacioacuten humana real nacen aproximadamente 106 muchachos por cada 100 muchachas ni tampoco es constante durante todo el curso de la vida de un individuo la probabilidad de morir en lugar de ello una proporcioacuten relativamente grande de personas muere siendo muy joacutevenes relativamente pocos mueren entre las edades de 10 y 50 antildeos y la proporcioacuten de personas que mueren cada antildeo despueacutes de los 50 aumenta raacutepidamente Ademaacutes hay una curva pronunciada en la mortalidad en relacioacuten con el sexo las mujeres tienen una mayor probabilidad de sobrevivir de un antildeo al siguiente durante todo el curso de su vida excepto en algunas sociedades durante los antildeos de parto La Figura 2 presenta una distribucioacuten en relacioacuten con la edad y el sexo que refleja con mayor aproximacioacuten estas caracteriacutesticas demograacuteficas ademaacutes de estos fenoacutemenos razonablemente predecibles pueden tener cambios que lo sean menos en efecto el crecimiento de la poblacioacuten se ve afectado por acontecimientos tales como la guerra la escasez los progresos meacutedicos y los cambios en las costumbres sociales

Describir algunos de los factores que afectan el crecimiento de las poblaciones bull Liacutemites de espacios bull Liacutemites de alimento bull Decisiones concretas de las familias y las naciones bull El hambre bull Las enfermedades bull Fuerzas sociales complicadas que se relacionan entre siacute

Moacutedulo 15 CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA

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Bioeacutetica notas principales

Sentildealar a la temperatura como contaminante ambiental Los organismos de sangre caliente (mamiacuteferos y aves) tienen la capacidad de regular la temperatura de sus cuerpos a medida que la temperatura ambiental aumente o disminuya no observaacutendose lo mismo en los organismos de sangre friacutea como los peces la industria de la energiacutea eleacutectrica y particularmente las plantas de energiacutea nuclear producen calor sobrante y este calor resulta maacutes praacutectico descargarlo en las aguas corrientes este calor sobrante calentaraacute el agua de riacuteos y estanques modificando las formas de vida y alterando de manera considerable el ecosistema acuaacutetico Dicho calor ocasiona un aumento en el consumo de oxiacutegeno de las especies apreciadas por el hombre (trucha semora sarco perca amarilla etc) y su muerte posterior estas especies cuyos ciclos vitales se desarrollan en aguas friacuteas primero alteran sus ciclos vitales y posteriormente van a su extincioacuten y al reemplazamiento de estas especies uacutetiles para el hombre por otras maacutes rudas pero de menor utilidad (sarco lobina etc)

Describir como en todo proceso donde se realiza un trabajo se produce calor El trabajo y el calor son dos formas de energiacutea por lo que se puede convertir trabajo en calor o calor en trabajo Por ejemplo si tenemos friacuteo frotamos nuestras manos en este caso el trabajo aplicado al frotamiento de las manos se ha transformado en calor otro ejemplo lo constituye un automoacutevil el cual usa un combustible que tiene energiacutea potencial al hacerlo explotar en la caacutemara del pistoacuten el gas caliente resultante se aplicaraacute en mover el pistoacuten y consecuentemente al vehiacuteculo pero en este caso no toda la energiacutea caloriacutefica se aplica para mover el automoacutevil de modo que mucha de dicha energiacutea se pierde en la atmoacutesfera en los gases de escape del motor

Enunciar la primera Ley de la Termodinaacutemica La palabra termodinaacutemica proviene de termo=calor y dinaacutemica=trabajo es pues el estudio del calor para producir trabajo la primera Ley de la Termodinaacutemica dice ldquola energiacutea contenida en el Universo no puede crearse ni destruirse solo se transforma de una forma a otra en energiacuteardquo Esta ley tambieacuten es llamada la ley de ldquono puedes ganarrdquo

Explicar porque no es posible construir una maacutequina de movimiento perpetuo Una maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado es aquella que produciriacutea trabajo indefinidamente mientras que una maacutequina de movimiento perpetuo de segundo grado es aquella que aprovechariacutea la energiacutea contenida en el agua o en el aire enfriaacutendolos para su funcionamiento Ninguna de las dos maacutequinas es susceptible de implementarse la razoacuten es que para la maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado se opone la primera Ley de la Termodinaacutemica (de alguna parte se tiene que proporcionar energiacutea para que efectuacutee su trabajo) la segunda es entendible pero igualmente imposible de fabricar es imposible que el flujo energeacutetico se enfriacutee por debajo de la temperatura del medio ambiente circundante para aprovechar su energiacutea caloriacutefica

Describir la segunda Ley de la Termodinaacutemica Puede definirse esta ley empleando el enunciado negativo que de ella postuloacute Lord Kelvin (1824-1907) ldquoEs imposible por medio de la accioacuten de un material inanimado obtener efecto mecaacutenico de una porcioacuten cualquiera de materia enfriaacutendola por debajo de la temperatura del maacutes friacuteo de los objetos circundantesrdquo otra expresioacuten para la segunda ley de la termodinaacutemica es ldquodos cuerpos en contacto teacutermico acaban alcanzando una temperatura comuacutenrdquo Tambieacuten la ley de ldquono me puedes empatarrdquo

Explicar en que consiste un termomotor Un termomotor es una maacutequina que consume combustibles para producir calor y convertir el calor en trabajo un termomotor se puede hacer trabajar mediante dos procesos a saber bull Habiacutea de ser absorbido calor por las partes accionadas de alguna fuente caliente bull El calor de desecho ha de ser pasado a un depoacutesito externo a una temperatura inferior Para un termomotor la substancia de trabajo suele ser un gas que se dilata para realizar trabajo contra un eacutembolo o la hoja de una turbina el gas se enfriacutea al realizar trabajo pero no puede enfriarse por debajo de la temperatura de aquello que lo rodea por consiguiente hay que adoptar alguna medida para eliminar el desecho de calor de un termomotor En la praacutectica el enfriamiento suele realizarse ya sea haciendo pasar aire por el motor o bien vertiendo agua sobre el mismo en la mayoriacutea de los automoacuteviles el agua circula a traveacutes del motor se enfriacutea al pasar por el radiador y vuelve a circular En las grandes centrales eleacutectricas donde se crea una gran cantidad de calor el elemento refrescante es a menudo un riacuteo un lago o el mar

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Moacutedulo 16 EL RUIDO

Describir la forma de transmisioacuten del sonido a traveacutes del aire El sonido es una forma de energiacutea que es ocasionada por un cuerpo en movimiento este movimiento pone en alguna forma en movimiento el aire el cual hace luego mover alguacuten dispositivo receptor en el oiacutedo esta transferencia de energiacutea sonora a traveacutes del aire tiene lugar en forma de onda

