Clase virtual 2

Equipos de monitoreo

SE DEFINE COMO MONITOREO ATMOSFÉRICO A TODAS LAS METODOLOGÍAS DISEÑADAS PARA MUESTREAR, ANALIZAR Y PROCESAR EN FORMA CONTINUA LAS CONCENTRACIONES DE SUSTANCIAS O DE CONTAMINANTES PRESENTES EN EL AIRE EN UN LUGAR ESTABLECIDO Y DURANTE UN TIEMPO DETERMINADO.

MONITOREO ATMOSFÉRICO

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MÉTODOS DE MONITOREO ATMOSFÉRICO

IMUESTREADORES

PASIVOS

IIMUESTREADORES

ACTIVOS

IIIANALIZADORESAUTOMÁTICOS

IVSENSORESREMOTOS

VBIOINDICADORES

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I. MUESTREADORES PASIVO

Los sistemas de monitoreo pasivo se basan en la absorción del contaminante sobre un sustrato específico que retenga a la sustancia que se quiere analizar. (Shooter y Brimbecomble, 1993).

Muestreo por difusión, gravedad o cualquier otro medio no forzado.

Luego de la exposición, las muestras son llevadas al laboratorio donde se desorbe la sustancia y se analiza cuantitativamente.

Costo inicial muy bajo, dependiendo de los sustratos de absorción específicos para cada contaminante.

Son sistemas simples, sobre todo en la toma de muestra. Necesitan de un laboratorio químico.

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Debido a su bajo costo inicial y operativo pueden instalarse un número significativo para obtener una valiosa información sobre la distribución geográfica y espacial del contaminante.

No válida para estudios de concentración, niveles integrados durante el tiempo de exposición.

Gran influencia en las medidas de la capacidad de las membranas para retener los contaminantes.

Poseen dos tipos de usos bien diferenciados: - Se emplean en puntos fijos de muestreo, para

monitorear calidad de aire, especialmente para estudios de fondo y muestreos de amplia cobertura espacial.

- Exposición personal y estudios epidemiológicos (la gente los puede llevar puestos).

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MUESTREADORES PASIVOS

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-El muestreador Ogawa es ideal para los programas de monitoreo de bajo costo, personales, esternos e internos , principalmente para los gaases: NO-NO2, NOx, SO2, O3, NH3.-El único monititoreador pasivo capaz de monitorear simultáneamente los gases NO y NO2.-Se puede reutilizar muchas veces, solo necesita cambiar el filtro recubierto.

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II. MUESTREADORES ACTIVOS

Los sistemas de monitoreo activo se basan en Los sistemas se basan en el pasaje de aire, conducido mediante una bomba de aspiración, a través de un reactivo químico específico o de un medio físico de colección.

La muestra así obtenida es llevada al laboratorio donde se realiza el análisis cuantitativo.

El volumen de aire que se utiliza para la muestra es superior al de los sistemas pasivos, por lo tanto la sensibilidad del método es mayor, pudiéndose obtener promedios horarios o diarios de concentraciones de contaminantes. 10

•El volumen de aire muestra es superior al de los sistemas pasivos, por tanto la sensibilidad del método es superior a la sensibilidad de los métodos pasivos, pudiéndose obtener promedios diarios de concentraciones de contaminantes.

• Estos sistemas son más complejos y tienen costos de instalación, mantenimiento y operación más elevados que los denominados pasivos activos de monitoreo (UNEP WHO, 1994).

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CAPTADOR DE BAJO VOLUMEN . Bomba de succión de flujo bajo acoplada a un cartucho

relleno de adsorbente (generalmente carbón activo o Tenax) ó a soluciones de sustancias químicas que se combinan con el contaminante y lo atrapan, luego es procesado y cuantificado.

. Fase gaseosa. Compuestos volátiles. . Flujos < 0.5 m3/min.

CAPTADOR DE ALTO VOLUMEN. Bomba de succión de alto caudal, equipada con filtros

(partículas) y un material absorbente (fase gaseosa). . Material particulado (equipo comercial), adaptación para

el muestreo simultáneo de fase gaseosa. . Flujo > 0.5 m3/min= 500 l/min = 30m3/hr. Los equipos

que trabajen con flujos

CLASIFICACIÓN DE MUESTREADORES ACTIVOS

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MUESTREADOR ACTIVO DE DIÓXIDO DE AZUFRE (SO2)13

MUESTREADOR ACTIVO DE DIÓXIDO DE AZUFRE (NOx)14

Muestreador de Bajo Volumen de Aire, ECOTECH MicroVol 1100

• El MicroVol 1100 es un Muestreador de partículas en aire de bajo volumen que permite monitorear partículas totales y partículas PM10 (opcionalmente PM2.5), controladas por un microprocesador, con características de recolección y almacenamiento interno de información y de parámetros meteorológicos básicos.

• Incorpora sensores de temperatura y presión barométrica que son usados para mantener automáticamente un flujo volumétrico constante de 3 l/min a través de su filtro de Ø 47 mm.

