Trenes de Muestreo de Gases Juan Carlos Ortiz Martínez Edgar Fernando Troncoso López
Contenido *Introducción *Objetivos *Pasos para Muestreo *Trenes de Muestreo de Gases *Equipo y Accesorios del Tren de Muestreo *Esquema de un Tren de Muestreo *Norma Mexicana NMX-AA-055-1979 *Norma Oficial Mexicana NOM-098-SEMARNAT-2002
Introduccion
Un contaminante químico es toda sustancia orgánica o inorgánica, natural o sintética que durante la fabricación, manejo, transporte, almacenamiento o uso puede incorporarse al aire ambiente en forma de polvo, humo, gas o vapor con efectos irritantes, corrosivos, asfixiantes o tóxicos y en cantidades que tengan probabilidades de lesionar la salud de las personas que entran en contacto con ella. En aquellos lugares de trabajo donde se realizan tareas o procesos que dan origen a gases, vapores, humos, nieblas, polvos, fibras, aerosoles y otros se deben efectuar análisis de aire periódicos a intervalos tan frecuentes como las circunstancias lo aconsejen.
Los objetivos fundamentales de un muestreo de aire son: *Verificar el cumplimiento de la ley. * Seleccionar el equipo de protección adecuado. *Evaluar la efectividad de los controles y mejoras implementadas.
Los pasos fundamentales de un muestreo de aire son: 1. Determinar el tiempo de muestreo según los requerimientos de las normas y/ o
métodos de análisis a cumplir.
2. Determinar el tipo de muestreo:
-Muestreo personal. -Muestreo estacionario. 3. Determinar el número de tomas de muestra 4. Seleccionar el método de muestreo de aire: algunos métodos de muestreo en el
lugar de trabajo son: - NIOSH (National Institute for Occupational Safety and Health- Instituto Nacional para la seguridad y salud del trabajo) -OSHA (Occupational Safety and Health Administration- Administración de la Seguridad y salud del trabajo) -EPA (Environmental Protection Agency- Órgano de protección del medio ambiente)
Los pasos fundamentales…
5. Seleccionar el tipo de muestreo que puede ser:
-Muestreo activo. -Muestreo pasivo. 6. Elementos de un muestreo activo:
-Bomba de muestreo: para aspirar o empujar el aire -Tren de muestreo: Dispositivo a través del cual aspira o empuja aire. -Calibrador: Dispositivo que indique la cantidad de aire que se ha aspirado o empujado -Medio de muestreo: donde es conservado el contaminante a analizar.
Que es un Tren de Muestreo? Un sistema manual diseñado para el muestreo de gases ambientales por el método de la adsorcion química. El contaminante a muestrearse depende de la solución captadora utilizada. Se emplean tiempos de muestreo diferentes para cada tipo de contaminante, luego del cual la muestra es llevada al laboratorio para el respectivo análisis químico.
Sistema de un Tren de Muestreo El sistema consiste básicamente de:
Una bomba de succión
Filtro
Un manómetro
Frascos Dreschel
Mangueras Una solución captadora
Equipo y Accesorios del Tren de Muestreo Frascos Dreschel: Frascos de vidrio con características definidas en donde se deposita la solución química captadora. Filtro: Se usa para evitar el ingreso de material particulado a la solución captadora. Es instalado entre la solución captadora y la entrada de toma de muestra. Mangueras de Tygon. Se utilizan para interconectar el sistema.
Equipo y Accesorios del Tren de Muestreo
Medidor de Flujo: Usado para medir y controlar el flujo inicial y final del muestreo. Por lo general se emplea un manómetro graduado en forma de U. Bomba de Succión: Se requiere de una bomba especial (libre de aceite) capaz de mantener el flujo requerido para el contaminante en muestreo durante el tiempo de evaluación.
Esquema General
Tren de Muestreo
Procedimiento de Muestreo *Conectar los componentes del Tren de Muestreo. *Anadir la solución captadora en el frasco Dreschel. *Encender la bomba de succión y leer la diferencia de presión del manómetro (flujo inicial). Al termino del tiempo de muestreo, se deberá leer nuevamente la diferencia de presión de manómetro (flujo final). *La solución captadora deberá ser puesta en un recipiente herméticamente cerrado, refrigerado y libre de exposición de la luz.
Análisis de la Muestra La solución catada muestreada, deberá ser enviada al laboratorio para el análisis químico respectivo.
