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TÉCNICAS DE MUESTREO DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

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Andrea Najera

on 20 November 2013

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Transcript of TÉCNICAS DE MUESTREO DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

TÉCNICAS DE MUESTREO DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS
Es la presencia en el aire de sustancias o formas de
energía que alteran la calidad del mismo, de modo que implique riesgo, daño o molestia grave a
las personas y bienes de cualquier naturaleza.
CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
tipos de contaminantes
Los contaminantes se pueden clasificar de forma sencilla en:

- Partículas:

Partículas sedimentables.
Partículas en suspensión.
Humos de combustión. Partículas de naturaleza carbonosa, generadas normalmente en procesos de combustión incompleta de hidrocarburos.

- gases (a Presión y temperatura ambiente)
-contaminantes asociados a partículas solidas
-contaminantes que se encuentran asociados a partículas liquidas o que condensan fácilmente.
Muestreo a caudal constante
Es aquel en el cual se fija un determinado caudal de toma de muestra y se mantiene durante todo el muestreo. El caudal se elige en función del contaminante a muestrear, tipo de emisión, cantidad de elemento de retención, concentración de contaminante esperado y tiempo de muestreo. Se utilizan normalmente en muestreos de gases y en emisiones constantes.
Muestreo proporcional.
Es aquel en que el caudal de toma de muestra se ajusta de manera que se mantenga proporcional
al caudal del gas emitido por la chimenea. Para establecer el caudal de muestreo, además de las
consideraciones del muestreo a caudal constante hay que tener en cuenta el caudal de emisión.
Se utilizan para muestreos de gases y en emisiones no constantes.
Muestreo puntual
En este caso se toma una muestra individual durante un período corto de tiempo. Para un
estudio representativo son necesarias múltiples y frecuentes muestras. La ventaja que presenta
este método es que proporciona variaciones de concentración en el tiempo o lo largo del
conducto o chimenea.
Muestreo de partículas
En todo caso, para la obtención de muestras representativas de partículas sólidas o líquidas la
muestra ha de ser tomada en condiciones isocinéticas, es decir que la velocidad en la boquilla de
aspiración es la misma que la velocidad de los gases de la chimenea en el punto de muestreo.
tipos de muestreo
DETERMINACIÓN DE GASES
Existen distintos métodos válidos para determinación de los contaminantes gaseosos emitidos a
la atmósfera.

- Métodos extractivos:
ƒ Toma de muestra manual instantánea.
ƒ Toma de muestra manual acumulativa.
ƒ Toma de muestra y técnica instrumental.

- Método no extractivo:
La elección de una u otra técnica dependerá del objetivo que se pretende con la medida, tipo de
contaminante, su origen y orden de concentración, así como las posibles sustancias que puedan
interferir en la determinación.
MÉTODO EXTRACTIVO
Son aquellos métodos que aspiran la muestra fuera del foco de emisión, haciéndola pasar a continuación por un medio colector o por un instrumento de medida.
Toma de muestra manual instantánea
CON TÉCNICA ANALÍTICA DE LABORATORIO:
La muestra se recoge directamente en unos recipientes que pueden ser de distintos materiales y posteriormente son analizadas en el laboratorio. Los recipientes pueden tener o no, sustancias con las que los contaminantes puedan reaccionar.
SIN TÉCNICA ANALÍTICA DE LABORATORIO (TUBOS DE REACCIÓN)
Son tubos, generalmente de vidrio que contienen sustancias que reaccionan específicamente con
el contaminante que se pretende medir. La reacción genera una indicación de color proporcional
a la concentración del contaminante presente en el gas de emisión. La longitud del material
coloreado es una medida semicuantitativa de la concentración, de forma que ésta se puede
cuantificar gracias a una escala graduada marcada sobre la parte exterior del tubo.
ej. toma de muestra instantanea
Toma de muestra manual acumulativa
Se recoge un volumen grande de muestra, durante un tiempo también elevado. La muestra pasa
a través de un recipiente en el que existe alguna sustancia capaz de retener al contaminante que
se desea analizar. Según el fenómeno físico-químico que tenga lugar entre el contaminante y la
sustancia podemos tener los siguientes métodos.
MÉTODOS DE ABSORCIÓN