Definir longitud de onda Cuando observamos el agua de un estanque tranquilo tiene una superficie plana si se lanza una piedra se ocasiona una perturbacioacuten la cual se manifiesta en forma de ondas de modo que el nivel seraacute maacutes alto en algunos lugares (crestas) y maacutes bajo en otros (valles o senos) la distancia entre trastornos sucesivos del mismo tipo tal como entre dos crestas vecinas o dos senos sucesivos se designa como longitud de onda

Explicar el significado de onda elaacutestica El sonido se transmite de una forma similar a como viajan las ondas en el agua solo que en vez de manifestarse como crestas y senos la onda de sonido consiste en una sucesioacuten de compresiones y dilataciones que alteran la densidad normal del medio (tal como el aire) en el que se propagan este tipo de onda se designa como onda elaacutestica

Distinguir la diferencia entre sonido y ruido El ruido es un sonido indeseable un sonido intenso se considera ruido la intensidad del sonido se mide en decibeles (dB) y dicha intensidad se calcula con la relacioacuten

Intensidad del sonido endB= fuerzadeunsonido dadofuerzade unsonido justamente perceptible

Sentildealar en que consiste la escala decibel Para medir la intensidad del sonido se podriacutea hacer utilizando la escala de vatios nos encontrariacuteamos con el inconveniente de tener que utilizar nuacutemeros demasiado pequentildeos o demasiado grandes ademaacutes la escala seriacutea poco praacutectica porque no partiriacutea de cero sino de alguacuten nuacutemero que representara el sonido audible maacutes bajo Para obviar estos defectos y simplificar la medicioacuten de intensidad sonora se hace lo siguiente bull Se crea una nueva unidad de medicioacuten de intensidad sonora llamada el decibel deci (que significa diez) o sea una referencia a la base de los logaritmos comunes y bel (de Alexander Graham Bell) y la definimos en teacuterminos de la razoacuten de la intensidad de un sonido con respecto a otro bull Establecemos que el sonido maacutes bajo perceptible para el oiacutedo tendraacute el valor de cero decibeles (dB) y constituiraacute el punto de partida de nuestra escala de medicioacuten del sonido bull Nos servimos de los logaritmos de las razones de los sonidos de intensidades distintas para expresar los grados de intensidad sonora El logaritmo de un nuacutemero ldquode base 10rdquo es sencillamente el nuacutemero de veces que 10 es multiplicado por siacute mismo para dar el nuacutemero en cuestioacuten si el nuacutemero es muacuteltiplo de 10 el logaritmo es el nuacutemero de ceros que contenga

Log10 100 = 2 Log10 1000000 = 6 Log10 1 = 0

Describir algunos efectos nocivos del ruidobull Obstaacuteculo para la comunicacioacuten en teacuterminos generales el ruido nos distrae de los sonidos que deseamos o debemos escuchar bull Peacuterdida del oiacutedo la exposicioacuten prolongada al ruido fuerte puede ocasionar la perdida paulatina del oiacutedo son varios los efectos del ruido que pueden ocasionar la peacuterdida del oiacutedo como la intensidad (80 dB o maacutes provocan peacuterdida permanente del oiacutedo) la frecuencia (en ruido a 200 ciclos por segundo y con una intensidad de 95 dB reduciraacute la capacidad auditiva) bull Otros efectos sobre la salud y la conducta como reacciones de ansiedad tensioacuten y en casos extremos miedo cambios hormonales que ocasionan aumento en el latido cardiaco contraccioacuten de los vasos sanguiacuteneos espasmos digestivos dilatacioacuten de las pupilas etc

Mencionar algunas formas de controlar el ruido 1 Reduccioacuten del manantial 2 Interrupcioacuten de la viacutea 3 Proteccioacuten del receptor

Definir que es el nuacutemero Mach Las velocidades supersoacutenicas suelen medirse en nuacutemeros Mach

NuacutemeroMach= velocidad del objetovelocidad del sonido

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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La incineracioacuten presenta las siguientes ventajas 1 Elimina el problema de la salud inherente a la acumulacioacuten de desperdicios 2 Reduce el volumen de los desechos soacutelidos en aproximadamente 80 y requiere mucho menos tierra para la eliminacioacuten final de residuos 3 Puede tratar una mezcla de basura y cascajo sin separacioacuten previa 4 Puede utilizarse en ella equipo de gran diversidad de tamantildeo 5 Los residuos (escoria) son inertes e inodoros y relativamente faacutecil de manipular

Sin embargo la incineracioacuten tiene el inconveniente exactamente lo mismo que el montoacuten de basura de desperdiciar materias primas bull Recirculacioacuten algunos ejemplos notables de recirculacioacuten son

1 La conversioacuten en abono 2 El derretir (que consiste en cocer desechos animales) para obtener sebo 3 Destruccioacuten destructiva o piroacutelisis un producto se descompone por calentamiento en ausencia de aire 4 La recuperacioacuten industrial cuyo objetivo es el de recircular los materiales de desecho

reconocieacutendolos a los procesos de manufactura

Sentildealar las ventajas y desventajas de la recirculacioacuten bull Ventajas

bull Se emplean substancias de desecho como materia prima bull Recuperacioacuten de elementos valiosos bull Se reduce la contaminacioacuten bull Conserva recursos no renovables bull Alteracioacuten en menor grado del ecosistema de la Tierra

bull Desventajas bull No todas las personas susceptibles de estar afectadas participan en la decisioacuten bull Pueden ocasionar malos olores bull Meacutetodos de control sujetos a interrupciones ocasionales bull Los criterios de compensacioacuten son fijados por la ley y no por ecoacutelogos

Unidad IV EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA EL RUIDO

Moacutedulo 13 EL CRECIMIENTO DE LAS POBLACIONES HUMANAS

Sentildealar la diferencia entre los crecimientos geomeacutetrico y aritmeacutetico de una poblacioacuten bull Crecimiento geomeacutetrico consisten en que si se tiene una cantidad ldquoxrdquo inicial de poblacioacuten en un antildeo se tendriacutea la poblacioacuten ax y en cada antildeo sucesivo aumentaraacute en potencia de ldquoardquo asiacute en el antildeo 2 la poblacioacuten seraacute a(ax) = a2x en el antildeo 3 seraacute (a)(a)(ax) = a3x (el exponente de ldquoardquo seraacute de acuerdo al antildeo considerado) bull Crecimiento aritmeacutetico este tipo de crecimiento consiste en que teniendo una cantidad inicial ldquoyrdquo inicial en el antildeo 1 se tendriacutea y + a en el antildeo 2 se tendriacutea y + 2a y asiacute sucesivamente es decir la cantidad aumentada cada antildeo es un muacuteltiplo de la cantidad que aumento el primer antildeo