La principal diferencia existente entre los distintos métodos de toma de muestras de gases de emisión reside en la utilización de diferentes sistemas de retención (soluciones captadoras o sólidos adsorbentes), en función del gas a determinar.
Norma Mexicana NMX-AA-055-1979. Contaminación atmosférica - Fuentes fijas Determinación de bióxido de azufre en gases que fluyen por un conducto. OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACION Esta Norma oficial Mexicana establece el procedimiento para la determinación de la concentración y de la emisión de bióxido de azufre en gases que fluyen a través de un conducto.
Se extrae una muestra proporcional de los gases, se absorbe el bióxido de azufre en disolución de peróxido de hidrógeno, separando previamente las neblinas de áci do sulfúrico y el trióxido de azufre. Se cuantifica el bióxido de azufre por titulación con perclorato o cloruro de bario y conociendo el volumen de muestra colectado se determina su concentración; finalmente, por medio de esta última y con el vasto volumétrico, se determina la emisión de bióxido de azufre.
Diagrama de Tren de Muestreo
EXPRESION DE RESULTADO El volumen de muestra referido a condiciones normales se obtiene con la siguiente expresión: Vn
(Vm V H ) Tn
( Pb P) PmPn
Volumen de muestra a condiciones normales, en m3. Volumen de muestra registrado en el medidor seco de gases, en m3; Volumen de vapor equivalente al agua condensada a condiciones del medidor seco de gases. En m3, determinado de acuerdo a la Norma Oficial Mexicana NOM-AA-54 Temperatura normal, en K; Tn Presión manométrica promedio registrada en el medidor seco de P gases, en atm; Presión barométrica existente en el lugar de la determinación en atm; Pb Presión normal, en atm Pn Vn Vm VH
La concentración de bioxido de azufre , a condiciones normales , so obtiene con la siguiente expresión: E= Gv C
Gasto volumétrico de la corriente gaseosa a condiciones normales determinado de acuerdo con la Norma Oficial Mexicana NOM-AA-9 E Emisión de bióxido de azufre, en g de SO2/h Concentración de bióxido de azufre a condiciones normales, en g de C SO2/m3 Gv
La cantidad de dióxido de azufre colectado se obtiene con la siguiente expresión: M= Peq.N.V.F.10
3
Masa de dióxido de azufre colectada, en g Normalidad de la disolución de perclorato de bario trihidratado Ba(ClO4)2.3H2O), o de cloruro de bario dihidratado (BaC12.2H2O), en g.eq/1; Peq Peso equivalente del SO2 (32.0 g/g. eq) F Factor de aforos y alícuotas, adimensional M N
INFORME DE RESULTADOS
-Datos respecto a la corriente gaseosa. - Contenido de humedad. - Composición. - Peso molecular. - Densidad. - Gasto volumétrico. a) A las condiciones existentes en el flujo de gases durante el muestreo. b) A condiciones normales. - Volumen de muestra a condiciones normales. - Emisión de bióxido de azufre - Datos adicionales. - Respecto a la muestra tomada a) Identificación y descripción. b) Datos sobre la toma de la misma. - Referencia del método empleado - Aspectos irregulares observados durante la determinación. - Cualquier operación no incluida en esta Norma y que pudiera afectar los resultados.
NORMA Oficial Mexicana NOM-098-SEMARNAT-2002, Protección ambiental-Incineración de residuos, especificaciones de operación y límites de emisión de contaminantes. Este método especifica el procedimiento de muestreo en fuentes fijas para la determinación analítica de los siguientes metales: Arsénico (As), Cadmio (Cd), Cobalto (Co), Cromo (Cr), Cobre (Cu), Estaño (Sn), Manganeso (Mn), Mercurio (Hg), Níquel (Ni), Selenio (Se), Plomo (Pb), Zinc (Zn). Medición en chimenea La instalación de incineración debe contar con sistemas para la medición continua de indicadores de buenas prácticas de operación y control, contando por lo menos con un equipo de monitoreo continuo para la temperatura de la cámara de combustión final y para las emisiones de monóxido de carbono (CO) y oxígeno (O2), a la salida de los gases de chimenea. Para llevar a cabo la medición de las emisiones a la atmósfera, los incineradores deben contar con plataforma y puertos de muestreo en el ducto de salida de los gases.
Equipo para muestreo: Tren de muestreo que consta de los siguientes elementos:
