2. La ciudad de Bogotá cuenta con 1 207 088 vehículos registrados, si consideramos que el promedio de emisiones de NOx es de 0.7 g/km, y de HC es de 0.9 g/km, por vehículo y suponiendo que el recorrido promedio de cada vehículo es de 23km/día. Calcule la cantidad de NOx y HC en volumen que son emitidos diariamente en Bogotá. Teniendo en cuenta que el límite de emisiones establecido por el Ministerio de Ambientes y Desarrollo Sostenible es de 0.25g/km para hidrocarburos y 0.62 g/km para óxidos de Nitrógeno (NOx), cuál es el volumen diario actualmente excedido. Emplee como peso molecular de NOx 40g/mol, de HC 82g/mol Centre su análisis en: El valor excedido y las implicaciones a la atmósfera y la salud de los bogotanos.
Respuestas
Para resolver el problema hacemos lo siguiente:
A) Calcule la cantidad de NOx y HC en volumen que son emitidos diariamente en Bogotá:
Entonces:
1) Calculamos la cantidad de kilómetros (Km) recorridos por todos los vehículos en dicha ciudad y a partir del recorrido promedio de cada vehículo, tendremos que:
Km / día = Número de vehículos x Recorrido promedio
Km / día = 1207088 vehículos x 23 Km /día-vehículo = 27.763.024 Km/día
2) Calculamos la emisión de NOx en base al promedio emitido por cada vehículo:
NOx = 0.7 g / km x 27763024 Km/día
= 19.434.116,8 g / día
3) Calculamos la emisión de HC en base al promedio emitido por cada vehículo:
HC = 0.9 g/Km x 27.763.024 Km/día = 24986721,6 g / día
4) Luego de eso hay que convertir los datos en gramos a volumen: Esto lo puede hacer convirtiendo la cantidad en gramos a números de moles, aplicando la masa molar dada para cada uno de los gases, posteriormente utilizas la ecuación de gases ideales con la presión y temperatura promedios en la ciudad.
4a) Moles de NOx:
moles = masa en gramos / masa molar = 19434.116,8 g / 40 g/mol
= 485.852,92 mol
4b) Datos de p y T supuestos: p = 1 atm, T = 20°C = 293.15 K
4c) Volumen de NOx
pV = nRT => V = nRT / p =
V = [ 485.852,92 mol x 0.0821 atm x litro/K xmol x 293.15 K ] / 1 atm = 11.693.321 litros diarios de NOx
Entonces tu respuesta a esta parte es = 11.693.321 litros diarios de NOx
4d) moles de HC
moles = masa en gramos / masa molar = 24.986.721,6 g / 82 g/mol
= 304.716 moles
4e) Volumen de HC
V = nRT/p = [304.716 molx 0.0821 atm x litro/K x mol x 293.15K ] / 1 atm = 7.333.787 litros diarios
Entonces tu respuesta a esta parte es = 7.333.787 litros diarios
B) Teniendo en cuenta que el límite de emisiones establecido por el Ministerio de Ambientes y Desarrollo Sostenible es de 0.25g/km para hidrocarburos y 0.62 g/km para óxidos de Nitrógeno (NOx), cuál es el volumen diario actualmente excedido. Emplee como peso molecular de NOx 40g/mol, de HC 82g/mol
En esta parte hacemos lo siguiente:
5) HC
límite 0.25 g / km
(Repite el cálculo anterior con este número)
masa de HC = 0.25 g / km x 27763024 km/día = 6.940.756 g/día
moles de HC = 6.940.756 g / 82 g/mol = 84643,37 mol
V = 84.643,37mol x 0.0821 atm x litro/K x mol x 293.15 K / 1 atm = 2.037.164 litros
Exceso = 7773787 litros - 2.037.164 litros = 5.736.623 litros por día
Entonces tu respuesta a esta parte es = 5.736.623 litros por día
6) NOx
límite 0,62 g/km
masa en gramos: 0,62 g/km x 27.763.024 km/día = 17.213.074,88 g/día
moles = 17.213.074,88 / 40g/mol = 430.326,87 mol
V = 430.326,87 mol x 0.0821atm x litro/mol x K x 293.15K /1atm = 10.356.941 litros
Exceso = 11.693.321 litros - 10.356.941 litros = 1336.380 litros diarios
Entonces tu respuesta a esta parte es = 1336.380 litros diarios