Andrs Felipe Mesa (200912304)Prctica 6. Jornada de muestreo PM 2.527 de abril de 2015Evaluacin y Auditora Ambiental

Informe 6. Jornada de muestreo PM 2.5A pesar de que los efectos de la contaminacin del aire se pueden evidenciar al analizar aspectos como el deterioro de la salud humana, el deterioro de la salud de los animales y el deterioro fsico e incluso qumico de distintos materiales que puedan estar expuestos a estas sustancias contaminantes, las simples observaciones son insuficientes para determinar el tipo de contaminante que est generando dichas afectaciones negativas. De esta manera, es de suma importancia contar con equipos analticos cualitativos y cuantitativos que adems de permitir el reconocimiento de los contaminantes, tambin permitan determinar la concentracin en la que se encuentran (Bravo & Sosa, 2006). Con base en lo anterior, a continuacin abordaremos unos aspectos importantes acerca del tipo de muestreo de material particulado (PM 2.5) realizado usando un impactador de cascada y un PEM, en la terraza del laboratorio de calidad del aire de la universidad durante el 7 y 10 de abril de 2015.1. El mtodo utilizado para muestrear PM es activo o pasivo? Es integrado o continuo? Explique. En la medida en que la obtencin de la muestra fue realizada mediante el paso de aire por un soporte de captacin que retiene las partculas del contaminante con ayuda de una bomba (ver imagen 1) cuyo caudal fue regulado por medio de un calibrador de flujo, podemos decir que el tipo de muestreo utilizado para la realizacin de esta prctica de laboratorio es activo porque adems de lo ya explicado, si fuese pasivo, el propio contaminante, por fenmenos de difusin y permeacin, debera ser capaz de alcanzar el soporte de la muestra y repartirse uniformemente en su seno sin necesidad de una bomba (ASEPEYO, 2003).

Imagen 1. Montaje bsico de los sistemas activos de muestreo (ASEPEYO, 2003)Adems, los mtodos de muestreo se pueden clasificar como continuos o de lectura directa y de muestreo al azar o integrados. Los primeros combinan las etapas de muestreo y anlisis en una sola etapa, mientras que los segundos requieren complementarse con mtodos analticos separados (Sonoma Technology, 2009). De acuerdo a la Imagen 2, es claro que el montaje realizado para esta prctica de muestreo es del tipo integrado puesto que se requiere de filtros pesados de manera previa y una vez que el tiempo del muestreo termin los filtros debieron ser llevados a un desecador durante por lo menos 12 horas, tiempo tras el cual, se pesaron con el fin de poder calcular la concentracin de PM 2.5 del muestreo (para calcular esta tambin se requiri conocer la cantidad de aire que pas por los filtros).

