TER_U2_EA

7/27/2019 TER_U2_EA

http://slidepdf.com/reader/full/teru2ea 1/7

Rodolfo Cárdenas López

AL12520890

Ingeniería En tecnología Ambiental

Evidencia de aprendizaje.

Escalando el Popo: Elección de modelos.

INTRODUCCIÓN

Los volcanes, una de las más poderosas fuerzas de la naturaleza, siempre han inspirado espanto y

terror. Cuando un volcán entra en erupción, puede producir olas de lava que se deslizan por sus

laderas, destruyéndolo todo a su paso, o estallar con una explosión atronadora, lanzando a

grandes alturas nubes de gases, cenizas y fragmentos de roca. Cualquiera que sea la forma de

erupción, esta pirotecnia natural altera para siempre el entorno.

En términos estrictos, un volcán es una abertura en la corteza terrestre a través una rotura , donde

ocurre la manifestación de procesos térmicos internos de un la emisión de productos sólidos,

líquidos y gaseosos en su superficie, cuando ocurre esta actividad podemos ver: ríos de lava, gases,

fumarolas, cenizas, lapilli y se escapa del interior de la tierra el magma o roca fundida, pero la

palabra también se aplica a la montaña de desechos que se acumulan alrededor de la abertura.

Este proceso continúa durante miles de años, por lo que el volcán puede alcanzar un tamaño

enorme.

7/27/2019 TER_U2_EA


DESARROLLO

El Popocatépetl (Del náhuatl popoca, humear, y tépetl, cerro) está situado en la parte central de la

Faja Volcánica Trans-Mexicana y es el volcán activo más joven de una cadena de volcanes con

tendencia N-S(Popocatépetl, Iztaccíhuatl, Tláloc) originados por la subducción de la placa de

Cocos. El volcán Popocatépetl se localiza a los 19.023°N de latitud y 98.662° W de longitud. Tieneuna altura de 5452 msnm, un cráter de 900 m de diámetro con una profundidad promedio de

300m .Su edificio cubre un área de 500 km2 abarcando los estados de Puebla, México y Morelos.

Hay muchos factores que controlan explosividad de las erupciones como nueva inyección de

magma, la acumulación interna de la presión, la viscosidad del magma, el gas contenido y si el

sistema de conductos se sella. Con el fin de reconocer estos procesos, el seguimiento del

comportamiento de las tasas de emisión de SO2, en combinación con otras fuentes de

información tales como la sismicidad, pueden ser importantes. En lo que respecta al gas, las

emisiones de SO2 dan alguna indicación de la cantidad de gas se encuentra en magmas.

COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS GASES DEL VOLCÁN El CENAPRED y la UNAM realizan monitoreo

de gases en el volcán Popocatépetl mediante la instalación y adquisición de datos de losinstrumentos COSPEC y DOAS, obteniendo en las mediciones de las plumas datos de flujo de SO2.

Los flujos piroclásticos corresponden a colapsos de la columna al fallar su capacidad ascensional.

Los fragmentos más pesados son proyectados balísticamente (bombas).Las partículas más finas se

dispersan en la atmósfera, cayendo en forma de lluvia de cenizas a grandes distancias del volcán.

Los gases pueden permanecer mucho tiempo en la estratosfera. Los factores controladores en los

gases volcánicos son las reacciones químicas en la fase gaseosa, la tectónica regional, contexto

geológico, la solubilidad delos gases disueltos en el magma y la interacción con un sistema

hidrotermal como el agua de lluvia a niveles poco profundos del volcán. En mayor proporción, los

gases están compuestos de elementos consistentes de Hidrógeno (H), Carbono (c), Oxígeno (O),

Azufre (S),Nitrógeno (N); incluyen alógenos como el Cloro (Cl), Flúor (F) y Bromo Br); en menorproporción gases raros como Helio (He), Neón (Ne),Argón (Ar), Kriptón (Kr) y Xenón (Xe). La

cantidad restante de metales (Na, V, Cr, Bi, Cu, Zn, Au) solo se encuentran en las descargas

fumarólicas de gases de alta temperatura. Algunos, como el azufre (S), pueden presentarse en

diferentes estados de oxidación en función de latemperatura.En la mayoría de las muestras de

gases fumarólicos, la cantidad desulfuro total: Total = SO2 + H2SEl sulfuro total es más baja que la

del CO2 pero generalmente mayor que el de HCL, aunque la relativa abundancia de S y de HCL en

los gases volcánicos puede variar mayormente. Los gases de H y N son típicamente menos del 2% y

el 1% del contenido de gas molar total, respectivamente, pero la concentración de N2 a menudo