Distinguir los diferentes tipos de curvas esquemaacuteticas de crecimiento Crecimiento aritmeacutetico (curva) y geomeacutetrico (recta)

Curva sigmoide de crecimiento Curva de crecimiento de una poblacioacuten que se extingue

Definir el teacutermino demografiacutea La demografiacutea es la rama de la antropologiacutea que trata del estudio estadiacutestico de las caracteriacutesticas de las poblaciones humanas con referencia al volumen total a la densidad al nuacutemero de muertes a las enfermedades y migraciones etc

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Describir el concepto ldquotasa vitalrdquo Los demoacutegrafos estudian a menudo las tasas vitales esto es el nuacutemero de acontecimientos vitales que le ocurren a una poblacioacuten durante un periacuteodo determinado de tiempo dividido entre el volumen de la poblacioacuten (acontecimientos vitales los nacimientos las muertes los matrimonios y las migraciones)

Moacutedulo 14 PREDICCIOacuteN DEL VOLUMEN FUTURO DE LA POBLACIOacuteN

Definir el teacutermino ldquocohorte de nacimientordquo Los demoacutegrafos definen cohorte de nacimiento como un grupo de personas nacidas en un determinado periacuteodo de tiempo por ejemplo un determinado antildeo

Interpretar las distribuciones esquemaacuteticas de la poblacioacuten relativas a la edad y sexo Para predecir cualquier volumen futuro de la poblacioacuten seriacutea muy uacutetil saber el nuacutemero de varones y mujeres en edad reproductiva el nuacutemero de nintildeos que llegaraacuten pronto a dicha edad y el nuacutemero de personas ancianas una distribucioacuten hipoteacutetica con respecto a la edad y sexo se muestra en la Figura 1 (obseacutervese que la graacutefica muestra que hay el mismo nuacutemero de varones y de mujeres en cada grupo de edad) La Figura 1 representariacutea una poblacioacuten en la que bull Los muchachos y las muchachas nacieran a una frecuencia igual bull Naceriacutea cada antildeo durante un siglo el mismo nuacutemero de personas bull Todo el mundo moririacutea a la edad de 100 antildeos bull Cada persona tendriacutea al nacimiento una probabilidad igual a morir en cada antildeo de su vida En cambio en la poblacioacuten humana real nacen aproximadamente 106 muchachos por cada 100 muchachas ni tampoco es constante durante todo el curso de la vida de un individuo la probabilidad de morir en lugar de ello una proporcioacuten relativamente grande de personas muere siendo muy joacutevenes relativamente pocos mueren entre las edades de 10 y 50 antildeos y la proporcioacuten de personas que mueren cada antildeo despueacutes de los 50 aumenta raacutepidamente Ademaacutes hay una curva pronunciada en la mortalidad en relacioacuten con el sexo las mujeres tienen una mayor probabilidad de sobrevivir de un antildeo al siguiente durante todo el curso de su vida excepto en algunas sociedades durante los antildeos de parto La Figura 2 presenta una distribucioacuten en relacioacuten con la edad y el sexo que refleja con mayor aproximacioacuten estas caracteriacutesticas demograacuteficas ademaacutes de estos fenoacutemenos razonablemente predecibles pueden tener cambios que lo sean menos en efecto el crecimiento de la poblacioacuten se ve afectado por acontecimientos tales como la guerra la escasez los progresos meacutedicos y los cambios en las costumbres sociales

Describir algunos de los factores que afectan el crecimiento de las poblaciones bull Liacutemites de espacios bull Liacutemites de alimento bull Decisiones concretas de las familias y las naciones bull El hambre bull Las enfermedades bull Fuerzas sociales complicadas que se relacionan entre siacute

Moacutedulo 15 CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA

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Sentildealar a la temperatura como contaminante ambiental Los organismos de sangre caliente (mamiacuteferos y aves) tienen la capacidad de regular la temperatura de sus cuerpos a medida que la temperatura ambiental aumente o disminuya no observaacutendose lo mismo en los organismos de sangre friacutea como los peces la industria de la energiacutea eleacutectrica y particularmente las plantas de energiacutea nuclear producen calor sobrante y este calor resulta maacutes praacutectico descargarlo en las aguas corrientes este calor sobrante calentaraacute el agua de riacuteos y estanques modificando las formas de vida y alterando de manera considerable el ecosistema acuaacutetico Dicho calor ocasiona un aumento en el consumo de oxiacutegeno de las especies apreciadas por el hombre (trucha semora sarco perca amarilla etc) y su muerte posterior estas especies cuyos ciclos vitales se desarrollan en aguas friacuteas primero alteran sus ciclos vitales y posteriormente van a su extincioacuten y al reemplazamiento de estas especies uacutetiles para el hombre por otras maacutes rudas pero de menor utilidad (sarco lobina etc)

Describir como en todo proceso donde se realiza un trabajo se produce calor El trabajo y el calor son dos formas de energiacutea por lo que se puede convertir trabajo en calor o calor en trabajo Por ejemplo si tenemos friacuteo frotamos nuestras manos en este caso el trabajo aplicado al frotamiento de las manos se ha transformado en calor otro ejemplo lo constituye un automoacutevil el cual usa un combustible que tiene energiacutea potencial al hacerlo explotar en la caacutemara del pistoacuten el gas caliente resultante se aplicaraacute en mover el pistoacuten y consecuentemente al vehiacuteculo pero en este caso no toda la energiacutea caloriacutefica se aplica para mover el automoacutevil de modo que mucha de dicha energiacutea se pierde en la atmoacutesfera en los gases de escape del motor

Enunciar la primera Ley de la Termodinaacutemica La palabra termodinaacutemica proviene de termo=calor y dinaacutemica=trabajo es pues el estudio del calor para producir trabajo la primera Ley de la Termodinaacutemica dice ldquola energiacutea contenida en el Universo no puede crearse ni destruirse solo se transforma de una forma a otra en energiacuteardquo Esta ley tambieacuten es llamada la ley de ldquono puedes ganarrdquo

Explicar porque no es posible construir una maacutequina de movimiento perpetuo Una maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado es aquella que produciriacutea trabajo indefinidamente mientras que una maacutequina de movimiento perpetuo de segundo grado es aquella que aprovechariacutea la energiacutea contenida en el agua o en el aire enfriaacutendolos para su funcionamiento Ninguna de las dos maacutequinas es susceptible de implementarse la razoacuten es que para la maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado se opone la primera Ley de la Termodinaacutemica (de alguna parte se tiene que proporcionar energiacutea para que efectuacutee su trabajo) la segunda es entendible pero igualmente imposible de fabricar es imposible que el flujo energeacutetico se enfriacutee por debajo de la temperatura del medio ambiente circundante para aprovechar su energiacutea caloriacutefica

Describir la segunda Ley de la Termodinaacutemica Puede definirse esta ley empleando el enunciado negativo que de ella postuloacute Lord Kelvin (1824-1907) ldquoEs imposible por medio de la accioacuten de un material inanimado obtener efecto mecaacutenico de una porcioacuten cualquiera de materia enfriaacutendola por debajo de la temperatura del maacutes friacuteo de los objetos circundantesrdquo otra expresioacuten para la segunda ley de la termodinaacutemica es ldquodos cuerpos en contacto teacutermico acaban alcanzando una temperatura comuacutenrdquo Tambieacuten la ley de ldquono me puedes empatarrdquo

Explicar en que consiste un termomotor Un termomotor es una maacutequina que consume combustibles para producir calor y convertir el calor en trabajo un termomotor se puede hacer trabajar mediante dos procesos a saber bull Habiacutea de ser absorbido calor por las partes accionadas de alguna fuente caliente bull El calor de desecho ha de ser pasado a un depoacutesito externo a una temperatura inferior Para un termomotor la substancia de trabajo suele ser un gas que se dilata para realizar trabajo contra un eacutembolo o la hoja de una turbina el gas se enfriacutea al realizar trabajo pero no puede enfriarse por debajo de la temperatura de aquello que lo rodea por consiguiente hay que adoptar alguna medida para eliminar el desecho de calor de un termomotor En la praacutectica el enfriamiento suele realizarse ya sea haciendo pasar aire por el motor o bien vertiendo agua sobre el mismo en la mayoriacutea de los automoacuteviles el agua circula a traveacutes del motor se enfriacutea al pasar por el radiador y vuelve a circular En las grandes centrales eleacutectricas donde se crea una gran cantidad de calor el elemento refrescante es a menudo un riacuteo un lago o el mar

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Moacutedulo 16 EL RUIDO

Describir la forma de transmisioacuten del sonido a traveacutes del aire El sonido es una forma de energiacutea que es ocasionada por un cuerpo en movimiento este movimiento pone en alguna forma en movimiento el aire el cual hace luego mover alguacuten dispositivo receptor en el oiacutedo esta transferencia de energiacutea sonora a traveacutes del aire tiene lugar en forma de onda

Definir longitud de onda Cuando observamos el agua de un estanque tranquilo tiene una superficie plana si se lanza una piedra se ocasiona una perturbacioacuten la cual se manifiesta en forma de ondas de modo que el nivel seraacute maacutes alto en algunos lugares (crestas) y maacutes bajo en otros (valles o senos) la distancia entre trastornos sucesivos del mismo tipo tal como entre dos crestas vecinas o dos senos sucesivos se designa como longitud de onda

Explicar el significado de onda elaacutestica El sonido se transmite de una forma similar a como viajan las ondas en el agua solo que en vez de manifestarse como crestas y senos la onda de sonido consiste en una sucesioacuten de compresiones y dilataciones que alteran la densidad normal del medio (tal como el aire) en el que se propagan este tipo de onda se designa como onda elaacutestica

Distinguir la diferencia entre sonido y ruido El ruido es un sonido indeseable un sonido intenso se considera ruido la intensidad del sonido se mide en decibeles (dB) y dicha intensidad se calcula con la relacioacuten

Intensidad del sonido endB= fuerzadeunsonido dadofuerzade unsonido justamente perceptible

Sentildealar en que consiste la escala decibel Para medir la intensidad del sonido se podriacutea hacer utilizando la escala de vatios nos encontrariacuteamos con el inconveniente de tener que utilizar nuacutemeros demasiado pequentildeos o demasiado grandes ademaacutes la escala seriacutea poco praacutectica porque no partiriacutea de cero sino de alguacuten nuacutemero que representara el sonido audible maacutes bajo Para obviar estos defectos y simplificar la medicioacuten de intensidad sonora se hace lo siguiente bull Se crea una nueva unidad de medicioacuten de intensidad sonora llamada el decibel deci (que significa diez) o sea una referencia a la base de los logaritmos comunes y bel (de Alexander Graham Bell) y la definimos en teacuterminos de la razoacuten de la intensidad de un sonido con respecto a otro bull Establecemos que el sonido maacutes bajo perceptible para el oiacutedo tendraacute el valor de cero decibeles (dB) y constituiraacute el punto de partida de nuestra escala de medicioacuten del sonido bull Nos servimos de los logaritmos de las razones de los sonidos de intensidades distintas para expresar los grados de intensidad sonora El logaritmo de un nuacutemero ldquode base 10rdquo es sencillamente el nuacutemero de veces que 10 es multiplicado por siacute mismo para dar el nuacutemero en cuestioacuten si el nuacutemero es muacuteltiplo de 10 el logaritmo es el nuacutemero de ceros que contenga

Log10 100 = 2 Log10 1000000 = 6 Log10 1 = 0

Describir algunos efectos nocivos del ruidobull Obstaacuteculo para la comunicacioacuten en teacuterminos generales el ruido nos distrae de los sonidos que deseamos o debemos escuchar bull Peacuterdida del oiacutedo la exposicioacuten prolongada al ruido fuerte puede ocasionar la perdida paulatina del oiacutedo son varios los efectos del ruido que pueden ocasionar la peacuterdida del oiacutedo como la intensidad (80 dB o maacutes provocan peacuterdida permanente del oiacutedo) la frecuencia (en ruido a 200 ciclos por segundo y con una intensidad de 95 dB reduciraacute la capacidad auditiva) bull Otros efectos sobre la salud y la conducta como reacciones de ansiedad tensioacuten y en casos extremos miedo cambios hormonales que ocasionan aumento en el latido cardiaco contraccioacuten de los vasos sanguiacuteneos espasmos digestivos dilatacioacuten de las pupilas etc

Mencionar algunas formas de controlar el ruido 1 Reduccioacuten del manantial 2 Interrupcioacuten de la viacutea 3 Proteccioacuten del receptor

Definir que es el nuacutemero Mach Las velocidades supersoacutenicas suelen medirse en nuacutemeros Mach

