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    I N D I C E

    1. Caractersticas ms Importantes de los Contaminantes y sus Efectos Sobre el Medio

    Ambiente....................................................................................................................1

    1.1 Introduccin....................................................................................................................1

    1.2 Contaminantes fotoqumicos...........................................................................................2

    1.2.1 Hidrocarburos no metano (HCNM)............................................................................21.2.2 Oxidos de nitrgeno (NO y NO2)...............................................................................4

    1.2.3 Oxidantes fotoqumicos. Ozono (O3).........................................................................5

    1.3 Dixido de azufre (SO2).................................................................................................6

    1.4 Monxido de carbono (CO)............................................................................................7

    1.5 Material particulado en suspensin (MP).......................................................................8

    2. Procesos Involucrados en la Contaminacin del Aire. Definiciones..........................11

    2.1 Fuente de Emisin.........................................................................................................11

    2.2 Propagacin de los Contaminantes...............................................................................12

    2.3 Contaminacin del Aire................................................................................................12

    3. Mediciones. Unidades. Presentacin de Datos...........................................................15

    3.1 Mediciones....................................................................................................................15

    3.2 Unidades de Medicin..................................................................................................15

    Tabla 3.2-I : Unidades de Medicin de Contaminantes...........................................15

    3.3 Presentacin de Datos. Calidad del Aire.......................................................................16

    Tabla 3.3-I. Efectos Sobre la Salud de los Distintos Estados de Contaminacin.....17

    Tabla 3.3-II Puntos de Quiebre de IEC...................................................................18

    3.4 Relacin entre la concentracin expresada en fraccin de volumen (ppm) y en masa

    por unidad de volumen (g/m3)................................................................................18

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    Tabla 3.4-I : Unidades............................................................................................19

    4. Normas de Calidad de Aire...........................................................................................20

    Tabla 4 -I: Normas de Calidad de Aire de la EPA...................................................22

    Tabla 4-II: Normas de control de calidad de Aire....................................................23

    5. Mtodos de Medicin y Anlisis. Instrumentacin......................................................24

    5.1 Introduccin..................................................................................................................24

    5.2 Clasificacin de los mtodos de medicin....................................................................24

    5.3 Criterios de seleccin de equipos de medicin.............................................................27

    5.4 Mediciones de Calidad de Aire en Atmsfera..............................................................29

    5.4.1 Sistema de toma de muestra.....................................................................................29

    5.4.1.1 Cabeza de toma de muestra......................................................................................29

    i) Contaminantes gaseosos....................................................................................30

    Figura 5.4.11: Cabeza muestreador para toma de muestra de contaminantes

    gaseosos....................................................................................................................30

    ii) Material Particulado..........................................................................................32

    Toma de muestra de material particulado total........................................................32

    Tabla 5.4.1 I : Dimensionamiento del dispositivo de entrada al sistema de

    muestreo...................................................................................................................33

    Figura 5.4.1 -2: Cabeza del muestreador para toma de muestra de material

    particulado................................................................................................................33

    Toma de muestra de material particulado con < 10 m........................................34

    1 Muestreador de gran volumen...........................................................................341.1 Separacin por impacto....................................................................................34

    Figura 5.4.1 3: Toma de muestra partculas con < 10 m con separador por

    impacto.....................................................................................................................35

    1.2 Separacin ciclnica.........................................................................................35

    Figura 5.4.1-4: Toma de muestra partculas con < 10 m con separador

    ciclnico...................................................................................................................36

    Muestreador Dicotmico o Dichot...........................................................................37

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    Figura 5.4.1-5 : Cabeza de entrada de muestreador Dicotmico para toma de

    muestra de Partculas con < 10m........................................................................38

    Figura 5.4.16 : Principio de separador secundario de partculas con < 2,5 con

    muestreador Dicotmico..........................................................................................38

    5.4.1.2 Tubo de entrada y de distribucin de muestra (mltiple).........................................39

    5.4.2 Equipo de calibracin para mediciones automticas................................................39

    5.4.3 Descripcin de los mtodos de medicin.................................................................41

    5.4.3.1 Mtodos de referencia..............................................................................................41

    1. Hidrocarburos no metano (HCNM)...................................................................42

    Mtodo de cromatografa gaseosa - detector de ionizacin de llama.......................42

    2. xidos de nitrgeno (NOx)................................................................................44

    Mtodo de Quimioluminiscencia en fase gaseosa. (NO, NO2)................................44

    Figura 5.4.3-1: Determinacin de NO y NO2 por mtodo de

    Quimioluminiscencia ...............................................................................................45

    Mtodo de Griess-Saltzman modificado para determinacin de NO2......................45

    3. Ozono (O3)........................................................................................................46

    Mtodo de Quimioluminiscencia.............................................................................46

    4. Dixido de azufre (SO2)....................................................................................47

    Mtodo espectrofotomtrico con Thorin..................................................................47

    Mtodo espectrofotomtrico del tetracloromercurato/ pararosanilina......................48

    5. Monxido de carbono (CO)..............................................................................49

    Mtodo de cromatografa gaseosa............................................................................49

    Mtodo de fotometra infrarroja no dispersiva.........................................................50

    6. Material particulado (MP).................................................................................51

    Mtodo de gran volumen. Material particulado en suspensin total (MPT)............51

    Figura 5.4.3-2: Monitor de gran volumen (hi-vol) para material particulado..........52

    Material particulado con

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    7. Plomo (Pb).........................................................................................................55

    Mtodo de espectrometra de absorcin atmica.....................................................55

    5.4.3.2 Mtodos equivalentes de medicin..........................................................................56

    1. xidos de nitrgeno (NOx) ..............................................................................57

    Mtodo de espectroscopia de absorcin ptica diferencial......................................57

    Figura 5.4.3-3: Espectroscopa de absorcin ptica diferencial ......58

    2. Ozono (O3).........................................................................................................59

    Mtodo de fotometra (absorcin) ultravioleta.........................................................59

    Figura 5.4.3-4: Mtodo de fotometra ultravioleta para la medicin de ozono........59

    Mtodo de espectroscopia de absorcin ptica diferencial......................................60

    3. Dixido de azufre (SO2)....................................................................................60

    Fluorescencia Molecular..........................................................................................60

    Figura 5.4.3-5: Mtodo de medicin de SO2 por fluorescencia

    molecular................61

    Variacin de la conductividad..................................................................................61

    Mtodo de espectroscopia de absorcin ptica diferencial......................................62

    4. Monxido de carbono (CO)..............................................................................63

    Variacin de la conductividad..................................................................................63

    5. Material particulado (MP).................................................................................63

    Microbalanza Electrnica.........................................................................................63

    Vibracin de un filtro (microbalance oscilante).......................................................64

    Atenuacin (o absorcin) de rayos beta...................................................................64

    Absorcin de luz (sensibilidad ptica)....................................................................64

    5.4.4 Casilla de la estacin de monitoreo..........................................................................65

    5.5 Mediciones de Concentracin de Gases y Material Particulado en Chimenea.............68

    5.5.1 Toma de muestras de gases y material particulado. Determinacin de velocidad

    dentro del conducto y el caudal volumtrico............................................................68

    Toma de muestra para la determinacin automtica de concentracin de gases......68

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    Figura 5.5.1-1: Ejemplo de un sistema de toma de muestra y equipamiento para

    acondicionamiento de la misma...............................................................................70

    Mtodo del centroide para toma de muestras y determinacin de velocidad para

    fuentes estacionarias.................................................................................................71

    Figura 5.5.1-2: Muestra de la seleccin de puntos de toma de muestra por el mtodo

    del centroide en la seccin transversal de la chimenea............................................72

    Determinacin de velocidad y caudal volumtrico del gas dentro de la chimenea

    (Tubo Pitot tipo S)....................................................................................................73

    Figura V.5.1-3 Conjunto de tubo Pitot tipo S y manmetro....................................74

    Figura 5.5.1-4: Propiedades constructivas de un tubo Pitot tipo S...........................74

    Mtodos para la toma de muestra en gas de escape.................................................75

    5.5.2 Mtodos de determinacin de concentracin de contaminantes en chimenea.........76

    5.5.2.1 Mtodos de anlisis externo.....................................................................................76

    1. Dixido de azufre..............................................................................................76

    Mtodo Thorin. /Perxido de hidrgeno/ Perclorato de bario/.................................76

    Figura 5.5.2-1: Tren de toma de muestra para la determinacin de concentracin de

    SO277

    Mtodo de precipitacin y titulacin con Arsenazo III............................................78Mtodo de absorcin infrarrojo no dispersivo..........................................................79

    Mtodo de electrlisis a un potencial controlado.....................................................80

    Figura 5.5.2-2: Componentes de un analizador de electrlisis a un potencial

    controlado.................................................................................................................81

    2. Niebla de cido sulfrico (H2SO4)....................................................................82

    Mtodo de titulacin con bario-Thorin.....................................................................82

    3. xidos de nitrgeno (NOx)................................................................................83Mtodo fenol disulfnico (PDS)..............................................................................83

    Figura 5.5.2-3: Tren de toma de muestra para la determinacin de NOx................83

    Mtodo de cromatografa inica...............................................................................84

    Mtodo de espectrometra ultravioleta.....................................................................85

    Mtodo de Quimioluminiscencia.............................................................................86

    Mtodo de electrlisis a un potencial controlado.....................................................87

    4. Monxido de carbn (CO).................................................................................88

    Mtodo de analizador infrarrojo no dispersivo.........................................................89

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    5. Material particulado...........................................................................................89

    Mtodo gravimtrico manual...................................................................................89

    Figura 5.5.2-4: Tren de toma de muestra de material particulado con filtro fuera de

    la chimenea...............................................................................................................90

    Mtodo de filtrado en chimenea...............................................................................91

    Figura 5.5.2-5: Se muestra el rea bloqueada por la sonda y el portafiltro dentro de

    la chimenea para la toma de material particulado....................................................91