es modificada por la contaminación del aire durante o después del muestreo. El nitrógeno junto a

los compuestos restantes del gas se encuentra en menos del 1%.El metano está generalmenteausente en fumarolas de alta temperatura, aunque hay casos donde se detecta. Los minerales que

conforman un granito (Qz, Pl, K-Feld, Msc) constituyen fases individuales de ese sistema, ya que

son idealmente homogéneos y mecánicamente separables entre sí. Sin embargo, el conjunto de

gases individuales (CO2, SO2, Cl2, etc.) que conforman una fumarola volcánica constituyen una

sola fase gaseosa. Las reacciones que suceden en los volcanes y que producen óxidos de azufre

también contaminan La atmósfera y reaccionan con el agua, produciendo ácidos que son dañinos.

7/27/2019 TER_U2_EA


Generalmente, las fumarolas de baja temperatura pueden representar el resultado de un

enfriamiento de gases de alta temperatura, con la consiguiente condensación de vapor de agua,

disolución de elementos ácidos y aumento de las concentraciones de H2 con respecto a H2S por

sus diferentes solubilidades. Si las salidas de gas son alimentadas por sistemas geotérmicos,

también pueden observarse cantidades comparables de CH4. El grupo más próximo al vértice del

hidrógeno, puede pertenecer a gases originados a mayores temperaturas, el sulfuro de hidrógenoy el metano indican desgasificación predominante a baja temperatura o procesos geotérmicos,

respectivamente.

VISUALIZACIÓN PREVIA ANTES DEL VIAJE AL POPO

Hay una dependencia gubernamental llamada CENAPRED, la cual se encarga de proporcionar

información al día de la situación volcánica. En este caso, se tomó una imagen que muestra la cara

norte del volcán, incluyendo el glaciar, El Ventorrillo, la Cañada de Nexpayantla y el cerro de

Tlamacas, vista desde el cerro del Altzomoni (Ixtaccíhuatl).Actualizada cada minuto

aproximadamente. Intensos nublados o problemas ocasionales en el sistema de transmisión o

captura de imágenes pueden impedir la visibilidad del volcán. Las imágenes se presentan día y

noche. Los puntos y objetos luminosos observados en ocasiones en la pantalla son debido a

reflejos en el cristal protector de la cámara. El control de la cámara se realiza a través de un enlace

digital dedicado de gran capacidad de 64 Kbyte y una interface diseñada por el Área de

Instrumentación y Cómputo del CENAPRE.

RUTAS PARA EL INGRESO AL POPO

a).-Para llegar al volcán Popocatépetl, Saliendo de México D.F se toma la autopista 150 que va a

Puebla y entre a la desviación a Chalco, 42 delante está Amecameca (carretera 115). Para llegar a

las faldas del volcán se debe salir del poblado de Amecameca y a 28 km llegar hasta el albergue deTlamacas ubicado a 3,900 mts, donde hay alojamiento. Aquí se encuentra un registro del Rescate

Alpino donde se anotan todos aquellos que pretendan escalarlo. Grandes avenidas permiten al

viajero caminar gozando del paisaje, el aire limpio y frío (alguno grados bajo cero). La vegetación

en los bosques se compone de pinos, oyameles, zacatones y diversas flores. La fauna de esta zona

la integran los conejos, los zorros, las ardillas, las tuzas, los zorros grises, el gato montés, los

coyotes y el venado de cola blanca. Se reportan 29 especies de aves. Los mejores meses para

visitar y escalar el Popocatépetl son de noviembre a marzo. Para entrar rumbo del Iztaccíhuatl en

paso de Cortez hay personal que cobra la entrada y esta como a 22 o 25 pesos mexicanos por

persona

b).-La ruta que usan los alpinistas es por el pueblo de Las Cruces, y se tarda de seis a ocho horas en

llegar a la cumbre, y otras tres horas en el descenso. La excursión se inicia en el refugio de

Tlamacas, al pie del volcán, que está a una altura de 3,960 metros, y hasta donde se puede llegar

cómodamente en autobús vía Amecameca, lo que se hace en dos o tres horas. La primera etapa

del ascenso es de dos horas, caminando sobre tierra volcánica. Al llegar al lugar llamado Las Cruces

debe tomarse el camino de la izquierda, no el de la derecha, porque es una ruta más difícil. Por

supuesto, no se aconseja ir solo ni en grupo si no llevan a un guía que conozca bien todo el

7/27/2019 TER_U2_EA


proceso de la ascensión. De Las Cruces se inicia la segunda etapa, que es la más fatigosa, porque

se pasa del suelo volcánico a la nieve. En el camino y en algunas rocas hay indicios que han dejado

otros alpinistas para guiarlos que ascienden por primera vez. Hay que dar varios rodeos y evitar

salientes y masas de nieve que no ofrezcan seguridad, y por fin se llega a una gran roca que está

justamente sobre el borde del cráter, que tiene una profundidad de 480 metros, y mide de un

extremo a otro 850 metros. Pero hay que caminar un poco más para llegar hasta la cumbre delvolcán, pues la roca gigantesca está en una parte inferior. Desde la cima se puede contemplar, en

un día claro, la Ciudad de México, el Izta, la ciudad de Puebla, y el Pico de Orizaba.