NuacutemeroMach= velocidad del objetovelocidad del sonido

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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Describir el concepto ldquotasa vitalrdquo Los demoacutegrafos estudian a menudo las tasas vitales esto es el nuacutemero de acontecimientos vitales que le ocurren a una poblacioacuten durante un periacuteodo determinado de tiempo dividido entre el volumen de la poblacioacuten (acontecimientos vitales los nacimientos las muertes los matrimonios y las migraciones)

Moacutedulo 14 PREDICCIOacuteN DEL VOLUMEN FUTURO DE LA POBLACIOacuteN

Definir el teacutermino ldquocohorte de nacimientordquo Los demoacutegrafos definen cohorte de nacimiento como un grupo de personas nacidas en un determinado periacuteodo de tiempo por ejemplo un determinado antildeo

Interpretar las distribuciones esquemaacuteticas de la poblacioacuten relativas a la edad y sexo Para predecir cualquier volumen futuro de la poblacioacuten seriacutea muy uacutetil saber el nuacutemero de varones y mujeres en edad reproductiva el nuacutemero de nintildeos que llegaraacuten pronto a dicha edad y el nuacutemero de personas ancianas una distribucioacuten hipoteacutetica con respecto a la edad y sexo se muestra en la Figura 1 (obseacutervese que la graacutefica muestra que hay el mismo nuacutemero de varones y de mujeres en cada grupo de edad) La Figura 1 representariacutea una poblacioacuten en la que bull Los muchachos y las muchachas nacieran a una frecuencia igual bull Naceriacutea cada antildeo durante un siglo el mismo nuacutemero de personas bull Todo el mundo moririacutea a la edad de 100 antildeos bull Cada persona tendriacutea al nacimiento una probabilidad igual a morir en cada antildeo de su vida En cambio en la poblacioacuten humana real nacen aproximadamente 106 muchachos por cada 100 muchachas ni tampoco es constante durante todo el curso de la vida de un individuo la probabilidad de morir en lugar de ello una proporcioacuten relativamente grande de personas muere siendo muy joacutevenes relativamente pocos mueren entre las edades de 10 y 50 antildeos y la proporcioacuten de personas que mueren cada antildeo despueacutes de los 50 aumenta raacutepidamente Ademaacutes hay una curva pronunciada en la mortalidad en relacioacuten con el sexo las mujeres tienen una mayor probabilidad de sobrevivir de un antildeo al siguiente durante todo el curso de su vida excepto en algunas sociedades durante los antildeos de parto La Figura 2 presenta una distribucioacuten en relacioacuten con la edad y el sexo que refleja con mayor aproximacioacuten estas caracteriacutesticas demograacuteficas ademaacutes de estos fenoacutemenos razonablemente predecibles pueden tener cambios que lo sean menos en efecto el crecimiento de la poblacioacuten se ve afectado por acontecimientos tales como la guerra la escasez los progresos meacutedicos y los cambios en las costumbres sociales

Describir algunos de los factores que afectan el crecimiento de las poblaciones bull Liacutemites de espacios bull Liacutemites de alimento bull Decisiones concretas de las familias y las naciones bull El hambre bull Las enfermedades bull Fuerzas sociales complicadas que se relacionan entre siacute

Moacutedulo 15 CONTAMINACIOacuteN TEacuteRMICA

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Sentildealar a la temperatura como contaminante ambiental Los organismos de sangre caliente (mamiacuteferos y aves) tienen la capacidad de regular la temperatura de sus cuerpos a medida que la temperatura ambiental aumente o disminuya no observaacutendose lo mismo en los organismos de sangre friacutea como los peces la industria de la energiacutea eleacutectrica y particularmente las plantas de energiacutea nuclear producen calor sobrante y este calor resulta maacutes praacutectico descargarlo en las aguas corrientes este calor sobrante calentaraacute el agua de riacuteos y estanques modificando las formas de vida y alterando de manera considerable el ecosistema acuaacutetico Dicho calor ocasiona un aumento en el consumo de oxiacutegeno de las especies apreciadas por el hombre (trucha semora sarco perca amarilla etc) y su muerte posterior estas especies cuyos ciclos vitales se desarrollan en aguas friacuteas primero alteran sus ciclos vitales y posteriormente van a su extincioacuten y al reemplazamiento de estas especies uacutetiles para el hombre por otras maacutes rudas pero de menor utilidad (sarco lobina etc)

Describir como en todo proceso donde se realiza un trabajo se produce calor El trabajo y el calor son dos formas de energiacutea por lo que se puede convertir trabajo en calor o calor en trabajo Por ejemplo si tenemos friacuteo frotamos nuestras manos en este caso el trabajo aplicado al frotamiento de las manos se ha transformado en calor otro ejemplo lo constituye un automoacutevil el cual usa un combustible que tiene energiacutea potencial al hacerlo explotar en la caacutemara del pistoacuten el gas caliente resultante se aplicaraacute en mover el pistoacuten y consecuentemente al vehiacuteculo pero en este caso no toda la energiacutea caloriacutefica se aplica para mover el automoacutevil de modo que mucha de dicha energiacutea se pierde en la atmoacutesfera en los gases de escape del motor

Enunciar la primera Ley de la Termodinaacutemica La palabra termodinaacutemica proviene de termo=calor y dinaacutemica=trabajo es pues el estudio del calor para producir trabajo la primera Ley de la Termodinaacutemica dice ldquola energiacutea contenida en el Universo no puede crearse ni destruirse solo se transforma de una forma a otra en energiacuteardquo Esta ley tambieacuten es llamada la ley de ldquono puedes ganarrdquo

Explicar porque no es posible construir una maacutequina de movimiento perpetuo Una maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado es aquella que produciriacutea trabajo indefinidamente mientras que una maacutequina de movimiento perpetuo de segundo grado es aquella que aprovechariacutea la energiacutea contenida en el agua o en el aire enfriaacutendolos para su funcionamiento Ninguna de las dos maacutequinas es susceptible de implementarse la razoacuten es que para la maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado se opone la primera Ley de la Termodinaacutemica (de alguna parte se tiene que proporcionar energiacutea para que efectuacutee su trabajo) la segunda es entendible pero igualmente imposible de fabricar es imposible que el flujo energeacutetico se enfriacutee por debajo de la temperatura del medio ambiente circundante para aprovechar su energiacutea caloriacutefica

Describir la segunda Ley de la Termodinaacutemica Puede definirse esta ley empleando el enunciado negativo que de ella postuloacute Lord Kelvin (1824-1907) ldquoEs imposible por medio de la accioacuten de un material inanimado obtener efecto mecaacutenico de una porcioacuten cualquiera de materia enfriaacutendola por debajo de la temperatura del maacutes friacuteo de los objetos circundantesrdquo otra expresioacuten para la segunda ley de la termodinaacutemica es ldquodos cuerpos en contacto teacutermico acaban alcanzando una temperatura comuacutenrdquo Tambieacuten la ley de ldquono me puedes empatarrdquo