• Los valores almacenados pueden ser visualizados en su display integrado o descargados a través de puerto RS232. Operación extremadamente silenciosa y portátil permitiendo su uso en interiores y oficinas. Utiliza una batería opcional y/o panel solar.

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CARACTERÍSTICAS GENERALES

• Control Activo de Flujo Volumétrico, que mantiene un flujo promedio constante aún con incremento de partículas. • Programación simple para el usuario, de periodos de muestreo con tiempos de encendido y parada, incluyendo secuencias múltiples diarias, semanales, etc. • Interfase Serial RS232C, para descargar fácilmente la información a una PC.• Construido para todas las condiciones, bajo consumo de energía, peso ligero (4Kg) y cubierta resistente.• Las entradas PTS (polvo) y PM10 son proporcionadas como accesorio estándar

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Muestreador de Altos Volúmenes de Aire, ECOTECH HiVol - Serie 3000

• El Muestreador de Aire modelo HiVol3000 provee una plataforma flexible para el muestreo de partículas PM10, así como el monitoreo de parámetros meteorológicos básicos.• El funcionamiento del Equipo es controlado automáticamente por un microprocesador, además, incorpora sensores de temperatura y presión ambiental para corregir y mantener automáticamente un flujo volumétrico constante de 67.8 m3/hr a través de su filtro estándar de 20 x 25 cm.• El HiVol3000 posee un registro interno (memoria interna) de temperatura, presión barométrica, velocidad y dirección del viento, fecha, hora, volumen corregido a condiciones estándar y volumen a condiciones reales muestreado a través de su filtro.

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Todos los datos registrados internamente pueden ser descargados a una PC mediante puerto RS232 utilizando su propio software (Incluye Software) en ambiente Windows. Además el Equipo cuenta con una pantalla LCD integrada la cual permite visualizar la configuración actual, visualizar todos los datos actuales y programar las rutinas de muestreo determinadas por el usuario. Método de Referencia: U.S. EPA RFPS-0706-162 para PM 10.

PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS• Muestreador de partículas en el aire, de Alto Volumen. • Control Activo de Flujo Volumétrico, con control por Microprocesador que

mantiene un flujo promedio constante aún con incremento de partículas.• Rango de Flujo Volumétrico: 45 - 96 m3/hr (Configurable por usuario).• Precisión de flujo: Mejor de ± 1m3/hr.• Repetibilidad de flujo: ± 1% de la lectura.• Temperatura de operación de 0°C – 50°C.• Registro digital interno de Información, registra digitalmente lo siguiente: - Fecha, Hora, - Presión Barométrica, - Temperatura , - Flujo - Volumen Total Acumulado, - Volumen Total Corregido a Condiciones Estándares - Total de horas de funcionamiento del motor.

• Fabricación del Equipo con Aluminio anodizado.• Motor Industrial sin Escobillas (100 000 horas de operación continua, no usa carbones y por lo tanto está libre de mantenimiento, no requiere consumibles). • LCD Integrado para programación de rutinas de funcionamiento y visualización de datos.• Programación digital simple para el usuario: - Programación de tiempo de operación. - Programación de periodos de muestreo, incluyendo secuencias múltiples diarias, semanales, etc. - Programación de Temperatura y Presión para cálculo automático de volumen corregido. • Interfase Serial RS232, que permite descargar fácilmente los datos recolectados a una PC o remotamente vía un MODEM.• Software, que permite descargar los datos a la PC.• Operación extremadamente silenciosa, permite usar el Muestreador en localizaciones residenciales.• Arranque a menos de 4 amperios, operación a 4 amperios (Corriente Nominal).• Requerimiento de Energía: 200-240V +- 10% 50/60 Hz (std).

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III. ANALIZADORES AUTOMÁTICOS

. Los sistemas automáticos de análisis de contaminantes del aire, utilizan alguna propiedad física o química del contaminante que permite llevar a cabo el proceso de detección, identificación y cuantificación en forma continua, generalmente por métodos óptico-electrónicos.. El aire muestreado entra en una cámara de reacción donde, ya sea por una propiedad óptica del gas que pueda medirse directamente o por una reacción química que produzca quimioluminiscencia (luz fluorescente), se mide esta luz por medio de un detector que produce una señal eléctrica proporcional a la concentración del contaminante muestreado.

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CARACTERÍSTICAS

.Equipos de alto costo. .Pueden ser más susceptibles a problemas técnicos

en comparación con los muestreadores, cuando no se cuenta con los programas de mantenimiento adecuados y con personal técnico calificado, ya que requieren de técnicos especializados para la operación rutinaria de los equipos y de métodos más sofisticados de aseguramiento y control de calidad.

.Producen gran cantidad de datos que usualmente necesitan de sistemas telemétricos para su recopilación y computadoras para su procesamiento y análisis.

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.Estos métodos son los mejores en términos de la alta resolución de sus mediciones, permitiéndonos la realización de un monitoreo continuo para concentraciones horarias hasta menores.

.El espectro de contaminantes que se pueden determinar van desde los contaminantes criterio (PM10-PM2.5, CO, SO2, NO2, O3) hasta tóxicos en el aire como el plomo y los compuestos orgánico volátiles.