    Figura 5.5.2-6: Tren de extraccin de muestra de material particulado con el filtro

    dentro de la chimenea...............................................................................................92

    6. Plomo inorgnico (Pb)......................................................................................93

    Mtodo de espectrometra de absorcin atmica.....................................................93

    Mtodo polarogrfico...............................................................................................94

    Figura 5.5.2-7: Toma de muestra y portafiltro para anlisis de concentracin de

    plomo........................................................................................................................95

    7. Azufre total en forma reducida (ATFR) Formado por el conjunto de

    compuestos: Acido sulfdrico (S2H), Metil mercaptano (CH3SH), Dimetil sulfuro

    ([CH3]2S), Disulfuro de Dimetilo [(CH3)2S2]...........................................................96

    Mtodo de separacin por cromatografa gaseosa y deteccin con fotometra de

    llama.........................................................................................................................96

    Mtodo de conversin a SO2 y anlisis por Thorin. /Perxido de hidrgeno/

    Perclorato de bario/...................................................................................................97

    Mtodo de conversin a SO2y anlisis por cromatografa gaseosa y deteccin

    fotomtrica de llama.................................................................................................98

    8. Compuestos orgnicos gaseosos........................................................................99

    Mtodo de cromatografa gaseosa............................................................................99

    Mtodo de analizador infrarrojo no dispersivo.......................................................100

    Mtodo de determinacin de gases orgnicos totales excepto metano, como

    carbono...................................................................................................................100

    18. Fenoles (C6H5OH)...........................................................................................102

    Mtodo de absorciometra con 4-aminoantipirina..................................................102

    Mtodo de absorciometra ultravioleta...................................................................102

    Mtodo de cromatografa gaseosa con detector de llama de hidrgeno ionizante.103

    19. Formaldehdo (HCHO)...................................................................................104

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    Mtodo absorciometra AHMT (4-amino-3-hydrazino-5-mercapto-1,2,4-triazol)104

    Mtodo absorciometra con cido cromotrpico Acido 4,5-dihidroxi-2,7-naftalen

    disulfnico..............................................................................................................104

    Mtodo de cromatografa gaseosa con detector de llama de hidrgeno ionizante.105

    Mtodo de cromatografa lquida con detector de espectrometra ultravioleta......106

    5.5.2.2 Mtodos de medicin automtica...........................................................................107

    1. Dixido de azufre (SO2)..................................................................................107

    Caracterstica de comportamiento de mtodos de medicin automtica............107

    Figura 5.5.2-8: Ejemplo de mtodo extractivo y no extractivo..............................109

    2. xidos de nitrgeno (NOx)..............................................................................110

    Mtodo de celda electroqumica.............................................................................1103. Dixido de azufre (SO2) y monxido de nitrgeno (NO)...............................111

    Mtodo de absorcin ultravioleta...........................................................................111

    Figura 5.5.2-9: Mtodo automtico de medicin de concentracin de NO y SO2por

    absorcin ultravioleta.............................................................................................112

    4. Dixido de azufre (SO2), xidos de nitrgeno (NOx), xidos de carbono (COx),

    cido clorhdrico(HCl), cido fluorhdrico (HF), amonaco (NH3).......................113

    Mtodo continuo de espectroscopia de absorcin ptica diferencial.....................113Figura 5.5.2-10: Disposicin del sistema de medicin en chimenea con el sistema

    de medicin continua de espectroscopia de absorcin ptica diferencial..............114

    5. Monxido de carbono (CO).............................................................................115

    Mtodo de absorcin infrarrojo y correlacin de filtros.........................................115

    Figura 5.5.2-11: Esquema del equipo para medicin por el mtodo de absorcin

    infrarrojo y correlacin de filtros............................................................................116

    6. Material particulado.........................................................................................117Mtodo de opacimetra...........................................................................................117

    5.6 Descripcin de Tcnicas de Anlisis..........................................................................118

    1 Espectrometra de absorcin atmica..............................................................118

    Tabla 5.6-I Temperatura de llama para diferentes mezcla....................................119

    Figura 5.6-2: Espectrofotmetro de llama tpico con un slo haz..........................120

    2 Cromatografa (Gaseosa y Lquida)................................................................121

    Figura 5.6-3: Representacin esquemtica de un cromatgrafo gaseoso...............123

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    3 Cromatografa inica.......................................................................................123

    4 Detector de ionizacin de llama.....................................................................124

    Figura 5.6-4: Detector de ionizacin de llama.......................................................124

    5 Detector de fotometra de llama......................................................................125

    6 Procedimientos luminiscentes.........................................................................125

    6.1 Fluorescencia molecular.................................................................................125

    Figura 5.6-5 Esquema de un fluormetro.............................................................126

    6.2 Mtodo de Quimioluminiscencia...................................................................127

    7 Espectrometra de absorcin ultravioleta........................................................127

    Figura 5.6-6 : Ejemplo del mtodo de medicin por quemiluminiscencia.............128

    Figura 5.6-7: Esquema de un tpico espectrofotmetro manual de doble haz........129

    8 Espectrometra infrarroja (dispersiva y no dispersiva)....................................129

    8.1 Absorcin radiacin infrarrojo no dispersivo................................................131

    8.2 Correlacin filtro de gas..............................................................................131

    Figura 5.6-8: Absorcin de radiacin infrarroja no dispersivo.............................132

    Figura 5.6-9: Mtodo de correlacin filtro de gas..................................................132

    9 Mtodos potenciomtricos...............................................................................133

    9.1 Mtodo de electrodo selectivo de iones o electrodo especfico (denominado

    tambin electrodo a membrana selectiva de iones)................................................133

    Figura 5.6-10: Sistema de electrodos tpicos para medir el pH..............................135

    Figura 5.6-11: Electrodo de membrana lquida sensible a M2+(catin cuya actividad

    se determina).........................................................................................................135

    9.2 Titulacin potenciomtrica.........................................................................136

    10 Electrlisis a un potencial controlado (Mtodo coulombimtrico).................136

    Figura 5.6-12: Sistema para la electrlisis a un potencial de ctodo controlado. El

    contacto C se ajusta para mantener el potencial del ctodo al valor deseado........137

    Figura 5.6-13: Esquema de aparato para electrlisis a un potencial controlado...137

    11 Mtodo polarogrfico....... ..............................................................................138

    Figura 5.6-14 : Electrodo de gota de mercurio......................................................138

    12 Mtodo de absorcin de rayos beta. ...............................................................139

    Figura 5.6-15: Mtodo de absorcin beta para determinar concentracin de

    material particulado. ........................................... ..................................................139

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    13 Mtodo de vibracin de una filtro cargado con material particulado

    (microbalanza oscilante) ........................................... ............................................140

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    1. CARACTERSTICAS MS IMPORTANTES DE LOS

    CONTAMINANTES Y SUS EFECTOS SOBRE EL MEDIO

    AMBIENTE.

    1.1 Introduccin

    Es reconocida la influencia que la contaminacin atmosfrica tiene sobre el deterioro de la

    salud humana, especialmente en las grandes ciudades, llegando en algunos casos a

    episodios crticos donde se observan sntomas respiratorios de tipo irritativo, fenmenos

    respiratorios de tipo obstructivo y una mortalidad ms elevada que los promedios

    normales. Se ha establecido la estrecha relacin de la contaminacin atmosfrica conalteraciones de la funcin respiratoria, con el transporte de oxgeno en el cuerpo, con

    enfermedades respiratorias cardiovasculares y dermatolgicas y con la presencia de

    diversos y numeroso casos de cncer.

    Existen diversos factores a tener en cuenta para analizar los efectos sobre la salud, entre los

    que podemos citar.

    Intensidad y composicin de los contaminantes:No es lo mismo estar expuesto, an en

    perodos cortos, a concentraciones altas de contaminantes cuyo valores medios en un

    perodo mayor sean aceptables. Las variaciones de la intensidad de la concentracin

    depende no slo de la emisin sino tambin de las condiciones meteorolgicas y el relieve

    geogrfico. Asimismo, el tipo de contaminante es muy importante por sus diversos efectos,

    por lo que los perodos de exposicin cambia segn aquellos

    El horario: Las concentraciones varan en general con respecto a la hora del da por

    variaciones en las emisiones y las condiciones meteorolgicas locales. Para un flujo de

    emisin constante, la concentracin de los contaminantes a nivel del suelo depender de las

    lluvias y de los vientos

    Los contaminantes que se producen directamente en algn proceso natural o debido a la

    actividad humana se denominan contaminantes primarios, o precursores. Si el tiempo

    de residencia de estos en la atmsfera es suficiente, pueden participar en reacciones

    qumicas y transformarse en otras sustancias contaminantes denominadas contaminantes

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    secundarios.En algunos casos los contaminantes primarios no son dainos, por ejemplo el

    NO, y si lo son los secundarios, en este ejemplo el NO2.

    La mayora de los residuos voltiles generados por el hombre slo ascienden unos pocos

    centenares de metros en la atmsfera. El aire en esta zona est en contacto con lasuperficie terrestre y su movimiento afectado por la rugosidad de aquella. Por esta razn

    se producen turbulencias que generan una mezcla constante de los componentes

    atmosfricos. A esta zona ms baja de la atmsfera se la denomina capa de mezcla.

    Del conjunto de contaminantes atmosfricos que pueden afectar de una u otra forma el

    medio ambiente, solamente se miden para su control un grupo de ellos que se consideran

    fundamentales. Los limitaremos por lo tanto al estudio de los siguientes contaminantes.

    a) Contaminantes fotoqumicos

    a1) Hidrocarburos no metano (HCNM); contaminante primario.

    a2) Oxidos de nitrgeno, (NO) contaminante primario, y (NO2) contaminante

    secundario.

    a3) Oxidantes fotoqumicos. Ozono (O3); contaminante secundario.

    b) Dixido de azufre (SO2); contaminante primario.

    c) Monxido de carbono (CO); contaminante primario.

    d) Material particulado en suspensin con dimetro menor de 10 m (MP10);

    contaminante primario y secundario. En casos particulares se mide, adems,

    especficamente plomo (Pb).