Explicar en que consiste un termomotor Un termomotor es una maacutequina que consume combustibles para producir calor y convertir el calor en trabajo un termomotor se puede hacer trabajar mediante dos procesos a saber bull Habiacutea de ser absorbido calor por las partes accionadas de alguna fuente caliente bull El calor de desecho ha de ser pasado a un depoacutesito externo a una temperatura inferior Para un termomotor la substancia de trabajo suele ser un gas que se dilata para realizar trabajo contra un eacutembolo o la hoja de una turbina el gas se enfriacutea al realizar trabajo pero no puede enfriarse por debajo de la temperatura de aquello que lo rodea por consiguiente hay que adoptar alguna medida para eliminar el desecho de calor de un termomotor En la praacutectica el enfriamiento suele realizarse ya sea haciendo pasar aire por el motor o bien vertiendo agua sobre el mismo en la mayoriacutea de los automoacuteviles el agua circula a traveacutes del motor se enfriacutea al pasar por el radiador y vuelve a circular En las grandes centrales eleacutectricas donde se crea una gran cantidad de calor el elemento refrescante es a menudo un riacuteo un lago o el mar

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Moacutedulo 16 EL RUIDO

Describir la forma de transmisioacuten del sonido a traveacutes del aire El sonido es una forma de energiacutea que es ocasionada por un cuerpo en movimiento este movimiento pone en alguna forma en movimiento el aire el cual hace luego mover alguacuten dispositivo receptor en el oiacutedo esta transferencia de energiacutea sonora a traveacutes del aire tiene lugar en forma de onda

Definir longitud de onda Cuando observamos el agua de un estanque tranquilo tiene una superficie plana si se lanza una piedra se ocasiona una perturbacioacuten la cual se manifiesta en forma de ondas de modo que el nivel seraacute maacutes alto en algunos lugares (crestas) y maacutes bajo en otros (valles o senos) la distancia entre trastornos sucesivos del mismo tipo tal como entre dos crestas vecinas o dos senos sucesivos se designa como longitud de onda

Explicar el significado de onda elaacutestica El sonido se transmite de una forma similar a como viajan las ondas en el agua solo que en vez de manifestarse como crestas y senos la onda de sonido consiste en una sucesioacuten de compresiones y dilataciones que alteran la densidad normal del medio (tal como el aire) en el que se propagan este tipo de onda se designa como onda elaacutestica

Distinguir la diferencia entre sonido y ruido El ruido es un sonido indeseable un sonido intenso se considera ruido la intensidad del sonido se mide en decibeles (dB) y dicha intensidad se calcula con la relacioacuten

Intensidad del sonido endB= fuerzadeunsonido dadofuerzade unsonido justamente perceptible

Sentildealar en que consiste la escala decibel Para medir la intensidad del sonido se podriacutea hacer utilizando la escala de vatios nos encontrariacuteamos con el inconveniente de tener que utilizar nuacutemeros demasiado pequentildeos o demasiado grandes ademaacutes la escala seriacutea poco praacutectica porque no partiriacutea de cero sino de alguacuten nuacutemero que representara el sonido audible maacutes bajo Para obviar estos defectos y simplificar la medicioacuten de intensidad sonora se hace lo siguiente bull Se crea una nueva unidad de medicioacuten de intensidad sonora llamada el decibel deci (que significa diez) o sea una referencia a la base de los logaritmos comunes y bel (de Alexander Graham Bell) y la definimos en teacuterminos de la razoacuten de la intensidad de un sonido con respecto a otro bull Establecemos que el sonido maacutes bajo perceptible para el oiacutedo tendraacute el valor de cero decibeles (dB) y constituiraacute el punto de partida de nuestra escala de medicioacuten del sonido bull Nos servimos de los logaritmos de las razones de los sonidos de intensidades distintas para expresar los grados de intensidad sonora El logaritmo de un nuacutemero ldquode base 10rdquo es sencillamente el nuacutemero de veces que 10 es multiplicado por siacute mismo para dar el nuacutemero en cuestioacuten si el nuacutemero es muacuteltiplo de 10 el logaritmo es el nuacutemero de ceros que contenga

Log10 100 = 2 Log10 1000000 = 6 Log10 1 = 0

Describir algunos efectos nocivos del ruidobull Obstaacuteculo para la comunicacioacuten en teacuterminos generales el ruido nos distrae de los sonidos que deseamos o debemos escuchar bull Peacuterdida del oiacutedo la exposicioacuten prolongada al ruido fuerte puede ocasionar la perdida paulatina del oiacutedo son varios los efectos del ruido que pueden ocasionar la peacuterdida del oiacutedo como la intensidad (80 dB o maacutes provocan peacuterdida permanente del oiacutedo) la frecuencia (en ruido a 200 ciclos por segundo y con una intensidad de 95 dB reduciraacute la capacidad auditiva) bull Otros efectos sobre la salud y la conducta como reacciones de ansiedad tensioacuten y en casos extremos miedo cambios hormonales que ocasionan aumento en el latido cardiaco contraccioacuten de los vasos sanguiacuteneos espasmos digestivos dilatacioacuten de las pupilas etc

Mencionar algunas formas de controlar el ruido 1 Reduccioacuten del manantial 2 Interrupcioacuten de la viacutea 3 Proteccioacuten del receptor

Definir que es el nuacutemero Mach Las velocidades supersoacutenicas suelen medirse en nuacutemeros Mach

NuacutemeroMach= velocidad del objetovelocidad del sonido

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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Sentildealar a la temperatura como contaminante ambiental Los organismos de sangre caliente (mamiacuteferos y aves) tienen la capacidad de regular la temperatura de sus cuerpos a medida que la temperatura ambiental aumente o disminuya no observaacutendose lo mismo en los organismos de sangre friacutea como los peces la industria de la energiacutea eleacutectrica y particularmente las plantas de energiacutea nuclear producen calor sobrante y este calor resulta maacutes praacutectico descargarlo en las aguas corrientes este calor sobrante calentaraacute el agua de riacuteos y estanques modificando las formas de vida y alterando de manera considerable el ecosistema acuaacutetico Dicho calor ocasiona un aumento en el consumo de oxiacutegeno de las especies apreciadas por el hombre (trucha semora sarco perca amarilla etc) y su muerte posterior estas especies cuyos ciclos vitales se desarrollan en aguas friacuteas primero alteran sus ciclos vitales y posteriormente van a su extincioacuten y al reemplazamiento de estas especies uacutetiles para el hombre por otras maacutes rudas pero de menor utilidad (sarco lobina etc)