. Las muestras colectadas se analizan utilizando una variedad de métodos los cuales incluyen la espectroscopia y cromatografía de gases.

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.Ozono por absorción UV. .SO2 por fluorescencia UV. .CO por correlación IR. .NO, NO2, NOx por

quimioluminiscencia. .HCT por ionización de

llama

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IV. SENSORES REMOTOS

Los sistemas de Sensores Remotos pueden proveer una medición integrada de multicomponentes a lo largo de un espacio especificado (normalmente superior a 100 m) en contraste con los equipos de análisis automático que proveen mediciones de un contaminante específico en un punto determinado del espacio.Los sistemas más sofisticados de sensores remotos pueden proveer el desarrollo de todas las mediciones a lo largo del espacio que se estudia. El costo de estos equipos es muy superior a los anteriormente comentados.

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MÉTODOS ÓPTICOS DE PERCEPCIÓN REMOTA

• Estos métodos se basan en técnicas espectroscópicas.

• La aplicación de estos métodos permite la realización de mediciones en tiempo real de la concentración de un buen número de contaminantes entre los que se incluyen NO2 y SO2. 25

APLICACIONES CLAVES

• Análisis de la tendencia de la calidad del

aire ambiente

• Validación de modelos de dispersión

Evaluación de las acciones implementadas

para reducir las emisiones

• Evaluación de los riesgos a la salud

• Evaluaciones de impacto ambiental

• Identificación de fuentes de

contaminación del aire y suelo

• Impacto de las emisiones provenientes

de procesos y zonas industrials.

• Mantenimiento de los objetivos de

calidad del aire

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VENTAJAS

. Sin contacto directo.

.Libre de contaminación.

.Alto nivel de seguridad.

.Tiempo Real.

.Cuantificación

(relativa/absoluta).

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De acuerdo a la Guías de la Calidad del Aire de la OMS, la medición de contaminantes puede realizarse a través de cuatro métodos de monitoreo que incluyen muestreadores pasivos, muestreadores activos, analizadores automáticos y sensores remotos, los que tienen diferentes costos y niveles de desempeño.

MEDICIÓN DE CONTAMINANTES EN LA FUENTE

muestreadores pasivos

sensores remotos

muestreadores activos

analizadores automático MEDICIÓN

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•Principio: difusión molecular a un material absorbente para contaminantes específicos

•Para realizar el sondeo de la calidad del aire en un área determinada

•Ofrecen un método simple y eficaz a bajos costos

•Varios puntos de medición en el área de interés permitiendo identificar lugares críticos como las vías principales o las fuentes de emisión

•Recoge una muestra integrada en un determinado periodo de tiempo (semanas o un mes)

MUESTREADORES PASIVOS

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Absorción de NO2 por trietilenamina

Ozono: oxidación de nitrito a nitrato

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•Principio: recolección del contaminante por medios físicos o químicos para su posterior análisis en el laboratorio

•Muestreador activo manual: un filtro a donde se bombea un volumen de aire conocido

•Muestreador activo automático: una solución química donde se burbujea un volumen de aire conocido

•De mayor costo que los procedimientos con muestreadores pasivos

•Una o pocas muestras en un determinado periodo de tiempo (horas o días)

MUESTREADORES ACTIVOS

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•Principio: medición mediante métodos electro ópticos como absorción de UV o IR; fluorescencia y quimiluminiscencia

•Proporcionan mediciones de alta resolución en un único punto para varios contaminantes SO2, NO2, CO, MP y COV

•Análisis en línea y en tiempo real

•Requisito: aseguramiento en operación, control y mantenimiento

ANALIZADORES AUTOMÁTICOS

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•Principio: medición mediante técnicas espectroscópicas de larga trayectoria

•Principio: los datos se obtienen mediante la integración entre el detector y una fuente de luz a lo largo de una ruta determinada

•Proporcionan mediciones de concentraciones de varios contaminantes

•Análisis de varios contaminantes en tiempo real

•Requisito: aseguramiento en operación, control y mantenimiento

SENSORES REMOTOS

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Ventajas y desventajas de las diferentes técnicas de medición de la calidad del aire

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Ventajas y desventajas de las diferentes técnicas de medición de la calidad del aire

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El D.S. 074-2001-PCM establece los métodos de referencia para la medición de contaminantes. En el cuadro se presenta los métodos de referencia para el monitoreo de algunos contaminantes y las normas técnicas nacionales vigentes.

MÉTODOS DE REFERENCIA NACIONALES

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El D.S. 074-2001-PCM hace referencia al uso de métodos equivalentes los cuales pueden ser referidos por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA), las Directivas de la Comunidad Europea o las Guías para la Calidad del Aire de la Organización Mundial de la Salud (OMS). Se describen algunos de los métodos equivalentes recomendados por estos organismos

MÉTODOS EQUIVALENTES

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MÉTODOS EQUIVALENTES

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MÉTODOS EQUIVALENTES

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Dióxido de azufre libre y total

sensores remotosmuestreadores activos

Carbón que contiene azufre

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Dióxido de azufre libre y total

Espectro de emisión de mercurio

muestreadores activos

Espectrosocopio de emision óptica

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