    Es de destacar que al analizar los efectos de los contaminantes mencionados, es importante

    considerar las interacciones entre ellos y la influencia que la presencia de uno tiene sobre

    otros.

    1.2 Contaminantes fotoqumicos

    1.2.1 Hidrocarburos no metano (HCNM)

    El metano no se considera un contaminante importante por que no reaccionar

    apreciablemente para formar compuestos dainos. La caracterstica ms importante de los

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    dems hidrocarburos desde el punto de vista de la contaminacin, es su habilidad para

    reaccionar con otros compuestos produciendo contaminantes dainos secundarios.

    El anlisis del aire por contaminantes individuales de hidrocarburos no metano (HCNM)

    revela la presencia de numerosos compuestos diferentes por lo que es muy difcil deespecificar un grupo de caractersticas definidas de hidrocarburos. Para nombrar algunos,

    dentro de los HC emitidos al aire por lo procesos de combustin, se encuentran los HC

    alifticos o aquellos que slo tienen enlaces simples y las olefinas o hidrocarburos con uno

    o ms enlaces dobles, adems de otras sustancias orgnicas como aldehdos, cetonas, e

    hidrocarburos aromticos policclicos. Los mtodos de referencia para la determinacin de

    hidrocarburos definen como de inters a los compuestos que pasan a travs de un filtro con

    una porosidad de 3 a 5 m y que produce una seal en un detector de llama ionizante (1

    ).Un sumario de las reacciones complejas por lo cual aparecen oxidantes a partir de HCNM

    es el siguiente. El punto de partida es el dixido de nitrgeno (NO2), un producto formado

    por oxidacin del monxido de nitrgeno (NO) el cual es producido durante la combustin.

    En ausencia de hidrocarburos, el NO2es disociado por la luz solar produciendo NO y un

    tomo de oxigeno. Este ltimo se combina con oxigeno molecular para dar ozono (O3) el

    cual no se acumula puesto que se combina con el NO para producir nuevamente NO2. El

    proceso es continuo y se establece una concentracin de equilibrio de cada especie. Laconcentracin de oxidante fotoqumico aumenta cuando el estado de rgimen del ciclo

    fotoltico del NO2 es roto por los HCNM, que reaccionan con agentes oxidantes como

    radicales OH u oxgeno atmico para dar otras especies radicales, que reaccionan a su vez

    con el NO y desbalancean el ciclo. La concentracin de ozono aumenta al encontrar menor

    cantidad de NO libre para reaccionar. Una de las especies qumicas que se origina en la

    reaccin de los HCNM con el NO es el nitrato de peroxiacetilo (PAN), compuesto

    relativamente estable y de elevado poder oxidante. Es el responsable de la tpica irritacinen los ojos en situaciones de smog (2) intenso.

    En general los HCNM no presentan efectos nocivos sobre la salud al nivel de

    concentraciones que se encuentran en el aire. Sin embargo, los hidrocarburos que tienen

    (1) Lawrence Berkeley Laboratory (LBL), 1973: Instrumentation for Environmental Monitoring. NSF GrantNo. AG-271, Environmental Instrumentation Laboratory, Berkeley, CA.

    (

    2

    )El trmino smog proviene de las palabras inglesas smoke (humo) y fog (niebla) y se emplea paradescribir el fenmeno en la ciudad debido al estancamiento de las masas de aire producido por lainversin trmica que incrementa los niveles de residuos.

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    incorporado oxgeno a su estructura molecular, como en el caso de aldehdos, cetonas y

    algunos cidos orgnicos sustituidos, por lo general son perjudiciales al ser humano.

    Las sustancias aromticas como el benceno tienen alto poder cancergeno, as como otras

    sustancias cclicas con anillos bencnicos.

    1.2.2 Oxidos de nitrgeno (NO y NO2)

    El monxido de nitrgeno (NO) es formado en el quemado de combustibles fsiles por

    oxidacin del nitrgeno del aire. No hay evidencia que el NO sea daino para la salud en

    las concentraciones normalmente encontradas en la atmsfera. La importancia de conocer

    su concentracin en el aire ambiente, y su relacin con la calidad de este, se debe a que

    frecuentemente el NO es oxidado formando dixido de nitrgeno (NO2). El NO2no sloes txico, sino tambin corrosivo y altamente oxidante. Pequea cantidad de NO2,

    usualmente menor que dcimas por ciento, son formadas directamente durante la

    combustin a temperatura elevada. Menos del 10 % del NO2 se forma por oxidacin

    directa del NO en el corto intervalo entre la eyeccin de NO como un producto de la

    combustin y el tiempo en que este diluye su concentracin debajo de 1 ppm. La mayora

    del NO2que se encuentra en la atmsfera resulta por la oxidacin del NO en presencia de

    luz solar, ozono e hidrocarburos. Otros xidos del nitrgeno no son considerados por su

    baja concentracin en la atmsfera y por no reaccionar fotoqumicamente.

    Antes de la salida del sol las concentraciones de NO y NO2 permanecen relativamente

    constante. Cuando aumenta la actividad urbana de las 6 a las 8 horas de la maana, la

    concentracin de contaminantes primarios, CO y NO, aumenta dramticamente. Luego,

    por aumento de la radiacin solar ultravioleta, aumenta la concentracin de NO2a partir

    del NO. Cuando la concentracin de NO cae a niveles muy bajos (menor del 0,1 ppm) los

    oxidantes fotoqumicos comienzan acumularse y alcanzan un pico al medioda. El aumentodel trafico de automotores por la tarde causa un nuevo aumento en la concentracin de NO.

    An en la ausencia de luz solar, se continua formando el NO2a partir del NO por accin

    del ozono, hasta que el aporte del O3se agota.

    Al igual que el SO2, el dixido de nitrgeno es otro de los contaminantes gaseoso que

    poseen carcter cido. Su accin se manifiesta mediante la descomposicin del NO2con la

    humedad presente en el sistema respiratorio, transformndose en cido ntrico (HNO3) y

    nitroso (HNO2). Dado que el NO2no es muy soluble en agua pasa a travs de la trquea y

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    bronquios, relativamente secos, alcanzando el rea hmeda de los pulmones (los alvolos)

    donde forma los cidos mencionados, ambos irritantes y corrosivos para la cubierta

    mucosa de los pulmones.

    1.2.3 Oxidantes fotoqumicos. Ozono (O3)

    Los oxidantes son definidos como las sustancias atmosfricas que reaccionan

    especficamente oxidando. El ms abundante de esos oxidantes es el ozono (O3). Por esta

    razn, el termino oxidante y ozono son frecuentemente usados en forma indistinta. El

    ozono no es directamente emitido a la atmsfera, sino que es un contaminante secundario

    formado por una variedad de reactivos atmosfrico. El ozono interaccin con el ambiente

    ms que cualquier otro contaminante ambiental. Reacciona con otros contaminantes, con

    vegetales, etc. y es fcilmente destruido en esas reacciones. La reaccin del ozono con el

    NO causa que la concentracin de O3 en la cercana de autopistas o caminos de gran

    circulacin de vehculos sea mucho menor que el que se encuentra en otros lugares.

    La formacin de oxidantes esta afectada por la intensidad y duracin de la luz solar, la

    temperatura, y los procesos de emisin y dilucin que afectan la concentracin en la

    atmsfera de los otros participantes en las reacciones fotoqumicas. La relacin entre las

    emisiones primarias de NO e HCNM y la subsiguiente formacin de ozono atmosfrico es

    difcil de cuantificar. La lenta formacin y el transporte de contaminantes secundarios

    tienden a producir una gran separacin, espacial y temporalmente, entre las principales

    fuentes de emisin y las reas de elevada concentracin de contaminantes oxidantes.

    Existen pocas fuentes de produccin primaria de ozono, usualmente vinculadas con

    descarga elctrica. En general, no se observa contribucin importante en la concentracin

    urbana, excepto en las vecindades inmediata de donde se produce. El ozono puede tambin

    crecer en la superficie por el proveniente de la estratosfera donde es formado por fotodisociacin de oxgeno y recombinacin a ozono. La acumulacin de ozono ha sido

    frecuentemente observada dentro de la capa de inversin sobre reas urbanas y rurales.

    Procesos de conveccin pueden traer esas capas elevadas a la altura de suelo.

    Aparte de otros contaminantes, el ndice de peligrosidad de una atmsfera urbana se

    acostumbra a medir en funcin de los niveles de ozono presente. Existe una cierta

    variacin de los niveles de ozono en la atmsfera urbana durante el da, que refleja la

    actividad propia de la ciudad. Los niveles de ozono comienzan a aumentar por la maana,

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    en el inicio de la actividad urbana, alcanzndose las concentraciones mximas cerca del

    medioda, un par de horas despus de que se registren los niveles ms altos de NO 2y de

    hidrocarburos en la atmsfera. A partir del medio da la concentracin de ozono disminuye

    a causa de ciertas reacciones qumicas, como la transformacin de NO a NO2 y

    determinados hidrocarburos a aldehdos, en las que el ozono manifiesta su gran poder

    oxidante. Los niveles ms bajos de ozono se observan durante la noche, puesto que

    reacciona con el NO2presente en la atmsfera dando radicales NO3muy reactivos. Estos

    radicales oxidan el NO a NO2 y se combinan con otros NO2para dar N2O5, inestable, que

    reacciona con el vapor de agua dando cido ntrico, responsable de la acidez de las nieblas

    matutinas urbanas.

