3. Material Particulado.pdf

MATERIAL PARTICULADO

Ing. Angélica Bustamante Ruiz

MATERIAL PARTICULADO  Estado del arte de la ciencia indica que la contaminación por material particulado debe ser la prioridad de los organismos de control, especialmente cuando se trata de partículas finas.  Correlación entre contaminación por partículas finas y capacidad pulmonar (especialmente en la población infantil).

CLASIFICACIÓN DE LAS PARTÍCULAS DIÁMETRO AERODINÁMICO

10 μm a 100 μm 0 y 40 μm

RANGO DE PARTÍCULA

Partículas gruesas partículas suspendidas totales (PST)

0 hasta 10 μm

PM10.

0 hasta 2.5 μm

PM2.5

O hasta 2 μm

son partículas finas

0 hasta 0.08 μm <100 nm < 0.1 μm ó 100 nm

son partículas ultrafinas Nanoparticulas

MATERIAL PARTICULADO

µm

µm

µm

µm

MATERIAL PARTICULADO Fuentes: hornos, trituradoras, molinos, afiladores, estufas, calcinadores, calderas, incineradores cintas transportadoras, acabados textiles, mezcladores, tolvas, cabinas de aspersión, incendios forestales, entre otros.

Efectos en la respiración y el sistema respiratorio, agravamiento de afecciones respiratorias y cardiovasculares existentes, daños en el tejido pulmonar, carcinogénesis y mortalidad prematura

Tomado de :MAVDT

MATERIAL PARTICULADO

10 µm

Lung Deposition of Aerosol Particles Fuente: SMHI

MATERIAL PARTICULADO

NORMATIVIDAD Resolución 601 de 2006 Resolución 610 de 2010

GCA1 OMS- MP

Las Guías para la Calidad del Aire-GCA de la OMS son niveles de contaminación del aire por debajo de los cuales la exposición durante toda la vida o por un tiempo promedio determinado no constituye un riesgo significativo para la salud. Si estos límites son sobrepasados en el corto plazo, ello no implica que se producirán efectos adversos inmediatamente sino que se incrementarán las posibilidades de que dichos efectos se produzcan

GUÍA DE CALIDAD DEL AIRE-OMS

Organización Mundial de la Salud, 2006

GUÍA DE CALIDAD DEL AIRE-OMS

Organización Mundial de la Salud, 2006

AIR QUALITY IN EUROPE — 2012 REPORT

CLASIFICACIÓN DE LAS PARTÍCULAS FUENTES

PARTÍCULAS NATURALES Aerosol marino:

Primarios: Sales marinas Secundarios: Sulfatos marinos

Aerosol mineral:

Primarios: Resuspensión de suelos, cenizas volcánicas

Bioaerosoles:

Primarios: micro-organismos, polen, algas, insectos Secundarios: transformación de emisiones

orgánicas naturales (terpeno, isopreno,...) Otras fuentes:

Secundarios:

Oxidación

liberado por los rayos del sol

de

nitrógeno

CLASIFICACIÓN DE LAS PARTÍCULAS PARTÍCULAS ANTROPOGENICAS

Tráfico:

Quema de biomasa:

Actividades industriales:

FUENTES

Primarios: Abrasión de firme, neumáticos y frenos, hollín (emisiones carbonosas muy finas, principalmente de los motores diesel) Secundarios: Formación de nitratos de emisiones de óxidos de nitrógeno y condensación de compuestos orgánicovolátiles Diversos compuestos primarios y secundarios derivados de la combustión Primarios: Cementeras, industria cerámica, metalurgia, centrales térmicas Secundarios: Nitratos y sulfatos formados de las emisiones de óxidos de nitrógeno y azufre y condensación de compuestos orgánicovolátiles

ORIGEN Y COMPOSICIÓN DE LAS PARTÍCULAS PARTÍCULAS FINAS MODO DE NUCLEACIÓN MODO DE ACUMULACIÓN Formado a partir de: Combustión de procesos de alta temperatura y reacciones atmosféricas

