Introducción.
El muestreo ambiental es una práctica para el análisis y la medición de emisiones en instalaciones capaces de generar contaminación en el Medio Ambiente, tales como emisiones de gases, vapores, humos y/o partículas a la atmósfera, descarga de aguas residuales, ruido y residuos sólidos y líquidos.
El muestreo ambiental se puede realizar de manera instantánea, a corto, mediano y/o largo plazo, y con mediciones estandarizadas, protocolos técnico- científicos, y/o basarse en procedimientos, frecuencias y reportes establecidos en la normatividad vigente en materia ambiental.
La medición de contaminantes atmosféricos se puede lograr a través de diversos métodos que se agrupan de acuerdo con sus principios de medición en:
· Muestreo pasivo.
· Muestreo con bioindicadores.
· Muestreo activo
· Muestreo automático
· Muestro óptico de percepción remota.
Tipos de muestreo.
Muestreo pasivo.
Este tipo de muestreo colecta un contaminante específico por medio de su adsorción y/o absorción en un sustrato químico seleccionado.
Muestreo con bioindicadores.
Este método implica el uso de especies vivas, generalmente vegetales, como árboles y plantas, donde su superficie funge como receptora de contaminantes.
Muestreo activo.
Este requiere de energía eléctrica con el fin de succionar el aire que se va a muestrear a través de un medio de colección ya sea este físico o químico. El volumen adicional de aire muestreado incremente la sensibilidad, por lo que pueden obtenerse mediciones diarias promedio.
Método automático.
Estos métodos son los mejores en términos de la alta resolución de sus mediciones, permitiendo llevar a cabo mediciones en forma continua para concentraciones horarias y menores. El espectro de los contaminantes se puede determinar, van desde los contaminantes criterio tales como y
hasta los tóxicos en el aire como mercurio y algunos compuestos orgánicos volátiles.
Método óptico de percepción remota.
Estos se basan en técnicas espectroscópicas.
Transmiten un haz de luz de una cierta longitud de onda a la atmósfera y miden la energía absorbida. Con ellos es posible hacer mediciones, en tiempo real, de la concentración de diversos contaminantes.
Desarrollo.
Para el desarrollo de esta actividad, toma en cuenta la siguiente problemática. Hay una industria alimenticia que genera emisiones de partículas producto de la combustión de caña de azúcar utilizando como combustible madera, desde una chimenea de 6m de largo y con un diámetro de 27cm, la temperatura con la que egresan las emisiones es de aproximadamente 313ºC.
Diagrama
Fundamento.
Debido a que está chimenea tiene el diámetro de 27m se realiza el siguiente procedimiento:
Método 2. Determinación de la velocidad del gas en la chimenea y el caudal (tubo Pitot tipo S).
Principio.
La velocidad y el caudal del gas en la chimenea se determinan a través de la densidad del gas y de la medición de la presión de velocidad promedio (presión dinámica) con un tubo Pitot tipo “S”.
El tubo Pitot estándar puede usarse en lugar del uno tipo “S”, sin embargo, como los orificios de presión estática y absoluta del tubo Pitot estándar son susceptibles a obstruirse por las partículas presentes en la corriente gaseosa; siempre que se utilice un tubo Pitot estándar para realizar una travesía, se debe inspeccionar el tubo Pitot para asegurarse que los orificios no se han tapado durante la medición.
Para ductos con diámetros menores a 0.30 m, la velocidad del gas debe medirse usando un tubo Pitot estándar, ya que la utilización de un tubo Pitot tipo “S” produce mediciones inexactas. La velocidad de gas se mide usando un tubo Pitot estándar corriente abajo del sitio real de muestreo de la emisión. La distancia del ducto entre el sitio de muestreo de partículas y el sitio de medición de la velocidad permiten que el perfil de flujo, temporalmente perturbado por la presencia de la sonda, se vuelva a desarrollar y a estabilizar
Aplicabilidad.
este método es aplicable para medir la velocidad promedio de una corriente de gas y para cuantificar el caudal de gas.
En la figura 1 se muestra en forma esquemática como se miden las presiones estáticas, absoluta y de velocidad (dinámica). Las presiones deben permanecer estables por lo menos 15 segundos antes de registrarlas.
La velocidad del gas en la chimenea se relaciona con la presión de la velocidad a través de la ecuación de Bernoulli:
En la cual:
Velocidad promedio del gas en la chimenea, m/s
constante del tubo Pitot (34.97).
coeficiente del tubo Pitot.
presión de velocidad promedio del gas en la chimenea, mm
.
temperatura promedio del gas en la chimenea, K.
presión absoluta en la chimenea, mmHg.
masa molar del gas en la chimenea, g/mol.
Conclusión.
Toda muestra debe de tomarse cumpliendo con el requisito de generar una separación mecánica de los contaminantes con respecto al gas portador, dicho de otra forma, esto quiere decir que la toma de la muestra debe ser realizada a la misma velocidad en que son transmitidos los contaminantes en el ducto de muestro; al cumplimiento de este requisito se le denomina muestreo isocinético.
El porcentaje del isocinetismo está dado por la siguiente ecuación:
En la cual:
Velocidad de toma de muestra
Velocidad de gases en chimenea.
La muestra de gas que contiene el material particulado se succiona isocinéticamente del ducto o chimenea por el cual se emite a la atmósfera haciendo uso de una sonda acoplado a un tubo Pitot.
Referencias
Desarrollo Sustentable. (s.f.). Recuperado el 17 de marzo de 2020, de Consultoría SD - Franco Group, S. C.: http://www.desarrollo-sustentable.com.mx/rehilete/MUESTREO%20AMBIENTAL%20-%20PAGINA%20WEB1.pdf
Echeverri Londoño, C. A. (2006). Ingeniero Ambiental. Recuperado el 17 de marzo de 2020, de http://www.ingenieroambiental.com/4014/determinacion.pdf
Echeverri, C. A. (24 de febrero de 2006). Mailxmail. Recuperado el 17 de marzo de 2020, de http://www.mailxmail.com/curso-fuentes-fijas/muestreo-contaminantes-emisiones
Manual 1. Principios de medición de la calidad del aire. (s.f.). Mexico: Instituto Nacional de Ecología. Recuperado el 17 de marzo de 2020, de https://sinaica.inecc.gob.mx/archivo/guias/1-%20Principios%20de%20Medici%C3%B3n%20de%20la%20Calidad%20del%20Aire.pdf