    El ozono afecta a la salud humana a travs de la alta reactividad que muestra en presenciade compuestos orgnicos con doble enlace, como por ejemplo protenas y elementos

    constitutivos de las clulas. Esto conduce a transformaciones qumicas que pueden dar

    lugar a mutaciones a nivel celular, cuando esta sustancia penetra al organismo a travs de

    las vas respiratorias. Es uno de los contaminantes de mayor estudio en el campo

    epidemiolgico por sus efectos nocivos sobre la salud humana.

    1.3 Dixido de azufre (SO2)

    El dixido de azufre (SO2) se genera por oxidacin del azufre contenido en los

    combustibles al quemarse estos. Actualmente su nivel tiende a bajar dado que se exigen

    combustibles con bajo contenido de azufre. Como el SO2es soluble en agua, interacciona

    fsica y qumicamente con la humedad ambiente. Reacciona fotoqumica y catalticamente

    con otros componentes de la atmsfera. La cintica de las reacciones son complejas,

    algunas de las cuales no son entendidas. El SO2puede ser catalticamente oxidado a SO3enpresencia de xidos de nitrgeno. El SO3luego convierte xidos bsico a sulfato. La tasa

    de oxidacin de SO2a sulfatos vara de 0,17 % / hora a 50 % / hora, dependiendo de la

    humedad relativa y la presencia y concentracin relativa de otros contaminantes. La tasa es

    tpicamente ms rpida en zonas urbanas. El SO2puede ser foto oxidado a cido sulfrico

    (H2SO4) en aerosol en la presencia de vapor de agua y ms rpidamente cuando est

    presente hidrocarburos, dixido de nitrgeno o compuestos de hierro o de manganeso.

    Debido a las interacciones complejas del SO2 con otros contaminantes es muy difcil

    determinar tiempo de residencia y vida media. En general la vida media va de una hora a

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    varios das. La vida media ms corta es caracterstica del SO2 urbano donde existen

    muchos otros contaminantes. Un decaimiento exponencial con una vida media de tres

    horas es tpica de una ciudad. Se ha encontrado que el ocano es el mayor sumidero de SO2

    El dixido de azufre, por su carcter cido, tiene efectos irritativos sobre las vasrespiratorias, creando problemas de bronquitis obstructiva. Al encontrarse en presencia de

    partculas en suspensin, la sinerga producida por ambas sustancias aumenta su

    agresividad. Su solubilidad en agua y posible transformacin a cido sulfrico, as como su

    propio carcter cido, permiten que origine problemas puntuales en regiones de alta

    sensibilidad del sistema respiratorio.

    La temperatura en un punto dado tiene un pequeo efecto directo sobre la concentracin de

    SO2. Slo gradientes de temperatura, principalmente en el sentido vertical, tienen algunainfluencia. Sin embargo, la temperatura ambiente puede influenciar la emisin de SO2(en

    realidad su produccin), sobre todo cuando se quema combustibles para calefaccin.

    Tambin si la generacin de electricidad es fundamentalmente trmica, los requerimientos

    de refrigeracin en verano influye en la emisin de SO2.

    1.4 Monxido de carbono (CO)

    El monxido de carbono (CO) se produce por la oxidacin incompleta del carbono en elproceso de combustin. En general esto ocurre en los automotores, dado que en las

    industrias y en las centrales trmicas se controla que la oxidacin sea total, generando CO2

    pues es la forma de obtener el mayor rendimiento trmico de los hidrocarburos, o sea hay

    un aspecto econmico por medio; el CO2no es daino para el ser humano, si bien produce

    otros efectos como el invernadero. La produccin de CO2 es inevitable, dado que es

    inherente al proceso mismo de oxidacin del combustible, pero la generacin de CO puede

    ser reducida al mximo con un control adecuado de la combustin.El monxido de carbono acta por asociacin con la hemoglobina de la sangre, formando

    carboxihemoglobina, reduciendo ostensiblemente la oxigenacin debido a que el CO es

    210 veces ms reactivo que el oxgeno con la hemoglobina. Por lo tanto se observa una

    disminucin en el transporte de oxgeno por la sangre hacia las clulas del cuerpo humano.

    Cuando la concentracin de CO supera las 120 ppm, se puede producir prdida de reflejos,

    dolores de cabeza, nauseas, vmitos, y si persiste puede llevar a la muerte.

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    1.5 Material particulado en suspensin (MP)

    El material particulado en suspensin (MP) como un contaminante del aire incluye una

    amplia clase de sustancias lquidas o slidas con una variedad de propiedades fsicas y

    qumicas. Una caracterstica importante es su tamao, dado que partculas grandes no son

    colectadas por el sistema respiratorio del ser humano por lo que no son consideradas

    dainas a la salud. Las partculas con dimetro aerodinmico menor o igual a 10 m,

    usualmente mencionada como MP10, pueden penetrar las vas respiratorias y llegar a los

    pulmones, depositndose en las paredes alveolares.

    A causa de su irregularidad en forma, densidad, composicin y estructura, el material

    particulado es caracterizado convenientemente por su dimetro aerodinmico

    equivalente. Partculas teniendo la misma velocidad de cada son definidas como teniendo

    el mismo dimetro aerodinmico equivalente, el cual por conveniencia se especifica como

    el dimetro de una esfera con densidad unidad que tiene esa velocidad de cada. Cuando

    son considerados los efectos de las partculas sobre la visibilidad o la dispersin de la luz,

    puede ser necesario emplear una definicin ms relacionada con el tamao fsico real de

    las mismas.

    El principal dao a la salud del material particulado es por su deposicin en el sistemarespiratorio. Los aerosoles atmosfricos que contienen material con dimetro hasta 10 m

    varan en distribucin de tamao y composicin qumica. Se puede considerar tres

    tamaos:

    a) Las partculas ms pequeas, con dimetro < 0,1 m, tienen vida corta y frecuentemente

    se observan como una clase distinta cerca de la fuente de combustin; se denominan

    modo ncleo. El modo ncleo pequeo (Aitken) crece rpidamente por coagulacin en

    la clase superior.

    b) Las partcula de tamao medio (dimetro de 0,1 a 2,5 m) son formados principalmente

    por coagulacin y condensacin de vapor sobre las partculas modo ncleo.

    c) Las partculas ms grandes de modo tamao grueso (dimetro >2,5 m) generalmente

    forman la mayora de la masa e incluye partculas formadas por procesos

    antropognicos y partculas de superficie.

    Las dos primeras se denominan partculas finas y las mayores partculas gruesas. Laspartcula finas resultan principalmente de procesos de combustin, incluyendo la

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    condensacin y transformacin atmosfrica de gases de escape para formar MP. Procesos

    mecnicos y erosin del viento producen partculas gruesas.

    Las partculas finas tpicamente consisten de sulfatos, nitratos, carbonatos orgnicos,

    amonio y plomo, mientras que las partculas gruesas estn constituidas tpicamente dexidos de silicio, hierro, aluminio, sal del mar, partculas de cubiertas de automotores, y

    partculas de plantas.

    Las fuentes naturales de emisin de partculas son pulverizacin del mar, incendios,

    emanaciones biogenticas, y volcanes. La mayora de las emisiones producidas por el

    hombre son fugas desde rutas o calles (pavimentadas o no), actividades de construccin,

    agricultura, actividades mineras e industrial. La mitad del material particulado urbano est

    formado por negro de grafito procedente de la combustin de carburantes fsiles,principalmente en automotores, sobretodo los que funcionan con motor Diesel. Tambin

    contribuyen a su formacin los calefactores domiciliarios, las centrales trmicas y las

    industrias que operan con fuel oil o carbn.

    Como mencionamos, las MP10 pueden penetrar las vas respiratorias y llegar a los

    pulmones. La distinta solubilidad de las partculas, segn su carga qumica, determinar su

    transferencia a la sangre. La deposicin de partculas en el sistema respiratorio depende de

    tres fuerzas fsica:

    a)Fuerzas inerciales: Son las causales de deposicin en la nasofaringe. La inercia es muy

    importante en los grandes conductos del sistema respiratorio, especialmente cuando se

    requiere respiracin rpida forzada. Su importancia decrece mientras ms adentro del

    sistema respiratorio se encuentren las partculas.

    b)Sedimentacin gravitacional: Es proporcional a la velocidad de deposicin de la

    partcula y al tiempo disponible para sedimentar. Como la velocidad decrece en los

    conductos estrechos del sistema, el efecto gravitacional se ve aumentado.

    c)Difusin: En el caso de partculas finas, la fuerza ms importante es la de difusin y

    conduce a una sedimentacin o depsito en las paredes de los ductos finos del sistema,

    como es el espacio alveolar. Esta fuerza es una magnitud significativa para partculas de

    dimetro superior a 0,5 m.

    La acidez inherente a las partculas urbanas puede provocar la irritacin de las membranas

    mucosa y conducir a una constriccin bronquial. La funcin irritante de las partculas no es

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    funcin slo de la naturaleza de las mismas, sino tambin de la facilidad de absorber o

    adsorber otras sustancias en la superficie de ellas, que en ciertas ocasiones da lugar al

    denominado sinergismo (3). Un ejemplo tpico se observa cuando las partculas se

    encuentran en presencia de SO2 en el aire. Otro ejemplo lo presenta los hidrocarburos

    aromticos policclicos (HAP) que en algunos casos no son agentes mutagnicos, pero se

    comportan como tales cuando estn en presencia de otros HAP.

    Otras sustancias que estn presentes en el material particulado son el plomo, arsnico,

    cadmio, mercurio, cido sulfrico y sulfatos. El plomo, emitido a causa de la combustin

    de gasolina que incorporan como aditivo tetraetilplomo u otros compuestos orgnicos de

    plomo, es una de las partculas metlicas que ms presente se encuentra en la atmsfera

    urbana. El plomo en el interior del organismo interfiere en el proceso de maduracin de lasclulas rojas de la sangre, as como tambin induce la excrecin, a travs de la orina, de

    porfirinas, que son sustancias precursoras de la hemoglobina. Se acumula en los huesos y

    tejidos, produciendo alteraciones nerviosas y reduccin de la funcin renal. Por esa razn

    se suele medir su concentracin en aire por separado.

    Las partculas slidas en suspensin actan de agentes de condensacin del vapor de agua

    presente en la atmsfera. Por ello, el material particulado puede participar en procesos

    qumicos que ocurren en la atmsfera urbana, actuando incluso de catalizadores. Porejemplo, los xidos de azufre y nitrgeno se transforman rpidamente a cidos sulfrico y

    ntrico, respectivamente, en la superficie de las partculas, las cuales actan de catalizador

    del proceso. El material particulado favorece as la formacin de nieblas cidas que

    acostumbran a estar presente en los ncleos urbanos muy contaminados.

    Actualmente la concentracin de MP10 es empleada como indicador de calidad de aire

    ambiente, en reemplazo del material particulado en suspensin total que se empleaba

    anteriormente.

    (3) Efecto sinrgico es el fenmeno que presentan algunas sustancias que al encontrarse en presencia de otrasincrementan su agresividad frente al medio que los rodea.

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    2. PROCESOS INVOLUCRADOS EN LA CONTAMINACIN DEL

    AIRE. DEFINICIONES

    Existe una relacin causal entre las fuentes de emisin, la propagacin de los

    contaminantes y la contaminacin del aire. A fin de cuantificar cualquier relacin entre

    ellos, se definen los conceptos bsicos pertinentes. En trminos generales se seguirn las

    definiciones dadas en la Organizacin Internacional de Normalizacin (ISO) (4).

    2.1 Fuente de Emisin

    Atmsfera:

    La masa total de aire que circunda la tierra.

    Emisin:

    Es la transferencia o descarga de sustancias contaminantes del aire desde la fuente a la

    atmsfera libre. El punto o lo superficie donde se efecta la descarga se denomina

    fuente. Este trmino se utiliza para describir la descarga y el caudal de esa descarga.

    Concentracin de la emisin:

    Concentracin de contaminantes del aire en una emisin en sus puntos de descarga.Flujo de emisin:

    Caudal de emisin por unidad de rea de la superficie apropiada de una fuente emisora.

    Caudal de emisin:

    Masa de contaminante transferida a la atmsfera por unidad de tiempo.

    Factor de emisin:

    Expresin de la razn del caudal en que se emite un contaminante del aire como resultado

    de un actividad, respecto del caudal de esa actividad. Por ejemplo: los kilogramos de

    dixido de azufre emitidos por tonelada de acero producido.

    (4) International Organization for Standardization ISO Standard Compendium Environment Air Quality,Edition 1994. ISO 4225:1994. Air Quality General Aspects Vocabulary.

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    Norma de emisin:

    Caudal de emisin especificado que tiene un estado legal. Se define frecuentemente en

    forma estadstica fijando un lmite al caudal de emisin. Se especifica en el caso de

    concentracin el nivel de dilucin u opacidad de referencia.

    Altura eficaz de chimenea:

    Altura utilizada con la finalidad de calcular la dispersin de los gases emitidos por una

    chimenea y que difiere de la altura real de esa chimenea en una cantidad que depende de

    factores tales como la velocidad de salida, los efectos de flotacin y la velocidad del

    viento; puede ser afectada por la topografa.

    Muestreo isocintico:

    Mtodo de toma de muestra de material particulado o de metales en suspensin en unacorriente de gas para determinar su concentracin, de tal modo que la velocidad de

    muestreo (velocidad y direccin del gas entrando a la tobera o conducto de toma de

    muestra) sea la misma que la de la corriente gaseosa en el punto de muestreo. Para ello es

    necesario medir la velocidad del gas.

    2.2 Propagacin de los Contaminantes

    Transmisin:Describe fenmenos colectivos que afectan los contaminantes del aire en la atmsfera libre

    entre la fuente y el receptor. Son efectos combinados de transporte y reacciones

    atmosfricas sobre aquellos; incluyen todos los efectos de dinmica fsica como dilucin

    del contaminante con aire, as como las reacciones fsicas y qumicas que pueden ocurrir.

    2.3 Contaminacin del Aire

    Aire ambiente:Aire exterior al cual pueden estar expuestos personas, plantas, animales y materiales.

    Calidad del aire ambiente:

    Estado del aire ambiente segn lo indique su grado de contaminacin.

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    Normas de calidad del aire ambiente:

    Calidad del aire ambiente especificada, que posee un estado legal, frecuentemente definida

    en forma estadstica por la fijacin de un lmite en la concentracin de un contaminante del

    aire respecto de un perodo promedio especificado.

    Concentracin de fondo natural:

    Concentracinde una especie dada en una masa de aire prstina en la cual las emisiones

    antropognicas (5) son despreciables.

    Contaminante del aire:

    Cualquier sustancia emitida a la atmsfera, por una actividad humana o por un proceso

    natural, que afecte al ser humano o al medio ambiente.

    Contaminacin del aire:

    La presencia habitual, en la atmsfera, de sustancias resultantes de la actividad humana o

    de procesos naturales, en concentracin suficiente, durante un tiempo suficiente y en

    circunstancias tales como para afectar el confort, la salud o el bienestar de personas, o el

    medio ambiente.

    Materia en suspensin:

    Toda materia particulada que queda en la atmsfera o en una corriente de gas de chimenea

    durante largos perodos debido a que el tamao de las partculas es demasiado pequeo

    para tener una velocidad de cada apreciable.

    Contaminante primario:

    Contaminante del aire emitido directamente por una fuente.

    Contaminante secundario:

    Contaminante que puede ser producido en la atmsfera por procesos fsicos o qumicos, a

    partir de contaminantes primarios u otras sustancias presentes como resultado de emisionesde fuentes estacionarias o mviles.

    Concentracin a nivel de suelo.

    Cantidad de slido, lquido o materia gaseosa por unidad de volumen de aire,

    generalmente medida a una altura especificada.

    (5) Generada por el hombre

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    Inmisin:

    Es la transferencia de contaminantes del aire desde la atmsfera libre a un receptor tal

    como un ser humano, planta o edificio. La suma de las inmisiones en un intervalo de

    tiempo da la dosis de inmisin, o sea la cantidad total de contaminantes del aire admitido,

    aspirado, absorbido o ingerido por parte del receptor. De acuerdo a esta definicin,

    inmisin es tasa, medida o proporcin de masa, u otra propiedad cuantificable determinada

    por unidad de intervalo de tiempo, la cual debe ser medida en lo posible en el receptor.

    Esto lleva a que se debe conocerse la inmisin de un gran nmero de receptores diferentes.

    Un estudio de la contaminacin del aire debe ser diseada para medir la inmisin en

    receptores y los efectos posibles. Uno puede introducir un receptor virtual con superficie

    unidad y propiedades unidades y estudiar, para cada receptor, la posible inmisin como

    una funcin de espacio y tiempo. Un receptor virtual puede ser simulado por un sistema de

    medicin especial o tener una correlacin definida con una concentracin a nivel de suelo.

    No tiene el mismo significado que concentracin a nivel del suelo, pero tiene significado

    opuesto a emisin. Sin embargo, en muchas oportunidades se emplea el trmino inmisin

    en el mismo sentido que el de concentracin a nivel del suelo.

    Dosis de inmisin:

    Integral del caudal de inmisin en el receptor durante un perodo de exposicin.

    Flujo de inmisin:

    Caudal de inmisin por unidad de rea de la superficie del receptor.

    Caudal de inmisin:

    Masa de contaminantes transferida al receptor por unidad de tiempo.

    Monitoreo:

    1. En un sentido amplio, este trmino designa las mediciones repetidas destinadas aseguir la evolucin de un parmetro durante un intervalo de tiempo.

    2. En un sentido ms restrictivo se aplica a la medida regular de niveles de

    contaminantes respecto de una norma, o para evaluar la eficacia de un sistema de

    regulacin y de control.

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    3. MEDICIONES. UNIDADES. PRESENTACIN DE DATOS

    3.1 Mediciones

    Las mediciones de los gases contaminantes en atmsfera se hacen segn el tipo de sistemao mtodo de medicin. Para mtodos discontinuos, generalmente manuales, se mide un

    tiempo dado, normalmente de 1 a 24 horas, segn el contaminante y la norma

    correspondiente. Para mtodos continuos o automticos se mide en forma continua,

    registrando los datos cada minuto. Para informar los valores se calculan las

    concentraciones en promedio por minuto, y a partir de stos se calculan los promedios

    horarios. Con ellos se calculan los promedios mviles (6) dentro de las 24 horas, segn el

    contaminante, informndose el valor mximo.

    3.2 Unidades de Medicin

    Las unidades de medicin, segn referencia ISO (7), son dadas en la Tabla 3.2-I. Se

    diferencian en contaminantes gaseosos y material particulado en suspensin.

    Tabla 3.2-I : Unidades de Medicin de Contaminantes

    Cantidad Unidad Smbolo

    Gases y Vapores

    Fraccin de volumen o de masa de los

    principales constituyentes (por ejemplo

    nitrgeno, oxgeno, dixido de carbono) en aire

    Porciento (en volumen)

    Porciento (en masa)

    %

    %

    Fraccin en volumen de gases contaminantes.

    Indica en volumen las partes de contaminante

    contenida en un milln de partes de atmsfera,

    siempre considerando a la temperatura de 25 C

    y 760 mm de presin.

    Parte por milln (10-6) ppm

    (6) Los promedios se realizan tomando el nmero de horas consideradas, desplazando en una hora el tiempode inicio (por ejemplo, para el CO se calculan los promedios mviles de 8 h. en forma corrida).

    (7) ISO 4226:1993(E) International Standard. Air Quality - General aspect - Units of measurement.

