Existen diversos tipos de contaminantes que son los agentes causales de diversas enfermedades, está clasificación abarca contaminantes tóxicos, irritantes, alergénicos e infecciosos, los cuales pertenecen a la clasificación de los contaminantes químicos, físicos y biológicos.
Estos contaminantes afectan a todo el entorno, pero de forma preponderante se reflejan en la afectación del ambiente, este no es un fenómeno propio de la época moderna, sino que se remonta al momento de la aparición del hombre sobre el planeta.
Por otro lado, la naturaleza fácilmente puede recuperarse de perturbaciones pequeñas y no consistentes, derivadas del avance de la civilización o de eventos naturales, algunas de estas llevadas a cabo por el hombre han resultado irreversibles, estas perturbaciones han provocado desequilibrios y empobrecimiento de cada uno de los ecosistemas debido a la exposición de sustancias contaminantes que alteran su funcionamiento.
Es por ello que, para protegerse de cualquier actividad pública o privada que pueda causar desequilibrios ecológicos o rebasar aquellos límites o condiciones señaladas de cada uno de los contaminantes que puedan ser significativos para la salud del planeta, es necesaria la aplicación de leyes que regulen el uso y las emisiones de contaminantes por lo que en el país se promulgo la Ley General del Equilibrio Ecológico y Protección Ambiental.
Es decir, el Gobierno Federal y las entidades federativas, han instrumentado leyes y reglamentos que en correspondencia con su función, trazan las directrices de la política ambiental nacional, estatal y municipal, dentro de un marco de desarrollo planeado acorde con las condiciones medioambientales, el índice de contaminantes y el balance de materia y energía adecuado para tener una atmósfera en condiciones de flujo de energía y circulación de materia óptima para el abastecimiento constante y eficaz de los ecosistemas.
Por lo anterior, es necesario que leas acerca de algunas determinaciones del uso de tecnologías de remediación de sitios contaminados, algunos datos requeridos para la remediación de suelos contaminados, los factores que inciden en la eficiencia de una tecnología de remediación como son: el comportamiento de un contaminante en el suelo, sus características, procesos químicos, procesos físicos o de transporte, procesos biológicos, la ubicación geográfica, entre otros. Todo esto, lo podrás encontrar en la lectura Tecnologías de remediación para suelos contaminados de los autores Volke y Velasco publicado por el INE y la SEMARNAT en 2002.
Asimismo, Hannah Shayler, Murray McBride y Ellen Harrison, en su artículo Fuentes e impactos de contaminantes en los suelos, te muestra como estas fuentes y contaminantes en suelos están distribuidos, además podrás revisar que sucede con estos contaminantes en los suelos, cuales son algunas fuentes más comunes de contaminantes en suelos, como es que la gente está expuesta a estos contaminantes en los suelos, así como cuales son los posibles efectos en la salud por exposición a estos contaminantes y algunos aspectos que pueden verse afectados a partir de ello como son los impactos ambientales dentro de un ecosistema.
De igual manera, para conocer el balance de materia podrás observar a través de la Ley de la Conservación de la Materia, el método general para resolver balances de masa, las definiciones importantes de la terminología utilizada, además, de fórmulas para utilizar dichos cálculos, los elementos de correlación, los cálculos en procesos con recirculación y la purga un proceso de remediación para el impacto ambiental, puedes consultar el artículo Balance de materia de la Facultad Regional La Plata Integración III, publicado por la UTN en 2003.
El balance de materia de energía es un estado uniforme o estacionario que es importante en cualquier tipo de proceso tanto con reacciones químicas, como sin ellas. Muchas industrias químicas generan emisiones de componentes volátiles que deben ser controlados, de allí su relevancia en la tecnología de residuos de suelo y energía, un ejemplo de cómo se genera lo podemos ver en el CO conocido como monóxido de carbono, cuando se encuentra en exceso y es sustancialmente reducido mediante la separación de efluente de un reactor en donde este mismo CO es recirculado, y su corriente de alimentación posee 0% de reactivo, 50% son inertes y 10% son de CO, donde 2 moles de reactivo van a producir 2.5 moles de producto. Reflejándose la relación molar de las corrientes de reciclo y producto de la siguiente manera:
Ilustración 1. Balance de materia y energía (recirculación)
Es en este tipo de ejercicios donde el balance de materia y energía resulta importante, ya que puedes conocer los componentes volátiles de cualquier sistema contaminante además de conocer cómo se afecta el equilibrio en la naturaleza, haciéndose notar la cantidad de materia y energía que es utilizada y desperdiciada observándose cuanta energía es desperdiciada.
Otro de los tópicos que podrás revisar dentro del documento anterior, son los elementos de correlación, los cuales son materiales, que pasan de una a otra de las corrientes sin cambiar en ningún aspecto o sin permitir que se le sume o pierda material semejante a él, como podrás leer los cálculos de recirculación son las etapas más significativas de un proceso, es decir, en una tecnología de residuos ayuda a decidir si una tecnología es viable desde el punto de vista económico para saber qué posibilidad hay de realizarlo. La recirculación permite la recuperación y utilización de reactivos no consumidos, la recuperación de catalizadores, la dilución del flujo de un proceso y el control de una variable del proceso.