Formado por

Compuesto de

Solubilidad

Fuentes

Vida media en la atmósfera Procesos de remoción Distancias de trasporte

Condensación Nucleación Coagulación

Coagulación Condensación Reacciones de gases dentro o sobre las partículas Evaporación de gotas de niebla y de nubes en las cuales se han disuelto y reaccionado

De Sulfatos Carbón elemental Compuestos metálicos Compuestos orgánicos con baja presión de vapor a temperatura ambiente

Poco solubles Combustión Transformación de SO2 compuestos orgánicos en atmosfera Procesos de alta temperatura Minutos a horas

Iones de sulfato Nitrato Amonio e hidrogeno carbón elemental gran variedad de compuestos orgánicos metales: compuestos de Pb, Ca, Ni, Cu, Zn, Fe aguas asociadas a las partículas Altamente solubles Higroscópicas y delicuescentes Combustión de carbón, petróleo, gasolina, diesel, y madera. la Productos de trasformación en la atmósfera de NOx y SO2 y compuestos orgánicos, incluyendo especies biogénicas Procesos de alta temperatura, fundiciones, molinos, ect. Días a semanas

Crecen al modo de acumulación <1 a decenas de Km

Formación de gotas en nubes y caída en forma de lluvia Disposición seca Cientos de miles de Km

ORIGEN Y COMPOSICIÓN DE LAS PARTÍCULAS Formado a partir de Formado por Compuesto de

Solubilidad

PARTÍCULAS GRUESAS Rompimientos de gotas o sólidos de gran tamaño Abrasión, triturado y molienda mecánica Abrasión triturado y molienda mecánica Evaporación de líquidos que han sufrido aspersión Suspensión de polvos Reacciones de gases dentro o sobre las partículas Polvo suspendido en el suelo

Fuentes

Resuspensión de polvo industrial y de suelo depositado sobre las calles Suspensión de suelos perturbados por agricultura, minería, vías no pavimentadas Construcción y demolición Combustión no controlada de carbón, petróleo Aerosol marino Fuentes biológicas

Vida media en la atmósfera

Minutos a horas

Procesos de remoción

Disposición seca por sedimentación Arrastre por gotas de lluvias

Distancias de trasporte

< 1km a decenas de Km (cientos a miles en las tormentas de arena)

http://elements.geoscienceworld.org/content/vol4/issue6/images/large/389fig2_v4n6.jpeg

DISTRIBUCIÓN DEL NÚMERO DE PARTÍCULAS EN FUNCIÓN DEL DIÁMETRO

origen secundario se forman por procesos de coagulación a partir de nucleación

Distribución del número de partículas en función del diámetro (modificado de EPA, 1996).

PROCESOS QUE REDUCEN NIVELES DE MATERIAL PARTICULADO ATMOSFÉRICO

Lluvia: el proceso más eficiente de eliminación de aerosoles de la atmósfera es el lavado atmosférico que produce la lluvia. Así pues los episodios de lluvia dan lugar a bajos niveles de partículas, no solo durante la lluvia, sino también en un periodo tras ella ya que se inhiben procesos como la resuspensión.

PROCESOS QUE REDUCEN NIVELES DE MATERIAL PARTICULADO ATMOSFÉRICO Dispersión: Cualquier situación meteorológica que aumente la dispersión supondré reducción de niveles de PM. Mientras que, al contrario, cualquier situación meteorológica que dificulte la dispersión hará subir los niveles. Una característica que influye en la capacidad dispersiva de un determinado punto es su orografía, ya que las barreras físicas (montañas, sierras, cordilleras) dificultan la dispersión así como, por ejemplo, los valles canalizan las masas de aire.