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    Cantidad Unidad Smbolo

    Gases y Vapores

    Concentracin en masa de contaminantes

    gaseosos(a)Miligramo por metro

    cbico

    Microgramo por metro

    cbico

    Nanogramo por metro

    cbico

    mg/m3

    g/m3

    ng/m3

    Material ParticuladoConcentracin en masa de material particulado

    en suspensin

    Miligramo por metro

    cbico

    Microgramo por metro

    cbico

    Nanogramo por metro

    cbico

    mg/m3

    g/m3

    ng/m3

    [a] Cuando las concentraciones son expresadas en trminos de masa por unidad de volumen, sedeben dar la temperatura y la presin, as como la humedad.

    En el caso de contaminantes gaseosos, la relacin entre la concentracin expresada en

    g/m3y ppm es dada en la Seccin 3.4

    3.3 Presentacin de Datos.Calidad del Aire

    Para la contaminacin del aire atmosfrico o calidad del aire, la informacin de base que se

    transmite es el denominado Indice Estndar de Contaminacin (IEC), Indice Normalizado

    de Contaminantes (INC), o Indice Diario de Contaminacin del Aire (ICA). Segn la

    norma EPA (8) se lo conoce como Pollutants Standad Index (PSI),.

    La estructura de este ndice incluye los cinco contaminantes para los cuales la EPA ha

    establecido estndares (primarios y secundarios): O3, NO2, SO2, CO, MP. Se calcula para

    (8) EPA 40 CFR, Part 58, Appendix G.

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    cada contaminante un ndice a partir de una funcin lineal fragmentada que transforma la

    concentracin ambiente a una misma escala numrica que va de 0 a 500 teniendo en cuenta

    el efecto que pueden causar sobre la salud de la poblacin, siendo 100 el correspondiente a

    la concentracin de los estndares primarios, o sea que el estado de concentracin de algn

    contaminante ha superado el lmite aceptable de contaminacin y 500 el de niveles de

    perjuicios significativos. Para los valores de 200, 300 y 400 sus efectos son

    aproximadamente normalizados usando los puntos de quiebre correspondientes a alerta,

    alarma, y emergencia. En la Tabla 3.3-I se describen, para cada nivel de contaminacin,

    los efectos sobre la salud humana.

    Tabla 3.3-I. Efectos Sobre la Salud de los Distintos Estados de Contaminacin

    ESTADO DE

    CONTAMINACINIEC EFECTO SOBRE LA SALUD

    Bajo o Bueno 400 Muerte prematura en personas enfermas y ancianos.Personas sanas experimentan sntomas que afectansu actividad normal

    En la Tabla 3.3-II se resumen los puntos de quiebre en unidades mtricas y en ppm.

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    Tabla 3.3-II Puntos de Quiebre de IEC

    Valores IEC MP 24 h.

    g/m3

    SO2/ 24 h.

    g/m3

    (ppm)

    CO / 8 h

    mg/m3

    (ppm)

    O3/ 1 h

    g/m3

    (ppm)

    NO2/ 1 h

    g/m3

    (ppm)

    50 50 80 (0,03) 5 (4,5) 120 (0,06) [a]

    100(Mximo)

    150 365 (0,14) 10 (9) 235 (0,12) [a]

    200(Alerta)

    350 800 (0,30) 17 (15) 400 (0,2) 1.130 (0,6)

    300(Alarma)

    420 1.600 (0,60) 34 (30) 800 (0,4) 2.260 (1,2)

    400(Emergencia)

    500 2,10 (0,80) 46 (40) 1.000 (0,5) 3.000 (1,6)

    500 600 2.620 (1,00) 57,5 (50) 1.200 (0,6) 3.750 (2,0)

    [a]No hay valores dado para el estndar en una 1 h.

    3.4 Relacin entre la concentracin expresada en fraccin de volumen

    (ppm) y en masa por unidad de volumen (g/m3)Para los gases ideales se definen las siguientes relacin entre pesos y volmenes de las

    molculas.

    M - Peso Molecular: Es el peso de una molcula de una sustancia dada con respecto al

    peso del tomo de oxgeno tomado como 16, o comparado con el de una molcula de

    oxgeno tomado como 32.

    MOL - Molcula gramo: El peso molecular de cualquier sustancia, elemento o

    compuesto, en gramos, se llama peso molecular gramo, o ms generalmente molcula

    gramo; en la prctica se utiliza la palabra molpara indicar esta cantidad.

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    VGI (0 C, 1 atm)Volumen ocupado por 1 mol de un gas ideal a 0C (273,16 K), 1 atm. (760 mm de Hg,101,325 kPa) : 22,414 litros (0,022414 m3)

    VGI (25 C, 1 atm)Volumen ocupado por 1 mol de un gas ideal a 25C (298,16 K), 1 atm (760 mm deHg, 101,325 kPa) : 24,467 litros (0,024467 m3).

    En funcin de las definiciones dadas se determinan las siguientes relaciones

    Fraccin en volumen de gases contaminantes (ppm)y

    Concentracin en masa de por unidad de volumen (g/m3)y ppm . (M/VGI) = x g/m3

    x g/m3. (VGI/M) = y ppm

    Ejemplo

    (x g de sustancia / 1 m3de aire) x (0,022414 m3/ M 106g) = (z 10-6m3de sustancia) / 1

    m3 de aire = (z m 3de sustancia) / (1 milln de m3de aire) = parte por milln en volumen

    Las unidades mencionadas de presin y temperatura se expresan en la Tabla 3.4-I enfuncin del SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES

    Tabla 3.4-I : Unidades

    CANTIDAD UNIDAD SIMBOLO RELACIN

    Temperatura Kelvin (termodinmica)

    Grado Celsius

    K

    C

    1 K

    273,15 KPresin Pascal

    Milmetro de mercurio

    Torricelli

    Atmsfera

    Pa

    Mm Hg

    Torr

    Atm

    1 Pa

    133,3224 Pa

    133,3224 Pa

    101.325 Pa

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    4. NORMAS DE CALIDAD DE AIRE

    La calidad del aire se define no en funcin del aire por si mismo, sino que para que ste, en

    razn de las concentraciones de los contaminantes que contenga, no represente un riesgo

    para el hombre o para la flora o los suelos. Se define (9) la calidad que debe tener el aire

    respecto a un contaminante dado, o a la inversa, la forma en que puede ser usado el aire, en

    cuanto componente del medio ambiente, como receptor de las descargas de un

    contaminante dado que generan determinadas actividades naturales o productivas. La

    fijacin de un estndar de calidad ambiental debe estar basada en un fundamento de

    carcter cientfico, lo que obliga a la realizacin de los estudios pertinentes, que

    establezcan las asociaciones o correlaciones relevantes entre contaminantes y los efectos

    que se quieren evitar. Dadas las limitaciones econmicas que tienen pases como la

    Argentina para realizar un estudio de esa naturaleza, es razonable adoptar estndares de

    otros pases que han efectuado tales estudios de respaldo, como EE.UU. de Norteamrica,

    pero adaptndolos en lo pertinente a la realidad nacional.

    En EE.UU. se definen dos tipo de estndares de calidad de aire

    Estndar de calidad de aire primario.

    Define niveles de calidad de aire el cual la entidad responsable juzga que es el necesario,

    con un adecuado margen de seguridad, para proteger la salud de la poblacin.

    Los estndares primarios tienen por objetivo proteger la vida y salud de los seres humanos,

    con un margen razonable de seguridad.

    Estndar de calidad de aire secundario.

    Define niveles de calidad de aire el cual la entidad responsable juzga que es el necesario

    para proteger el bienestar de la poblacin de un efecto adverso conocido o esperado(previsto) de un contaminante. Los estndares secundarios estn destinados a proteger,

    conservar o preservar la vida y salud de los seres vivos no humanos (flora y fauna), la

    renovabilidad de los recursos de los cuales tales especies dependen y la sustentabilidad de

    las funciones de los ecosistemas de que forman parte, tambin con un grado razonable de

    (9) Se sigue las definiciones dadas por EPA. Environmental Protection Agency, Title 40: Code of FederalRegulations (40 CFR), Part 50 - National primary and secondary air quality standards (Pt.50), Appendix(APP.)

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    seguridad. Asimismo son funcionales para la proteccin de monumentos, visibilidad,

    paisajes u otros aspectos del medio ambiente.

    En la Tabla 4 -I se resumen las normas de calidad de aire dadas por EPA y en la Tabla 4 -

    II las normas de calidad de aire ambiental nacional, vigentes en la Argentina, as como lasdadas por la EPA como comparacin.

    Todas la mediciones de calidad de aire son corregidas para referirlas a 25 de temperatura

    y a presin de 760 milmetro de Hg (1.013,2 milibars) ( 101,3 kPa).

    Hidrocarburos no metano HCNM

    Aunque los HCNM no son considerados a nivel ambiente como peligrosos para la salud,

    algunos estudios muestran que una concentracin promedio de 0,24 ppm entre las horas 6y 9 en la maana, puede producir una concentracin promedio horario mxima de ozono

    de 0,1 ppm. Para guardar los niveles de oxidantes debajo de estos niveles, los valores gua

    para HCNM fueron elegido para que el mximo de 0,24 ppm para la concentracin

    promedio de 6 a 9 en la maana no sea excedido ms que una vez por ao. Sin embargo,

    esos nmero gua son slo aplicables en reas donde estn tambin presentes los otros

    precursores necesarios para producir violaciones del estndar de oxidantes.

    Recientemente, el efecto conjunto de produccin de ozono de los hidrocarburos y losxidos de nitrgeno han sido considerados en la formulacin de estrategias de control del

    ozono urbano.