Imagen 2. Esquema tpico de un sistema PM de Flujo Integral. (Sonoma Technology, 2009)2. Explique otros tipos de mtodos de monitoreo de calidad del aire para PM y los equipos necesarios para ello. Al menos describa dos equipos y mtodos no gravimtricos. Sabiendo que la recoleccin de la muestra de aire puede realizarse mediante tcnicas manuales o automticas, es importante sealar que el anlisis y la medicin de contaminantes puede ser realizada por medio de los siguientes mtodos (Annimo, s.f.), de acuerdo a las caractersticas fsicas y qumicas de los contaminantes. Gravimetra (partculas se atrapan o recogen en un filtro y se pesan. Es el que se us en este laboratorio). Volumetra. La cantidad de contaminante detectado se determina a partir del volumen de la dilucin que se ha consumido en una reaccin qumica, razn por la cual, las muestras se cuantifican en solucin con ayuda de una titulacin. Absorcin Atmica. Se usa especialmente para medir plomo que ha sido recolectado por medio de mtodos gravimtricos. Como el plomo absorbe pequeas cantidades de radiacin, es por esto que a partir de la cantidad total de radiacin emitida por la muestra recolectada, se puede aprovechar el fenmeno de absorcin atmica para identificar distintos tipos de contaminantes. Espectrofotometra. Es un mtodo que se basa en principios colorimtricos y es usado para medir la concentracin de dixido de azufre especialmente. A partir del color que tome una solucin que contiene el SO2, se puede usar un espectrofotmetro que nos indicar la cantidad presente de contaminante en la muestra. Quimiluminiscencia de Fase Gaseosa. Se usa para medir ozono a partir de la cantidad de luz que es liberada por la reaccin qumica del O3 con el etileno y medida con ayuda de un fotomultiplicador. La cantidad de luz emitida es proporcional a la concentracin del O3 en la muestra tomada. Ionizacin de Llama. La muestra recolectada se quema con una llama de hidrgeno y el nmero de iones o electrones que se formen a partir de esta reaccin, ser proporcional al nmero de tomos de carbono que hacen parte de los compuestos orgnicos voltiles (COV), entre ellos el metano. Analizadores automticos (Equipos)Son equipos capaces de proporcionar mediciones de alta resolucin (generalmente en promedios horarios) en un nico punto para varios contaminantes criterio entre ellos PM e inclusive contaminantes tan importantes como los COV. La muestra recolectada se analiza en lnea y en tiempo real a travs de mtodos electro pticos tales como absorcin de UV o IR, la fluorescencia y la quimiluminiscencia (DIGESA, 2005). En la medida es que son equipos sofisticados adems de requerir personal altamente calificado para su uso, se caracterizan por tener altos costos recurrentes asociados a su funcionamiento y operacin. Sensores remotos (Equipos)Son de los equipos ms novedosos que usan tcnicas espectroscpicas de larga trayectoria para medir la concentracin de varios contaminantes en tiempo real. Los datos se obtienen al integrar el detector y una fuente de luz a lo largo de una ruta determinada, as como tambin, el usar tcnicas de larga trayectoria permite el uso de este tipo de equipos en diferentes situaciones de monitoreo, especialmente aquellas en las que el muestreo se realiza cerca de las fuentes de emisin (DIGESA, 2005). A pesar de ser muy sofisticados y muy costosos, esto no es garanta de que tomen las mejores mediciones de los contaminantes porque no ofrecen mediciones comparables con mediciones puntuales y su soporte, calibracin, operacin y validaciones suelen ser labores muy dispendiosas. Resultados y Anlisis3. Analice las concentraciones que se obtuvieron en la prctica en la cual usted particip. Cmo se comparan las concentraciones de PM de los distintos equipos? Interprete los resultados.Por cuestiones de espacio, la Tabla 1 se presentar por partes con el fin de hacer posible su vinculacin al documento. Adems se hace la aclaracin de que como la duracin de los muestreos no supero las 24 horas entonces para la diferencia entre estas ltimas y los tiempos de muestreo se tomaran valores de 0 g/m3. Se tom esta decisin ya que la estacin de monitoreo de calidad del aire ms cercana es la del Sagrado Corazn, la cual, a pesar de estar en la misma localidad en que se encuentra ubicada la universidad (Santa Fe) no hace mediciones de PM 2.5 que es el contaminante que estamos interesados en analizar. Tabla 1. Datos del muestreo y clculos de la concentracin de PM 2.5EquipoCdigo de la muestraFecha inicial de muestreoHora inicial de muestreoFecha final de muestreoHora final de muestreo

SioutasSA107-abr-1516:2808-abr-158:54

SB107-abr-1516:2808-abr-158:54

SC107-abr-1516:2808-abr-158:54

SD107-abr-1516:2808-abr-158:54

SE107-abr-1516:2808-abr-158:54

PEMP107-abr-1516:2808-abr-158:52

PEMP207-abr-1516:2808-abr-158:50

SioutasSA209-abr-1516:2910-abr-1510:25

SB209-abr-1516:2910-abr-1510:25

SC209-abr-1516:2910-abr-1510:25

SD209-abr-1516:2910-abr-1510:25

SE209-abr-1516:2910-abr-1510:25

PEMP309-abr-1516:2909-abr-1522:19

PEMP409-abr-1516:2909-abr-1522:19

Flujo inicial (L/min)Flujo Final (L/min)PRE 1 (g)PRE 2 (g)PRE 3 (g)Promedio PRE (g)

8,96688,94020,0931040,0931050,0931050,093104667

8,96688,94020,0824600,0824570,0824570,082458

8,96688,94020,0939880,0939880,0939890,093988333

8,96688,94020,1032400,1032430,1032410,103241333

8,96688,94020,0533060,0533060,0533080,053306667

2,08672,15180,0544890,0544890,0544860,054488

2,07972,12130,0532020,0532010,0532020,053201667

9,01217,60610,0967770,0967760,0967770,096776667

9,01217,60610,0822030,0822050,0822050,082204333

9,01217,60610,0937370,0937380,0937400,093738333

9,01217,60610,0910890,0910910,0910890,091089667

9,01217,60610,0547730,0547730,0547740,054773333

2,01072,09650,0516600,0516590,0516580,051659

2,03142,12540,0517840,0517850,0517840,051784333

HR (%) PRE Temp (C) PRE POST 1 (g)POST 2 (g)POST 3 (g)Promedio POST (g)

5921,10,0931490,0931480,0931470,093148

5921,10,0924870,0924860,0924870,092486667

6021,10,0940050,0940050,0940060,094005333

6021,20,1032780,1032800,1032800,103279333

6021,20,0534580,0534570,0534570,053457333

6021,20,0549790,0549790,0549780,054978667

6021,30,0532510,0532510,0532490,053250333

5821,20,0968080,0968060,0968070,096807

5921,40,0822490,0822470,0822470,082247667

5921,40,0937780,0937770,0937780,093777667

5921,40,0911240,0911240,0911240,091124

5921,60,0550410,0550390,0550380,055039333

5921,60,0516700,0516700,0516710,051670333

5921,70,0517990,0517970,0517990,051798333

HR (%) POSTTemp (C) POST Tiempo Total de Muestreo (min)Promedio Flujos (L/min)PM (g/m3)

5821,99868,95354,90854E-06

5821,99868,95350,001135987

5821,99868,95351,92566E-06

58229868,95354,30441E-06

5822,19868,95351,70666E-05

5822,29842,119250,000235293

5822,29822,10052,35938E-05

5822,310768,30913,39277E-06

5822,310768,30914,84681E-06

5922,410768,30914,39941E-06

5922,410768,30913,84016E-06

5922,410768,30912,97519E-05

5922,43502,05361,57679E-05

5922,53502,07841,92456E-05

Antes de entrar a analizar las diferencias existentes entre los resultados arrojados por el Sioutas y el PEM y por consiguiente los valores que pudieron llegar a exceder la norma (ver Tabla 2) para PM 2.5, es importante sealar que como cualquier otro tipo de mtodo, los mtodos activos tienen una serie de ventajas y desventajas que deben ser tenidas en cuenta para realizar el respectivo anlisis de los resultados obtenidos. En primer lugar, hablamos de mtodos que por requerir energa elctrica son ms costosos que los mtodos pasivos de muestreo; en segundo lugar, hablamos de mtodos en los que el PM queda almacenado para su posterior anlisis por medio de otros mtodos y equipos como los mencionados anteriormente; y por ltimo, hablamos de mtodos que son muy sensibles al error humano (Swisscontact, s.f.).

Tabla 2. Lmites mximos anuales y diarios de PM de acuerdo a la norma colombiana, la OMS y la EPA. (Ramos, 2015)Este ltimo aspecto es muy importante en la medida en que al realizar el muestreo durante las horas de la noche y la madrugada no se puede tener una dimensin real acerca de las limitaciones que se pudieron presentar durante toda la jornada, como por ejemplo intermitencias en el flujo elctrico que afectaran el funcionamiento (esfuerzo) de las bombas, colmatacin de los filtros por no considerar ventanas de tiempo ms cortas y entrada de humedad a los filtros por cuestiones de posibles fenmenos de precipitacin. Esto ltimo, a pesar de ser corregido con ayuda del desecador, representa una de las tantas condiciones ambientales que generan variaciones de los distintos parmetros que pueden afectar la representatividad de la muestra. Sin embargo, segn los valores de Humedad Relativa y Temperatura (C) reportados, estos dos parmetros permanecieron prcticamente invariables, lo cual permitira afirmar que la estabilidad a la temperatura se logr y por lo tanto la estructura de los filtros no debi verse afectada. Adicionalmente, resulta cuestionable el hecho de que al realizar el muestreo durante la noche y la madrugada, los valores de temperatura y humedad relativa no sean variables, puesto que en primer lugar el muestreo se hizo al aire libre y en un momento del da en que el descenso de la temperatura atmosfrica es considerable (temperaturas menores a 10 C), razn por la cual, se debieron presentar tambin cambios en el valor cuantificado de la humedad relativa, pues la relacin entre estas dos variables es directa porque a mayor temperatura, mayor cantidad de vapor de agua que puede contener la masa de aire muestreada (muestra saturada). Ese grado de saturacin es lo que conocemos como humedad relativa (meteoares, 2010). La ltima posible fuente de error que se puede identificar con cierto nivel de confianza, hace referencia a la disposicin y elaboracin del montaje de muestreo. En primer lugar, el haber fijado los PEM y/o el Sioutas con cinta pudo generar que el flujo de aire que era recogido por la bomba se pudiera ver interrumpido por una obstruccin parcial de la manguera plstica usada, afectando as la concentracin de PM cuantificado (subestimacin de las concentraciones reales de PM 2.5). En segundo lugar, al armar el Sioutas y el PEM, es posible la disposicin de los filtros dentro de estos no se haya realizado de manera adecuada y algunos de los filtros no permanecieran planos y en una pieza de tal manera que no pudieran proveer un sello que evitara las fugas en el sistema de muestreo (BVSDE, s.f.). A pesar de estas limitaciones asociadas principalmente a errores humanos, los valores cuantificados de PM 2.5 no excedieron ninguna de las 3 normas mostradas en la Tabla 2, razn por la cual, se puede decir que a pesar de que lo dictara el sentido comn con respecto a la movilidad de fuentes mviles de contaminacin como los vehculos particulares y los vehculos de transporte pblico que se movilizan por el sector durante la hora pico (5:00- 7:00 pm), las aportaciones de estas son mnimas, lo cual adems de deberse a posibles errores experimentales, nos pone en evidencia tambin que la mayor contribucin la hacen grandes industrias como las ubicadas en zonas como Puente Aranda y Ricaurte por ejemplo. 4. Compare las concentraciones encontradas con el estndar de calidad de aire apropiado.Una vez que se han identificado las posibles fuentes de error del muestreo realizado, es pertinente analizar los valores de la Tabla 1 y los de la Tabla 2 con el fin de poder comparar los resultados experimentales con los establecidos por las distintas normas existentes. De acuerdo a lo abordado en clase, los valores de la OMS presentados y subrayados en la Tabla 2 corresponden a la concentracin de PM ms baja (anual) a partir de la cual se han logrado establecer incrementos en las tasas de mortalidad relacionadas con enfermedades cardiopulmonares y de cncer de pulmn. Aunque hay un cumplimiento de la norma en todas las mediciones, se recomienda realizar nuevos muestreos en los que se consideren las fuentes puntuales (industrias) y mviles (flujo vehicular) cercanas a la universidad como una manera de no caer en la tendencia de encajar las concentraciones de PM 2.5 tan bajas (prcticamente de 0 g/m3) como una consecuencia de una mala calibracin de los equipos, un montaje y una manipulacin inadecuada de los filtros. Al tener conocimientos previos de la zona en la que se van a realizar los muestreos, se puede determinar si la razn de estas concentraciones se debe a la actividad cotidiana de las industrias y el comercio, caso en el cual, se podran hacer las observaciones necesarias para plantear las medidas para mantener emisiones que no excedan la norma. Adicionalmente, debera realizarse una simulacin de dispersin gaussiana para identificar realmente como se estp

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