Asimismo, también pudiste revisar si es necesario completar la separación de parte de la alimentación a un proceso y la incorporación posterior a la corriente resultado del proceso, que es el que se conoce como BYPASS o derivación el cual tiene dos puntos de divergencia y un punto de mezcla. El bypass es una tecnología de remediación que ayuda a eliminar los residuos resultantes en cualquier proceso de contaminación, actuando como un filtro de dichos residuos.
Con lo anterior, se puede decir que en una reacción química se producen la separación de nuevos elementos y la desaparición de otros elementos que ya existían para dar lugar a los balances moleculares o grado de avance de una reacción química.
Si quieres observar el comportamiento de los contaminantes tóxicos así, como los daños genéticos, las alteraciones en el funcionamiento de las hormonas, las alergias y los efectos sinérgicos puedes consultar el tema Productos químicos: Efectos de los contaminantes tóxicos del libro Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente.
El balance de energía también es de suma importancia en el avance del aprendizaje para el análisis del comportamiento de contaminantes, haciéndose indispensable que consultes, el capítulo séptimo llamado fundamentos del flujo de calor en fluidos, en el subtema Balance de energía, escrito por los autores McCabe, Smith y Harriott, donde conocerás, los coeficientes de transferencia de calor y flujo de calor, como por ejemplo, el coeficiente global de la transferencia de calor y coeficientes individuales de transferencia de calor, los símbolos y una serie de problemas prácticos para que aterrices la teoría en la práctica sobre está temática.
Asimismo, es necesario que puedas considerar las principales aplicaciones de los balances como son el estudio de las operaciones básicas, y la comprobación de su funcionamiento (fugas), así como algunos ejemplos que te ayuden a determinar el balance de materia y energía en distintas industrias. Haciéndose necesario que consultes el quinto tema llamado Balances de energía publicado por la Universidad de Castilla.
Otro de los puntos importantes a considerar en el comportamiento de los contaminantes es el balance de reacciones, para ello es necesario que conozcas la clasificación de reacciones químicas en el diseño de reactores como son las homogéneas y heterogéneas, las variables que afectan la velocidad de reacción y la definición de la velocidad de reacción, a través del primer capítulo llamado Introducción del libro Ingeniería de las reacciones químicas de Levenspiel, editado en 2005.
Para ello, es importante mencionar los conceptos cinéticos y termodinámicos que son aplicados a nivel industrial para diseñar y hacer funcionar correctamente las reacciones químicas a escala industrial, teniendo como objetivo principal el diseño y el funcionamiento de los reactores químicos esto lo puedes consultar en el artículo de Ingeniería de Reacciones publicado por la Universidad Carlos III de Madrid.
Para terminar, es preciso que sepas interpretar los datos de velocidad de reacción, el cálculo comercial y diseño, fundamentos del diseño de reactores, cinética, química y termodinámica, termodinámica de las reacciones químicas y la clasificación de los reactores, toda esta información la encontraras en el capítulo uno llamado Introducción del libro Ingeniería de la cinética química de Smith publicado por CIA Editorial.
Por otro lado, en la siguiente página llamada Calculo de balances de materia en hojas de cálculo realizada por el Dr. Medina Arce publicada por el Instituto Politécnico Nacional podrás revisar el cálculo de balances de materia en procesos químicos utilizando una hoja de cálculo, también podrás observar ejemplos y mediante la solución en está hoja de cálculo encontraras diferentes estrategias de solución: solución secuencial modular y la solución simultánea.
Ahora que conoces las reacciones químicas su clasificación y balance, así como los reactores químicos, podrás darte cuenta de que son muchas y variadas las formas en que el hombre puede asegurar su supervivencia en la Tierra a largo plazo. Para ello todo tipo de actividad antropogénica debe estar enmarcada en el concepto de aprovechamiento racional. Es imposible evitar la expansión de las ciudades, la agricultura y la ganadería extensiva, el desarrollo industrial y todas y cada una de las actividades que proporcionan satisfactores para cubrir las necesidades básicas y no tan básicas del hombre. Por esta razón, se debe evitar la explosión demográfica, el consumismo, la explotación irracional de los recursos, la contaminación agresiva y las practicas agropecuarias que dañan los ecosistemas y comprometen su equilibrio, ejemplo de esto, son las técnicas de trabajo que determinan el tipo de contaminantes y su análisis que deben estar adaptadas para aprovechar al máximo los recursos energéticos y biomásicos de los ecosistemas para producir alimentos y otros artículos necesarios para la humanidad.
Al existir un equilibrio entre la materia y la energía y de las practicas que se utilizan para desarrollar los satisfactores de la humanidad se debe tener presente, la idea del desarrollo sustentable que implica que el hombre lleve a cabo un manejo racional de los recursos naturales renovables y no renovables, para existir y subsistir. Por lo tanto, los recursos transformados o no, solo alcanzan para sostener a una determinada cantidad de seres humanos, más allá de estos límites pueden existir cambios drásticos en el ambiente o desequilibrios ecológicos adversos, por lo que un buen análisis de los contaminantes puede ayudar a visualizar ecotecnologías que permitan el aprovechamiento racional de los recursos vegetales y animales, tanto terrestres como acuáticos.
Por ello, se puede afirmar que son muchas las acciones que son posibles emprender para lograrlo, hay maneras de atacar rápidamente este tipo de problemas, pero debes recordar que cada una de las más importantes es la preservación y restauración del medio ambiente a partir del análisis y estudio de la clasificación de los contaminantes, para lograr con ello un proceso estable entre la materia y la energía.