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    Tabla 4 -I: Normas de Calidad de Aire de la EPA

    Contaminante Estndar nacional Concentracin

    xidos de azufre

    (medido como SO2)

    Primario 80 g / m3(0,03 ppm)Media aritmticaanual

    365 g / m3(0,14 ppm)Mximo de concentracin en 24 horas.No puede exceder este valor ms de una(1) vez al ao.

    Secundario 1.300 g / m3(0,5 ppm)Mximo de concentracin en3 horas

    No puede exceder este valor ms de una

    (1) vez al ao

    Material particulado

    < 10m.

    Primario y

    Secundario

    50 g / m3Media aritmtica anual

    150 g / m3Concentracin promedio en 24 horas.No puede exceder este valor ms de una(1) vez al ao.

    Monxido de

    carbono CO

    Primario 10 mg / m3 (9 ppm)

    Concentracin promedio en 8 horas(a).

    40 mg / m3(35 ppm)Concentracin promedio en 1 horas.No pueden exceder estos valores ms deuna (1) vez al ao.

    Ozono O3 Primario y

    Secundario

    235g / m3( 0,12 ppm)Mxima concentracin horariapromedio.

    No puede exceder este valor ms de una(1) vez al ao.

    Dixido de nitrgeno

    NO2

    Primario y

    Secundario

    100 g / m3 (0,053 ppm)Concentracin media aritmtica anual

    Plomo Pb Primario y

    Secundario

    1,5 g / m3Mximo promedio media aritmticasobre tres meses

    (a) Ocho horas es el tiempo que tarda el monxido de carbono en disolverse en la hemoglobina.

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    Tabla 4 -II. Normas de Control de Calidad de Aire

    Residuos Peligrosos (1) NACIONAL (2)

    ELEMENTOS Concentracin

    mg/m3(ppm)

    Perodo

    Promedio

    Concentracin

    mg/m3(ppm)

    Perodo

    Promedio

    0,07 (0,03) mensualDixido de Azufre (SO2 )

    0,9 (0,5) 1 h 0,85 (0,45) 1 h.xidos de Nitrgeno (NOx )(expresado como NO2)

    62 (50) 1 h. Monxido de Carbono (CO)

    12,5 (10) 8 h

    0,15 mensualMaterial Particulado en Suspencin

    (MPS)

    Ozono (O3) - Oxidantes fotoqumicos 0,3 (0,15) 1 h 0,20 (0,10) 1 h.

    0,002 30 min.Plomo (Pb)

    Hidrocarburo sin metano

    (1) Ley 24.051/92 Decreto 831/93; (2) Ley 20.284/73. Existen valores para Alerta, Alarma y Emergencia; (3) US EPA 40 C(4) Estndar secundario; (5) Estndar primario; (6) Concentracin media aritmtica; (7) MP10; (8) No es un valor estndar.; (9

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    5. MTODOS DE MEDICIN Y ANLISIS. INSTRUMENTACIN.

    5.1 Introduccin

    En el presente Captulo se resumen los mtodos de medicin de concentracin de gases

    contaminantes tanto en atmsfera, como en chimenea de una fuente fija de emisin. Se

    presenta en forma muy sucinta la aplicacin del mtodo y las posibles interferencias, el

    principio en el cual se basa el mismo y los lmites de concentracin para los cuales es

    vlido.

    En la Seccin 5.4 se describen los mtodos de medicin de calidad de aire atmosfrico y en

    la Seccin 5.5 los correspondientes a las mediciones en chimenea. Dado que muchos delos principios de medicin son similares para diferentes elementos, tanto sea para

    mediciones en atmsfera como en chimenea, como por ejemplo ionizacin de llama,

    absorcin ultravioleta, etc., el detalle del funcionamiento de los mismos se dan en la

    Seccin 5.6

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    5.2 Clasificacin de los mtodos de medicin

    Los mtodos de medicin de calidad de aire ambiente y de concentracin en chimenea se

    pueden clasificar de diferentes maneras. Cada una de ellas destacan las caractersticas

    fundamentales que los diferencia.

    Segn su forma de operacin

    Mtodos

    discontinuos

    Son, en trminos generales, mtodos manuales paralos cuales la toma de muestra en el lugar y el anlisisen el laboratorio son dos pasos separados. Puede habermediciones discontinuas que pueden realizarse con

    equipos automticos tanto en la toma de muestra comoen el anlisis de laboratorio.

    Mtodos

    continuos o

    automticos

    Tpicamente involucran equipamientos automticos enun lugar fijo que realiza ambos procesos, toma demuestra y anlisis. Estos mtodos son fundamentalescuando existen regulaciones que determinan nivelesde pre-alerta y diferentes grados de alerta.

    Segn el mtodo utilizado

    Qumicos-fsicos El contaminante sufre una transformacin qumica y elproducto de la reaccin se determina por una tcnicaanaltica apropiada.

    Fsicos Se mide una propiedad fsica, o su variacin, paracada contaminante en forma selectiva, sin que seproduzcan cambios en la composicin de la muestrade aire.

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    Segn el volumen espacial sobre el que se promedia la medicin.

    Mtodos

    puntuales

    La muestra de aire se toma en forma continua en un

    punto determinado y se hace pasar esta por el detector.La mayora de los equipos actualmente disponibles sebasan en este concepto. Los sensores necesitan unacantidad finita de aire contaminado antes que puedanresponder y un intervalo de tiempo finito antes que

    pueda ser observado un valor de la concentracin. Senecesita un equipo para cada contaminante.

    Mtodos zonales Miden la concentracin promedio de loscontaminantes directamente en una seccin de la

    atmsfera, a travs de la perdida de intensidad de unhaz de luz por absorcin molecular de loscontaminantes. Se pueden medir simultneamentetodos los gases que tengan valores suficientementediferentes de longitud de onda de absorcin. Mide a lolargo de una zona relativamente grande, mnimo de100 m por problema de sensibilidad, y el mtodo esaplicable hasta espesores de atmsfera, o lo que esequivalente distancia entre emisor y receptor, de1.500 metros. No sirve para material particulado.

    Segn sean considerados mtodos de referencia o equivalentes

    Mtodos de

    referencia

    Son dados para las mediciones de cada uno de losgases contaminantes ms importantes y se losconsidera de referencia para determinar elcumplimiento de las normas. Generalmente sonmtodos manuales, pocos automatizados y querequieren la coleccin de muestra por un tiempodiscreto relativamente largo.

    Mtodos

    equivalentes

    Se han desarrollado equipos de medicin continua oautomticos que permiten obtener datos en forma

    prcticamente continua (intervalo de medicin de unminuto) y conectados on line con el centro deinformacin, lo cual es sumamente til para detectaraccidentes y actuar en forma inmediata. Deben pasaruna prueba que determine que son adecuados frente alos mtodos de referencia, la cual es realizada porinstituciones autorizadas. Han sido desarrollado solo

    para los contaminantes ms importantes.

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    5.3 Criterios de seleccin de equipos de medicin

    Cuando se seleccionan monitores para un estudio de calidad de aire se debe tener en cuenta

    el objetivo del programa a fin de evaluar la economa relativa de los distintos sistemas

    considerados. Por ejemplo, si el estudio es realizado para determinar tendencias de

    contaminantes de aire en intervalos de tiempos largos, no hay razn de seleccionar

    monitores que den salidas continuas si hay otros disponibles. Para ese fin, con los

    monitores de salida continua, se debe seleccionar algn mtodo para promediar los

    resultados obtenidos y esto aumenta los costos. Debe ponerse especial atencin a las

    rutinas de calibracin y mantenimiento de todos los equipos para asegurar una operacin

    continua tan extensa como sea posible.

    En trminos generales hay ciertos parmetros tcnicos y operacionales que deben ser

    considerados al evaluar la aptitud y utilidad de una tcnica analtica o un equipo de

    medicin.

    Parmetros tcnicos

    Selectividad, indica el grado de independencia de interferencias del mtodo.

    Especificidad: indica el grado de interferencias en la determinacin.

    Lmite de deteccin,

    Sensibilidad: Tasa o amplitud del cambio de la lectura del instrumento con

    respecto a los cambios de los valores caractersticos de la calidad del aire.

    Exactitud: Grado de acuerdo o semejanza entre el valor real o verdadero y el

    valor medio o medido. Depende tanto de la especificidad del mtodo como de la

    exactitud de la calibracin; esta ltima dependen de la disponibilidad deestndares primarios y de la forma como es calibrado el equipo. Denota en que

    manera estn ausentes errores por predisposicin o sesgo o por azar.

    Precisin, o reproducibilidad de las medidas: grado de acuerdo o semejanza entre

    los resultados una serie de mediciones aplicando un mtodo bajo condiciones

    predescriptas y el valor medio de las observaciones.

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    Facilidad de calibracin del instrumento: Est asociada a la disponibilidad de

    gases de calibracin en el mercado (estndares primarios) y a su aplicacin en el

    sistema de muestreo, as como a la necesidad de la frecuencia de su empleo.

    Disponibilidad de gases de calibracin. Gases primarios o secundarios.

    Volumen de gas necesario para la determinacin: Depende del

    comportamiento de las concentraciones de sustancias a medir.

    Tiempo de respuesta del instrumento: Corresponde al tiempo necesario para

    que el monitor responda a una seal dada, o sea el perodo transcurrido desde la

    entrada del contaminante al instrumento de medicin hasta la emisin del valor de

    la medicin. Se suele distinguir dos partes: a) tiempo de retraso, aquel en que se

    alcanza el 10 % del cambio final en el instrumento de lectura, b) tiempo de

    crecimiento o cada, durante el cual se pasa del 10 % al 90 % del cambio final en

    el instrumento de lectura.

    Parmetros operacionales

    Disponibilidad de los sensores.

    Resolucin espacial.

    Mantenimiento.

    Porcentaje de intervalo de tiempo fuera de operacin.

    Equipamiento adicional necesario.

    Mano de obra especializada requerida para operacin y mantenimiento.