Son de los más utilizados en la recogida de muestras gaseosas. El gas se hace pasar a través de un absorbente que retiene el contaminante por disolución o por reacción química, dando lugar a cambios físicos o a la formación de compuestos que posteriormente pueden ser determinados mediante técnicas analíticas de laboratorio.
MÉTODOS DE ADSORCIÓN
La retención del contaminante se produce sobre sustancias sólidas como por ejemplo alúmina
activada, gel de sílice (compuestos orgánicos polares), resinas, carbón activo (compuestos
orgánicos apolares), etc.
Este procedimiento se utiliza para algunos compuestos orgánicos en pequeñas concentraciones.
La desorción se realiza normalmente utilizando un disolvente adecuado, por ejemplo, disulfuro de carbono para adsorbentes como el carbón activo o bien desorción térmica para absorbentes
como el tenax, etc.
MÉTODOS DE CONDENSACIÓN Y CONGELACIÓN
La muestra se pasa a través de una serie de recipientes en los que va disminuyendo
progresivamente la temperatura, quedando retenidos por condensación los compuestos a
determinar. Los gases y vapores se conservan inalterados y sin sufrir reacción química para más
tarde ser analizados en el laboratorio. Se utiliza para algunos compuestos orgánicos en
concentración muy pequeña. Es necesario eliminar previamente las partículas y otras sustancias
como el agua que, al congelarse obturarían los conductos de aspiración.
TOMA DE MUESTRA Y TÉCNICA INSTRUMENTAL
El gas se extrae de la chimenea determinándose la concentración del contaminante en tiempo
real mediante técnicas automáticas.
EQUIPOS INSTALADOS A PIE DE CHIMENEA
Para una correcta determinación, el gas muestreado debe ser transportado desde el punto de toma de muestra al punto de cuantificación sin que sufra modificación alguna. Para ello, normalmente el transporte se realiza a través de conductos inertes, principalmente de teflón, que van calorifugados a la misma temperatura que la emisión. Los tubos de transporte están protegidos del exterior (frío, calor, radiación solar, alteraciones mecánicas, etc.) mediante camisas metálicas y plásticas de gran resistencia.
método no extractivo
Métodos instrumentales en chimenea
Las técnicas instrumentales de análisis pueden ser adaptadas al foco de emisión, teniendo las precauciones necesarias para facilitar el mantenimiento y observación de los equipos.

La determinación del contaminante se realiza directamente sobre el foco de emisión si necesidad de realizar la extracción ni acondicionamiento de la muestra
método de medida a distancia
La medida se realiza normalmente sobre el penacho una vez que ha salido de la chimenea, cerca de la boca de la misma. Las técnicas de medida a distancia son básicamente las mismas que las instrumentales. La diferencia fundamental es que en este tipo de medidas los equipos se encuentran localizados fuera de las chimeneas que se pretenden muestrear.
DETERMINACIÓN DE PARTÍCULAS
métodos extractivos
Métodos extractivos manuales
Las partículas son extraídas de la chimenea mediante un equipo de muestreo, quedando
recogidas en un filtro, impactadores de cascada o en otro sistema adecuado (por ejemplo ciclones, estos equipos retienen las partículas provocando un cambio brusco en la velocidad y dirección de la corriente gaseosa).
Métodos extractivos instrumentales
La muestra se extrae y se analiza fuera de la chimenea. Pueden ser:

-Ópticos electrónicos.

Se basan en medir la disminución de la intensidad de la luz que atraviesa un cristal, sometido a
los humos de la chimenea durante un período de tiempo determinado, antes y después de su
limpieza.

-Ópticos visuales.

La medida de emisión partículas cuando estas provienen exclusivamente de proceso de
combustión (humos de combustión) se pueden realizar por comparación visual de la muestra
con una escala arbitraria preestablecida
métodos no extractivos
métodos no extractivos instrumentales
Uno de los más empleados en la actualidad es el método de luz difusa. En el proceso de luz difusa, la luz modulada, procedente de una lámpara halógena, se
convierte en un haz cónico de luz mediante un sistema óptico de emisión. Este haz ilumina las partículas en la chimenea. La luz difusa reflejada por estas partículas será registrada por un sistema óptico de recepción dentro de un volumen de medición establecido y se transmite al sensor óptico. Este sensor convierte la luz difusa en señal proporcional a la intensidad de la luz. La intensidad de la luz difusa es proporcional a la concentración de partículas en la chimenea.
métodos de medida a distancia
La medida se realiza sobre el penacho una vez fuera del conducto de emisión. Se basan en medir la atenuación sufrida por un impulso de luz láser que se hace incidir sobre la pluma del penacho (LIDAR). Estos equipos permiten realizar un seguimiento de la evolución del penacho.
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