Describir como en todo proceso donde se realiza un trabajo se produce calor El trabajo y el calor son dos formas de energiacutea por lo que se puede convertir trabajo en calor o calor en trabajo Por ejemplo si tenemos friacuteo frotamos nuestras manos en este caso el trabajo aplicado al frotamiento de las manos se ha transformado en calor otro ejemplo lo constituye un automoacutevil el cual usa un combustible que tiene energiacutea potencial al hacerlo explotar en la caacutemara del pistoacuten el gas caliente resultante se aplicaraacute en mover el pistoacuten y consecuentemente al vehiacuteculo pero en este caso no toda la energiacutea caloriacutefica se aplica para mover el automoacutevil de modo que mucha de dicha energiacutea se pierde en la atmoacutesfera en los gases de escape del motor

Enunciar la primera Ley de la Termodinaacutemica La palabra termodinaacutemica proviene de termo=calor y dinaacutemica=trabajo es pues el estudio del calor para producir trabajo la primera Ley de la Termodinaacutemica dice ldquola energiacutea contenida en el Universo no puede crearse ni destruirse solo se transforma de una forma a otra en energiacuteardquo Esta ley tambieacuten es llamada la ley de ldquono puedes ganarrdquo

Explicar porque no es posible construir una maacutequina de movimiento perpetuo Una maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado es aquella que produciriacutea trabajo indefinidamente mientras que una maacutequina de movimiento perpetuo de segundo grado es aquella que aprovechariacutea la energiacutea contenida en el agua o en el aire enfriaacutendolos para su funcionamiento Ninguna de las dos maacutequinas es susceptible de implementarse la razoacuten es que para la maacutequina de movimiento perpetuo de primer grado se opone la primera Ley de la Termodinaacutemica (de alguna parte se tiene que proporcionar energiacutea para que efectuacutee su trabajo) la segunda es entendible pero igualmente imposible de fabricar es imposible que el flujo energeacutetico se enfriacutee por debajo de la temperatura del medio ambiente circundante para aprovechar su energiacutea caloriacutefica

Describir la segunda Ley de la Termodinaacutemica Puede definirse esta ley empleando el enunciado negativo que de ella postuloacute Lord Kelvin (1824-1907) ldquoEs imposible por medio de la accioacuten de un material inanimado obtener efecto mecaacutenico de una porcioacuten cualquiera de materia enfriaacutendola por debajo de la temperatura del maacutes friacuteo de los objetos circundantesrdquo otra expresioacuten para la segunda ley de la termodinaacutemica es ldquodos cuerpos en contacto teacutermico acaban alcanzando una temperatura comuacutenrdquo Tambieacuten la ley de ldquono me puedes empatarrdquo

Explicar en que consiste un termomotor Un termomotor es una maacutequina que consume combustibles para producir calor y convertir el calor en trabajo un termomotor se puede hacer trabajar mediante dos procesos a saber bull Habiacutea de ser absorbido calor por las partes accionadas de alguna fuente caliente bull El calor de desecho ha de ser pasado a un depoacutesito externo a una temperatura inferior Para un termomotor la substancia de trabajo suele ser un gas que se dilata para realizar trabajo contra un eacutembolo o la hoja de una turbina el gas se enfriacutea al realizar trabajo pero no puede enfriarse por debajo de la temperatura de aquello que lo rodea por consiguiente hay que adoptar alguna medida para eliminar el desecho de calor de un termomotor En la praacutectica el enfriamiento suele realizarse ya sea haciendo pasar aire por el motor o bien vertiendo agua sobre el mismo en la mayoriacutea de los automoacuteviles el agua circula a traveacutes del motor se enfriacutea al pasar por el radiador y vuelve a circular En las grandes centrales eleacutectricas donde se crea una gran cantidad de calor el elemento refrescante es a menudo un riacuteo un lago o el mar

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Describir la forma de transmisioacuten del sonido a traveacutes del aire El sonido es una forma de energiacutea que es ocasionada por un cuerpo en movimiento este movimiento pone en alguna forma en movimiento el aire el cual hace luego mover alguacuten dispositivo receptor en el oiacutedo esta transferencia de energiacutea sonora a traveacutes del aire tiene lugar en forma de onda

Definir longitud de onda Cuando observamos el agua de un estanque tranquilo tiene una superficie plana si se lanza una piedra se ocasiona una perturbacioacuten la cual se manifiesta en forma de ondas de modo que el nivel seraacute maacutes alto en algunos lugares (crestas) y maacutes bajo en otros (valles o senos) la distancia entre trastornos sucesivos del mismo tipo tal como entre dos crestas vecinas o dos senos sucesivos se designa como longitud de onda

Explicar el significado de onda elaacutestica El sonido se transmite de una forma similar a como viajan las ondas en el agua solo que en vez de manifestarse como crestas y senos la onda de sonido consiste en una sucesioacuten de compresiones y dilataciones que alteran la densidad normal del medio (tal como el aire) en el que se propagan este tipo de onda se designa como onda elaacutestica

Distinguir la diferencia entre sonido y ruido El ruido es un sonido indeseable un sonido intenso se considera ruido la intensidad del sonido se mide en decibeles (dB) y dicha intensidad se calcula con la relacioacuten

Intensidad del sonido endB= fuerzadeunsonido dadofuerzade unsonido justamente perceptible

Sentildealar en que consiste la escala decibel Para medir la intensidad del sonido se podriacutea hacer utilizando la escala de vatios nos encontrariacuteamos con el inconveniente de tener que utilizar nuacutemeros demasiado pequentildeos o demasiado grandes ademaacutes la escala seriacutea poco praacutectica porque no partiriacutea de cero sino de alguacuten nuacutemero que representara el sonido audible maacutes bajo Para obviar estos defectos y simplificar la medicioacuten de intensidad sonora se hace lo siguiente bull Se crea una nueva unidad de medicioacuten de intensidad sonora llamada el decibel deci (que significa diez) o sea una referencia a la base de los logaritmos comunes y bel (de Alexander Graham Bell) y la definimos en teacuterminos de la razoacuten de la intensidad de un sonido con respecto a otro bull Establecemos que el sonido maacutes bajo perceptible para el oiacutedo tendraacute el valor de cero decibeles (dB) y constituiraacute el punto de partida de nuestra escala de medicioacuten del sonido bull Nos servimos de los logaritmos de las razones de los sonidos de intensidades distintas para expresar los grados de intensidad sonora El logaritmo de un nuacutemero ldquode base 10rdquo es sencillamente el nuacutemero de veces que 10 es multiplicado por siacute mismo para dar el nuacutemero en cuestioacuten si el nuacutemero es muacuteltiplo de 10 el logaritmo es el nuacutemero de ceros que contenga

