Presentación de Contaminación Atmosférica que tiene como base el estudio de los aerosoles o partículas.

1. Propiedades y dinámica
de los aerosoles
Carlos Vázquez Vázquez

2. Contenido
Propiedades y dinámica de los aerosoles.
Distribución de tamaño de partículas
Propiedades de la distribución de tamaño
Composición química
Articulo científico

3. Aerosol
Suspensión estable de partículas solidas
y/o liquidas en la atmosfera.
En la literarita muchas veces el termino
aerosol y partículas es usado como
sinónimo.

4. Distribución de tamaño de
partículas

5. Tamaño de partícula
El tamaño de las partículas de los aerosoles
puede ir de 0.001µm a 100 µm (1 metro-
centenas de km; gramos - toneladas).
Partículas generadas por combustión
(automóviles, plantas de electricidad): 1µm.
Polvo, polen, fragmentos de plantas: < 1µm.

6. Tamaño de partícula
El tamaño de las partículas es un parámetro
esencial que afecta la composición química, las
propiedades ópticas, la sedimentación y la
capacidad de ser inhaladas por el tracto
respiratorio de los humanos.
Para efectos prácticos las partículas que
conforman los aerosoles son consideradas
esféricas.

7. Representación de procesos y reacciones químicas
asociadas con la materia particulada

8. Representaciones de la
concentración de partículas
Representa que la mayoría de las partículas son
mayores a 0.1µm

9. Representaciones de la
concentración de partículas
Rango 10 nm
Rango 160 nm
Concentración =200 /(.32-.16) = 1250
El hecho de tener
rangos diferentes
representa un
problema.
Normalización

10. Representaciones de la
concentración de partículas
Representa que apenas la mitad de las partículas
son menores a 0.1 µm

11. Representaciones de la
concentración de partículas
Erróneamente representa que las que la distribución
consta de partículas menores a 0.1 µm
Escala
logarítmica

12. Número de distribución
Hasta el momento se han usado intervalos
arbitrarios (∆Dp) para representar el tamaño de las
partículas, lo cual puede ser confuso y hacer que
la comparación entra la distribución de tamañanos
de partículas sea complicada.
Para evitar estas complicaciones los intervalos
deben de hacerse más pequeños:
∆Dp 0; ∆Dp = dDp

13. Número de distribución
 Entonces podemos describir la función de la distribución de
tamaño como:
 nN (Dp) dDp = número de partículas por cm3 de aire que tienen
diámetros en el rango Dp hasta (Dp+dDp).
 Entonces podemos calcular el número total de partículas por
cm3, Nt, con la siguiente expresión:

14. Distribuciones de área y volumen
 Muchas propiedades de los aerosoles dependen de la
distribución de área superficial y del volumen de las
partículas.
 Distribución de área superficial:
 nS (Dp) dDp = área superficial de partículas por cm3 de aire que
tienen diámetros en el rango Dp hasta (Dp+dDp).
 El área superficial total (St) de aerosol por cm3 se calcula:

15. Distribuciones de área y volumen
 Distribución de volumen:
 nV (Dp) dDp = volumen de partículas por cm3 de aire que tienen
diámetros en el rango Dp hasta (Dp+dDp).
 El volumen total (Vt) de aerosol por cm3 se calcula:

16. Ejemplo de distribuciones
Se pueden aplicar análisis
estadísticos

17. Propiedades en función del
volumen
 PARTICULAS FINAS
 Modo de acumulación: las partículas son el resultado de
emisiones primarias, condensación de sulfatos, nitratos y
compuestos orgánicos en fase gaseosa y coagulación de
partículas pequeñas.
 Condensación: resultado de emisiones primarias de
partículas y el crecimiento de partículas más pequeñas
mediante coagulación o condensación.
 Formación de gotas: se lleva a cabo durante la formación
de nubes.

18. Propiedades en función del
volumen
 PARTICULAS GRUESAS
 Por lo general son producidas por medios mecánicos,
erosión del suelo, polen, etc.

19. Propiedades en función del
número de partículas
 Modo de nucleación: en este modo se crea un cambio de
fase. Las partículas son partículas creadas in-situ.
 Modo Atiken: partículas de emisiones primarias que se
condensan conforme son transportadas por la atmosfera.

20. Partículas finas y gruesas
Partículas finas (<2.5
µm)
Partículas gruesas
(>2.5 µm)
Formación Reacciones químicas
Nucleación
Condensación
Coagulación
Polvos
Procesos mecánicos
Composición Sulfatos, nitratos,
amonio, ion hidrogeno,
compuesto orgánicos,
metales
Carbón y ceniza.
Cristales de silicio,
aluminio y fierro.
Polen.
Solubilidad Altamente solubles No solubles
Fuentes Combustión. Conversión
gas – partícula.
Océano, construcción,
erosión.
Tiempo de vida Días a semanas Minutos a días
Distancia Cientos a miles de km Decenas de km
Deposición Húmeda Húmeda / Seca

21. Aerosoles urbanos
 Son una mezcla de
partículas de emisiones
primarias de industrias,
transporte, generación de
electricidad y de material
formado por mecanismo de
conversión de gas –
partícula.
 Es común encontrar
concentraciones mayores
cerca de avenidas primarias
(100 metros).

22. Composición química
 Pueden encontrarse óxidos de azufre y de nitrógeno,
metales pesados, compuestos orgánicos.

23. Composición química

24. Distribución de tamaño de material metálico
particulado en aerosoles, Comarca
Lagunera
 Comarca Lagunera; ciudades de Torreón y Nuevo
Laredo (>1,000,000 habitantes).
 Transito vehicular , caminos sin pavimentar, minas de
cal y granito, plantas de ladrillo y la fundidora de
materiales no ferrosos más grande de América Latina
 El estudio se realizó 2008.
 Se colocaron dos medidores de partículas a una altura
mayor de 8 metros en edificios públicos de cada una
de las ciudades.
 3 días de monitoreo.
 Partículas menores a 0.49 µm, 0.49-0.9 µm, 0.9-1.5µm,
1.5-3.0µm, 3.0-7.2µm, 7.2-10µm.

25. Distribución de tamaño de material metálico
particulado en aerosoles, Comarca
Lagunera
 Las concentraciones de metales pesados en el
ambiente representan un riesgo latente para los
habitantes de la región.

26. Referencias
 Lazaridis M. (2011). First Principles of Meteorology and
Air Pollution. Spirnger Science + Business Media. Reino
Unido.
 Pérez R. et al. (2012). Size distribution particulate matter
of metals in urban aerosols, comarca lagunera, México.
David Publishing. Estados Unidos.
 Seinfeld J., Pandis S. (2006). Atmospheric chemistry and
pollution. John Wiley and sons, inc. Estados Unidos.
 Vallero D. (2008). Fundamentals of air pollution. Elsevier-
Academic Press. Estados Unidos.