RECOMENDACIONES PREVIAS AL VIAJE AL POPO:

-Se advierte a los alpinistas noveles que vigilen el llamado mal de altura, que se manifiesta con

náuseas, fuertes dolores de cabeza y a veces hemorragia nasal. Se debe descansar hasta que

desaparezcan dichas molestias, y si no sucede esto, regresar en busca de ayuda médica, aunque se

dice que un díade descanso en el albergue de Tlamacas puede ayudar mucho.

-Llevar alimentos, debido a que los que venden en los puntos de entrada pueden ser dañinos parala salud, puesto que están expuestos a bajas temperaturas y a diversos gases desprendidos de las

fumarolas del volcán.

-Llevar ropa para el frio puede ser de pluma, o suéter grueso para el frio intenso (grados bajo cero)

-Sleeping bag para pasar la noche cuando se requiere o para descansar, y es recomendable crear

un sistema cerrado en donde no haya un intercambio sobre expuesto con los gases dela actividad

volcánica, las paredes del sleeping semejan a una frontera real.

-Tienda de campaña, similar también a un sistema cerrad, con fronteras reales.

-Agua para tomar cuidar que esté cerrada, éste sí sería un ejemplo de sistema cerrado, ya que la

presión y volumen serán constantes (hasta que la abras y le tomes, dejará de ser un gas ideal).

-Lámparas para visión nocturna.

-Se recomienda iniciar el ascenso entre las dos y las cuatro de la madrugada

-Ir bien equipado con bastones de esquí y un piolet, crampones, lámpara de cabeza o de minero

para la salida, botas de escalador, equipo de primeros auxilios y suficientes víveres para cualquier

emergencia.

La ley 0 de la termodinámica

Es muy interesante en la actividad volcánica del Popocatépetl, ya que por ejemplo, si hiciera

explosión, la lava que va cayendo sobre el volcán va creando la transferencia de calor entre la

tierra que va tocando, y la segunda ley de la Termodinámico, que nos habla de la energía interna,

ya que parte de esa energía se encuentra atrapada en el interior de nuestro planeta en los

elementos radiactivos que lo forman. Éstos se descomponen y liberan energía produciendo calor.

7/27/2019 TER_U2_EA


La elevada temperatura provoca que el núcleo externo de nuestro planeta se encuentre fundido.

El amortiguamiento del ascenso de gases del volcán Popocatépetl a alta temperatura se considera

que ocurre principalmente por la interacción con agua subterránea que debe asimismo producir

vaporización y aumento de presión. Presiones mayores pueden ser asociadas a niveles más altos

de amortiguación, que corresponden a mayores discrepancias entre la temperatura de equilibrio y

la observada. Desde que se desata la actividad eruptiva, cuando la presión interna sobrepasa lapresión confinante, la influencia de un incremento de presión no parece despreciable en el

seguimiento de la actividad volcánica. Si se tienen datos de la observación periódica de la

composición química de los gases de un sistema volcánico dado, los cambios en las reacciones gas-

agua pueden derivarse de las diferencias presentes entre las temperaturas de equilibrio y

observada, y un aumento en el desequilibrio puede interpretarse como un aumento de la

perturbación dentro del sistema. Un aumento del desequilibrio representa una condición

necesaria, pero no suficiente, para la ocurrencia de actividad eruptiva, y entonces sólo se puede

inferir un incremento de la probabilidad de ocurrencia de algún tipo de evento eruptivo. El

aumento de probabilidades, sin embargo, aunque no representa una predicción a corto plazo,

podría ser suficiente para establecer una alerta preliminar y preparar a Protección Civil anteposibles desastres producidos por la actividad volcánica. Cuando el estado de un sistema no

cambia con el tiempo se dice que está en equilibrio. En este caso los valores del conjunto de

parámetros termodinámicos permanecen constantes. El estado de equilibrio de un sistema está

determinado por unas pocas variables termodinámicas. Las propiedades que solo dependen del