PROCESOS QUE INFLUYEN EN LOS NIVELES DE MATERIAL PARTICULADO ATMOSFÉRICO Inversión térmica

Disminuye la velocidad de mezclado vertical entre las dos capas de aire. Dificultan la dispersión vertical de los contaminantes dando lugar a gran estabilidad y altos niveles de contaminantes atmosféricos especialmente en las zonas urbanas.

PROCESOS QUE INFLUYEN EN LOS NIVELES DE MATERIAL PARTICULADO ATMOSFÉRICO

Fuente: http://www.nl.gob.mx/?P=med_amb_mej_amb_sima_invterm

PROCESOS QUE INCREMENTAN NIVELES DE MATERIAL PARTICULADO ATMOSFÉRICO Insolación

La fotoquímica de formación de partículas secundarias a partir de gases precursores se acelera en gran medida en situaciones de fuerte insolación. Así pues la proliferación de partículas secundarias en verano es importante.

POLVO AFRICANO EN EL ATLÁNTICO

Los satélites pueden seguir a las nubes de polvo africanas conforme éstas migran a través del Océano Atlántico. Esta película de NASA TOMS indica la densidad de aerosoles en la atmósfera entre el 13 y el 21 de junio del 2001, y muestra como la nube precipita una lluvia de pedacitos del Desierto del Sahara sobre el Caribe y el Golfo de México. http://ciencia.nasa.gov/science-at-nasa/2001/ast30aug_1/ http://www.sociedadastronomia.com/clima/polvo-del-desiero-del-sahara-en-el-atlantico/

MANUAL DE DISEÑO: Microlocalización de Estaciones

Fuente: MAVDT

TÉCNICAS DE MEDICIÓN Para los monitoreos de calidad del aire y la comparación respectiva con las normas nacionales para efectos legales deberán utilizarse equipos aprobados como método de referencia o equivalente (USEPA, EEA)

Muestreador HiVOL Fuente: MAVDT

TÉCNICAS DE MEDICIÓN Analizador Automático

Muestreador semiautomático Fuente: MAVDT

SVCA DE MONITOREO MONTERÍA ESTACIÓN UPB Estación meteorológica

Muestreador HiVOL

Muestreador low-VOL

INFRAESTRUCTURA

Fuente: MAVDT

Estación portátil

Infraestructura

Fuente: MAVDT

PARTES DEL COMPARTIMIENTO DE IMPACTACIÓN DEL EQUIPO PM10

TÉCNICAS DE MEDICIÓN

Para determinar la cantidad de material particulado en una muestra de aire, se pesa el filtro antes y después del muestreo.

PARTES DEL COMPARTIMIENTO DE IMPACTACIÓN DEL EQUIPO PM10.

Aspiración constante de aire en el rango de 1.02 a 1.24 m3/min a condiciones actuales o reales. Un caudal de 1.13 m3/min garantiza la separación de partículas menores de 10 micrómetros

CARTA DE REGISTRO DE FLUJO HI-VOL

Fuente: convenio UPB-CVS 2013

FILTROS EQUIPO HI-VOL Filtro en blanco

Muestra PM10/ 24 horas

Fuente: convenio UPB-CVS 2013

Mínimo de datos: 121 datos si es equipo manual 274 datos si es automático

TÉCNICAS DE MEDICIÓN Peso del filtro con el contaminante recolectado

_

Peso filtro limpio

del

=

Cantidad de material particulado en un determinado volumen de aire.

La medición del material particulado emplea principios gravimétricos. La gravimetría se refiere a la medición del peso.

CALIBRACIÓN DE EQUIPOS MUESTREADORES DE PARTÍCULAS HI- VOL  La calibración se fundamenta en la posición del dispositivo de control de flujo que permite una aspiración de aire en el rango deseado, es decir de 1,1 a 1,17 m3/min ¿Cuanto sería en Ft3/min?

MANUAL DE OPERACIÓN DE SISTEMAS DE VIGILANCIA DE LA CALIDAD DEL AIRE, MAVDT. 2010

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