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    5.4 MEDICIONES DE CALIDAD DE AIRE EN ATMOSFERA

    5.4.1 Sistema de toma de muestra

    El sistema de toma de muestra consiste del equipamiento entre el punto de entrada del aire

    de muestreo hasta el punto de entrada al instrumento de medicin.

    Componentes

    del sistema

    de toma de

    muestra

    Cabeza de toma de muestra

    Tubo de entrada

    Tubo de distribucin de muestra (mltiple) desde el tubo deentrada a los instrumentos de medicin individuales.

    Bomba o ventilador.

    Dado que dentro de la casilla de medicin se tiene una temperatura controlada,

    normalmente existe un gradiente de temperatura con el exterior y en ambientes altamente

    hmedo existe condensaciones. Por ello las condiciones de transporte por el tubo de

    entrada y el mltiple debe representar las mismas que tiene el aire en el exterior. Para ello

    ambos van recubierto con aislante trmico, para evitar transferencia de calor, y elementos

    de precalentamiento. Por lo general se eleva la temperatura de la muestra entre 25 y 35 C.

    El material del tubo de toma de muestra y el mltiple puede ser vidrio, acero inoxidable o

    tefln para que no haya reaccin de los contaminantes con las paredes de estos. Por

    economa se construyen comnmente de vidrio. Se incluye una bomba para la toma de

    muestra.

    5.4.1.1 Cabeza de toma de muestra

    La cabeza de toma de muestra difiere segn se midan gases o material particulado. Para

    cada caso se discuten los diseos ms empleados.

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    i) Contaminantes gaseosos

    La cabeza del sistema de toma de muestra debe ser diseada como un pre-separador de

    partculas grandes, por ejemplo mayores de 50 m, basado en un sistema inercial de

    cambio brusco de direccin (las partculas ms pesadas tienden a seguir en la direccin

    original), como se indica en la Figura 5.4.1 -1.

    Figura 5.4.11: Cabeza muestreador para toma de muestra de contaminantes gaseosos

    Dimensin de la

    cabeza del sistema

    de toma de muestra

    Funcin del flujo

    de la muestra y la

    eficiencia deseparacin del

    material

    particulado

    D=[72 VaL/ (bP-bL) g. dac2] + da

    2 =[4,25 V / (106.d2ac)] + da

    2

    D: dimetro interno del capuchn de la entrada delseparador en cm.

    V : Caudal del aire en cm3/s da: dimetro exterior del tubo de muestreo en cm. aL: viscosidad dinmica del aire (1,82 10-4g/cm .s a 20

    C)bp: peso especfico de las partculas (1 g/ cm3)bL: peso especfico del aire (1,20 .10-3g/cm3a 20 C y

    1,103 mb)

    g : constante gravitacional (981 cm/s2) dac: dimetro aerodinmico de las partculas

    (se considera aqu 0,005 cm = 50 m) Valores tpicos : D = 14 cm ; da= 4 cm.

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    Algunas

    caractersticas

    La cabeza del muestreador debe ser de acero inoxidable, sinfiltros o grillas protectoras. El borde de la boca de aspiracindebe ser redondeada.

    El borde superior del tubo de entrada debe esta al menos un (1)metro sobre el techo de la estacin y 0,5 m debajo de la toma demuestra para las mediciones de material particulado.

    El tubo de entrada de muestra debe ser construido de vidrio-borosilicato y debe tener un dimetro nominal entre 2 y 4 cm.El mltiple debe ser construida de material inerte (por eje.PTFE, vidrio, acero inoxidable).

    El caudal que permita el sistema de entrada debe ser al menos10 veces mayor que el consumo de gas de muestra de todos losanalizadores.

    El tiempo de retencin de la muestra dentro del sistema (desdeel punto de entrada al sistema hasta el ltimo punto de salida) nodebe exceder 10 segundos.

    Los instrumentos de medicin deben estar conectados a la lneade entrada de muestra de acuerdo a la actividad de la sustancia,en el orden siguiente:O3; b) NO,NO2; c) SO2; d) H2; e) CmHn; f) CO..

    El sistema de entrada de muestra, incluyendo las lneas demuestra, debe ser limpiada, por lo menos, cada seis meses.

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    32

    ii) Material Particulado

    Hay diferentes tipos de cabeza del sistemas de toma de muestra segn se quiera slo

    permitir el paso de material particulado de un tamao mximo (por ejemplo PM1; PM2,5;

    PM10) o si se quiere hacer toma de muestra de todo el material particulado en suspensin.

    Toma de muestra de material particulado total

    Principio

    del

    mtodo

    La cabeza del sistema de muestreo es diseada para colectar elmaterial particulado total. Est dimensionado de acuerdo al caudalde aire (v) como se indica en la Tabla 5.4.1-I.

    En la Figura 5.4.1-2 se muestra un esquema del mismo

    Algunas

    caractersticas

    El extremo superior de la cabeza del sistema de muestreo debesobresalir verticalmente del techo de la estacin al menos en1,5 m. La longitud del sistema de muestreo debe ser menor de3 m.

    La cabeza, o toma de muestra, del muestreador debe ser hechade acero inoxidable.

    La sonda de muestreo debe llegar verticalmente al instrumentode medicin a fin de evitar curvas o cambios de seccin. Debeser hecha de material resistente a la corrosin.

    Debe asegurarse que la temperatura del sistema de muestreoeste arriba del punto de roco.

    De acuerdo al sitio y a los contaminantes el sistema demuestreo debe ser limpiado regularmente, con perodos nomenor de seis meses.

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    33

    Tabla 5.4.1 I : Dimensionamiento del dispositivo de entrada al sistema de muestreo

    Smbolo V=1-1,3 m3/h V= 2,5-3 m3/h Comentarios

    D 100 120 Dimetro del protector de lluvia en mm.

    a 10 10 Altura del protector de lluvia, en mmb 15 15 Distancia entre el protector de lluvia y la

    superficie de entrada en mm.

    s 1 1 Espesor del plato superior mm

    c 3 3,5 Altura del como deflector en mm

    h 5 8 Ancho del canal anular en mm

    d1 55 75 Dimetro del plato superior

    d2 12 14 Dimetro de la base cono deflector

    d3 20 27 Dimetro superior del tubo de succin en mm

    d4 12 14 Dimetro inferior del tubo de succin en mm

    t 12 12 Profundidad de la parte cilndrica del tubo desuccin en mm.

    73N 7 ngulo de la parte cnica del tubo de succin

    l 43,5 72,5 Altura del tubo de succin

    Figura 5.4.1 -2:Cabeza del muestreador para toma de muestra de material particulado

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    Toma de muestra de material particulado con < 10 mHay dos tipo de equipos de toma de muestra para la medicin de material particulado con

    dimetro menor de 10 m: a) el denominado muestreador de gran volumen,

    b) el muestreador dicotmico (10) o Dichot.

    1 Muestreador de gran volumen

    Componentes

    bsicos

    Cabeza de toma de muestra que transmite solamente laspartculas con dimetros menor de 10 . Normalmente haydisponible dos tipo de diseo de cabeza de toma de muestra,que se diferencian por el mtodo de discriminacin de las

    partculas: a) por impactob) ciclnico

    Sistema de control capaz de mantener un flujo constantedentro de las especificaciones de diseo de la cabeza. Haydos tipos de sistemas de control de flujo: i) de masa,

    ii) volumtrico.

    1.1 Separacin por impacto

    Principio

    del

    mtodo

    El diseo simtrico de la cabeza de toma de muestra aseguraque sea independiente de la direccin del viento. El aireambiente pasa a travs de seis toberas de aceleracin hacia la

    primera cmara de impacto. Luego pasa a travs de 16 toberasde aceleracin a la segunda cmara de impacto. Las toberastienen un dimetro crtico a fin de proveer el cambio necesariode velocidad para producir el correcto fraccionamiento por

    tamao de las partculas dentro de la cmara de impacto. Elaire finalmente sale hacia la cmara de filtros a travs de nuevetubos de venteo. La velocidad del aire es crtica; un valor dediseo tpico es de 1,13 m3/minuto. En la Figura 5.4.1-3 semuestra un esquema del separador.

    (10) Se denomina al mtodo de clasificacin en que las divisiones slo tienen dos partes

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    Figura 5.4.1 3: Toma de muestra partculas con < 10m con separador por impacto1.2 Separacin ciclnica

    Principio

    del

    mtodo

    Se imparte a las partculas una componente angular de lavelocidad a travs de una serie de alabes uniformementeespaciados. Al pasar luego la muestra por el tubo de coleccin,las partculas ms pesadas, expulsadas hacia afuera, son

    retenidas en la superficie del mismo, cubierta por unabsorbedor a fin de evitar rebotes. La muestra pasa luego a untubo intermedio donde la trayectoria es alterada en direccinascendente y finalmente otro tubo modifica el sentido del flujohacia abajo permitiendo que las partculas sean recogidas sobreun filtro. El control de la velocidad de las partculas es crtico

    para mantener el correcto punto de corte del tamao de lasmismas; los valores tpicos de diseos son similares alseparador por impacto. En la Figura 5.4.1 - 4 se muestra unesquema del separador.

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    Figura 5.4.1-4: Toma de muestra partculas con < 10m con separador ciclnico

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    Muestreador Dicotmico o Dichot

    Principio

    delmtodo

    Colecta partculas de dos tamaos: menores que 10 m y mayoresde 2,5 m (denominadas gruesas) y menores de 2,5 m

    (denominadas finas). La concentracin es la suma de lasfracciones gruesas y finas. El sistema dicotmico de toma demuestra ms comn tiene un caudal de entrada de 16,7 l/min. Las

    partculas con dimetro mayor de 10 m son separadosinercialmente. En la Figura 5.4.1-5 se muestra un esquema deldiseo de la cabeza de entrada del sistema que separa las

    partculas con > 10 . El aire conteniendo el resto del materialparticulado es