estado del sistema se denominan funciones de estado. Cuando el estado de un sistema cambia, se

dice queja sufrido una transformación termodinámica. En particular, si un sistema pasa de un

estado a otro por una sucesión de estados de equilibrio, se dirá que la transformación es

cuasiestática.Un proceso cuasiestático representa una idealización de la realidad. Para producir

cambios reales debe haber diferencias de presiones, de temperaturas, etc. Pero haciendo que

estas diferencias sean lo suficientemente pequeñas se puede conseguir que el sistema se

encuentre tan cerca del equilibrio como se desee. Las variables termodinámicas se pueden

clasificar en dos categorías: intensivas y extensivas. Se llaman intensivas si no son afectadas al

dividir un sistema termodinámico en equilibrio en subsistemas mediante paredes diatérmicas que

mantienen a su vez cada subsistema en equilibrio.

En consecuencia estas variables resultan independientes del tamaño o de la masa del sistema.

Ejemplos de variables intensivas:

-La presión

-La temperatura y

-El potencial químico.

Una variable termodinámica se dice extensiva cuando varía en relacióncon la extensión o la masa

del sistema. Ejemplos de variables extensivas:

7/27/2019 TER_U2_EA


-El volumen

-La energía

-La entropía.

Debemos agregar que de todo parámetro o variable extensivo puede derivarse otro intensivo queserá el parámetro específico respectivo; por ejemplo del volumen puede derivarse el volumen

específico que es intensivo. En la termodinámica hay dos leyes básicas, y ambas se pueden

enunciar de modo de negar la posibilidad de ciertos procesos. La Primera Ley establece que es

imposible un proceso cíclico en el cual una máquina produzca trabajo sin que tenga lugar otro

efecto externo, es decir niega la posibilidad de lo que se suele llamar “máquina de movimiento

perpetuo de primera especie”.

La Segunda Ley no se puede enunciar de modo tan preciso como la primera sin una discusión

previa. Sin embargo, hecha la salvedad que ciertas definiciones se deben dar todavía, podemos

decir que la Segunda Ley establece que es imposible un proceso cíclico en el cual una máquinarealice trabajo intercambiando calor con una única fuente térmica. Esa máquina (inexistente) sería

una “máquina de movimiento perpetuo de segunda especie”. Hay tres grandes conceptos basados

en la idea de la entropía:

-Estados Intermoleculares (Grados de libertad) Cuanto más grados de libertad tenga una molécula

(cuanto más la molécula se pueda mover en el espacio, mayor será el grado de desorden y,

consecuentemente, mayor la entropía) Existen tres maneras por las que una molécula se puede

mover en el espacio y cada una tiene su nombre:

Rotación = movimiento alrededor un eje

Vibración = movimiento intermolecular de dos átomos unidos en relación uno del otro

Traslación = movimiento de una molécula de un lugar a otro.

-Estructuras Intermoleculares * A menudo se crean estructuras nuevas cuando las moléculas

interaccionan unan con otra mediante la formación de enlaces no covalentes. Esto tiende a reducir

el grado de desorden (y por tanto de entropía) del sistema ya que cualquier tipo de asociación

entre las moléculas estabiliza el movimiento de ambas y disminuye las posibilidades de

distribución azarosa.

-Número de posibilidades. Cuantas más moléculas estén presentes hay un mayor número de

posibilidades diferentes para distribuirlas moléculas en el espacio, lo que significa un mayor grado

de desorden de acuerdo a la estadística. De igual manera, si hay una mayor cantidad de espacio

disponible para distribuir las moléculas, la cantidad de desorden se incrementa por la misma

razón.Materia sólida (menos entropía) << líquidos << gases (mayor entropía) En el volcán

Popocatépetl, los cambios en entropía se simbolizan con ΔS.Debido a las razones mencionadas

7/27/2019 TER_U2_EA


anteriormente el incremento en entropía (ΔS > 0) es considerado favorable debido a que el

Universo tiende en dicho sentido. Una disminución en la entropía es generalmente considerada no

favorable a menos que exista un componente energéticoen el sistema de reacción que dé cuenta

de la disminución de la entropía(ver energía libre más abajo)

Biografías Electrónicas:

VOLCANES

http://www.monografias.com/trabajos94/sobre-volcanes/sobre-volcanes

http://mx.selecciones.com/contenido/a1804_que-son-los-volcanes

http://www.cenapred.unam.mx/

http://www.fisicanet.com.ar/fisica/termodinamica/

http://www.mflor.mx/materias/temas/termodinamica/termodinamica
















TER_U2_EA

Documents

Transcript of TER_U2_EA