Log10 100 = 2 Log10 1000000 = 6 Log10 1 = 0

Describir algunos efectos nocivos del ruidobull Obstaacuteculo para la comunicacioacuten en teacuterminos generales el ruido nos distrae de los sonidos que deseamos o debemos escuchar bull Peacuterdida del oiacutedo la exposicioacuten prolongada al ruido fuerte puede ocasionar la perdida paulatina del oiacutedo son varios los efectos del ruido que pueden ocasionar la peacuterdida del oiacutedo como la intensidad (80 dB o maacutes provocan peacuterdida permanente del oiacutedo) la frecuencia (en ruido a 200 ciclos por segundo y con una intensidad de 95 dB reduciraacute la capacidad auditiva) bull Otros efectos sobre la salud y la conducta como reacciones de ansiedad tensioacuten y en casos extremos miedo cambios hormonales que ocasionan aumento en el latido cardiaco contraccioacuten de los vasos sanguiacuteneos espasmos digestivos dilatacioacuten de las pupilas etc

Mencionar algunas formas de controlar el ruido 1 Reduccioacuten del manantial 2 Interrupcioacuten de la viacutea 3 Proteccioacuten del receptor

Definir que es el nuacutemero Mach Las velocidades supersoacutenicas suelen medirse en nuacutemeros Mach

NuacutemeroMach= velocidad del objetovelocidad del sonido

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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Describir la forma de transmisioacuten del sonido a traveacutes del aire El sonido es una forma de energiacutea que es ocasionada por un cuerpo en movimiento este movimiento pone en alguna forma en movimiento el aire el cual hace luego mover alguacuten dispositivo receptor en el oiacutedo esta transferencia de energiacutea sonora a traveacutes del aire tiene lugar en forma de onda

Definir longitud de onda Cuando observamos el agua de un estanque tranquilo tiene una superficie plana si se lanza una piedra se ocasiona una perturbacioacuten la cual se manifiesta en forma de ondas de modo que el nivel seraacute maacutes alto en algunos lugares (crestas) y maacutes bajo en otros (valles o senos) la distancia entre trastornos sucesivos del mismo tipo tal como entre dos crestas vecinas o dos senos sucesivos se designa como longitud de onda

Explicar el significado de onda elaacutestica El sonido se transmite de una forma similar a como viajan las ondas en el agua solo que en vez de manifestarse como crestas y senos la onda de sonido consiste en una sucesioacuten de compresiones y dilataciones que alteran la densidad normal del medio (tal como el aire) en el que se propagan este tipo de onda se designa como onda elaacutestica

Distinguir la diferencia entre sonido y ruido El ruido es un sonido indeseable un sonido intenso se considera ruido la intensidad del sonido se mide en decibeles (dB) y dicha intensidad se calcula con la relacioacuten

Intensidad del sonido endB= fuerzadeunsonido dadofuerzade unsonido justamente perceptible

Sentildealar en que consiste la escala decibel Para medir la intensidad del sonido se podriacutea hacer utilizando la escala de vatios nos encontrariacuteamos con el inconveniente de tener que utilizar nuacutemeros demasiado pequentildeos o demasiado grandes ademaacutes la escala seriacutea poco praacutectica porque no partiriacutea de cero sino de alguacuten nuacutemero que representara el sonido audible maacutes bajo Para obviar estos defectos y simplificar la medicioacuten de intensidad sonora se hace lo siguiente bull Se crea una nueva unidad de medicioacuten de intensidad sonora llamada el decibel deci (que significa diez) o sea una referencia a la base de los logaritmos comunes y bel (de Alexander Graham Bell) y la definimos en teacuterminos de la razoacuten de la intensidad de un sonido con respecto a otro bull Establecemos que el sonido maacutes bajo perceptible para el oiacutedo tendraacute el valor de cero decibeles (dB) y constituiraacute el punto de partida de nuestra escala de medicioacuten del sonido bull Nos servimos de los logaritmos de las razones de los sonidos de intensidades distintas para expresar los grados de intensidad sonora El logaritmo de un nuacutemero ldquode base 10rdquo es sencillamente el nuacutemero de veces que 10 es multiplicado por siacute mismo para dar el nuacutemero en cuestioacuten si el nuacutemero es muacuteltiplo de 10 el logaritmo es el nuacutemero de ceros que contenga

Log10 100 = 2 Log10 1000000 = 6 Log10 1 = 0

Describir algunos efectos nocivos del ruidobull Obstaacuteculo para la comunicacioacuten en teacuterminos generales el ruido nos distrae de los sonidos que deseamos o debemos escuchar bull Peacuterdida del oiacutedo la exposicioacuten prolongada al ruido fuerte puede ocasionar la perdida paulatina del oiacutedo son varios los efectos del ruido que pueden ocasionar la peacuterdida del oiacutedo como la intensidad (80 dB o maacutes provocan peacuterdida permanente del oiacutedo) la frecuencia (en ruido a 200 ciclos por segundo y con una intensidad de 95 dB reduciraacute la capacidad auditiva) bull Otros efectos sobre la salud y la conducta como reacciones de ansiedad tensioacuten y en casos extremos miedo cambios hormonales que ocasionan aumento en el latido cardiaco contraccioacuten de los vasos sanguiacuteneos espasmos digestivos dilatacioacuten de las pupilas etc

Mencionar algunas formas de controlar el ruido 1 Reduccioacuten del manantial 2 Interrupcioacuten de la viacutea 3 Proteccioacuten del receptor

Definir que es el nuacutemero Mach Las velocidades supersoacutenicas suelen medirse en nuacutemeros Mach

NuacutemeroMach= velocidad del objetovelocidad del sonido

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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Si un objeto se mueve a la velocidad sonido el numerador y el denominador de la ecuacioacuten son los mismos y el nuacutemero mach es igual a 1 mach 2 equivale a 2 veces la velocidad del sonido y mach 3 es 3 veces la velocidad del sonido y asiacute sucesivamente cuanto maacutes alto sea el nuacutemero mach es una determinada altura tanto mayor seraacute la energiacutea y por consiguiente el efecto destructivo del boom soacutenico (velocidad del sonido = 343 metros por segundo) (El libro menciona datos distintos a los expuestos en este paacuterrafo Consulte a su asesor)

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