analisis comparativo de la metodologia para la medicion de material particulado - jose carlos espino

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III Congreso de higiene ambiental y ocupacional - Panamá

Análisis comparativo de las metodologías para Análisis comparativo de las metodologías para Análisis comparativo de las metodologías para Análisis comparativo de las metodologías para la medición de material particulado ambiental la medición de material particulado ambiental la medición de material particulado ambiental la medición de material particulado ambiental

y ocupacionaly ocupacionaly ocupacionaly ocupacional

Ing. José Carlos Espino M.Higienista Ocupacional, #139PHO1)

Objetivos:Objetivos:Objetivos:Objetivos:Objetivos:Objetivos:Objetivos:Objetivos:

� Explicar algunos principios básicos

del material particulado (MP).

� Explicar las diferentes convenciones

sobre la clasificación del MP.

� Explicar los métodos e instrumentos

de muestreo de MP ocupacional y

ambiental.

2 Envirolab S.A. - Derechos Reservados

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Definición: Partículas pequeñas sólidas o líquidas suspendidas en el aire

Material particuladoMaterial particuladoMaterial particuladoMaterial particuladoMaterial particuladoMaterial particuladoMaterial particuladoMaterial particulado


Características del material particuladoCaracterísticas del material particuladoCaracterísticas del material particuladoCaracterísticas del material particuladoCaracterísticas del material particuladoCaracterísticas del material particuladoCaracterísticas del material particuladoCaracterísticas del material particulado

• Características físicas

Tamaño

Forma

Índice refractivo

Concentración (masa o número)

• Características químicas

Composición (química o elemental)

Acidez o alcalinidad

• Características temporales

Características químicas y físicas que cambian con el tiempo

• Características espaciales

Características cambiantes con la ubicación


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Tamaño, forma e índice refractivo

Características físicasCaracterísticas físicasCaracterísticas físicasCaracterísticas físicasCaracterísticas físicasCaracterísticas físicasCaracterísticas físicasCaracterísticas físicas

• Tamaño:

• Forma:

• Índice refractivo:

• Investigaciones: 0.002-100µm aerosol 0.1-10µm muestreo común

• Muchas formas irregulares énfasis sobre el diámetro aerodinámico

• Rango muy amplio más consistente < 2.5µm


Diámetro aerodinámicoDiámetro aerodinámicoDiámetro aerodinámicoDiámetro aerodinámicoDiámetro aerodinámicoDiámetro aerodinámicoDiámetro aerodinámicoDiámetro aerodinámico

El sitio de deposición del material particulado depende del diámetro aerodinámico de la partícula (DA)

� El DA se determina a través de la velocidad de asentamiento de la partícula en el aire.

� Cualquier partícula con un diámetro aerodinámico “X” asentará a la misma velocidad que una partícula de densidad unitaria con un diámetro “X”.


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Diámetro dinámicoDiámetro dinámicoDiámetro dinámicoDiámetro dinámicoDiámetro dinámicoDiámetro dinámicoDiámetro dinámicoDiámetro dinámico

Esfera de densidad unitaria: Una partícula esférica “ideal” que tiene la misma densidad que el agua, que se asienta en el aire, utilizada para calcular los valores teóricos de la velocidad terminal.

Partícula real Partícula esférica ideal


Características físicasCaracterísticas físicasCaracterísticas físicasCaracterísticas físicasCaracterísticas físicasCaracterísticas físicasCaracterísticas físicasCaracterísticas físicas

Cabello humano

(60 µm diámetro)

PM10

(10 µm)PM2.5

(2.5 µm)

Sección transversal (60 µm)


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Distribución del MP por tamañoDistribución del MP por tamañoDistribución del MP por tamañoDistribución del MP por tamañoDistribución del MP por tamañoDistribución del MP por tamañoDistribución del MP por tamañoDistribución del MP por tamaño


Material Material Material Material particulado particulado particulado particulado ocupacionalocupacionalocupacionalocupacional

Convenios y métodos de muestreo

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Convenciones para la clasificación: una Convenciones para la clasificación: una Convenciones para la clasificación: una Convenciones para la clasificación: una Convenciones para la clasificación: una Convenciones para la clasificación: una Convenciones para la clasificación: una Convenciones para la clasificación: una desconexión internacionaldesconexión internacionaldesconexión internacionaldesconexión internacionaldesconexión internacionaldesconexión internacionaldesconexión internacionaldesconexión internacional

Las diferencias en el ámbito internacional sobre las definiciones utilizadas para los contaminantes en el sitio de trabajo y los métodos de muestreo crean una serie de problemas.

Diferencias en las definicionesDiferencias en las definicionesDiferencias en las definicionesDiferencias en las definicionesDiferencias en las definicionesDiferencias en las definicionesDiferencias en las definicionesDiferencias en las definicionesLas diferencias han traído como consecuencia diferencias considerables en las mediciones de las exposiciones al muestrear el mismo contaminante bajo condiciones idénticas.


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Diferencias en las definicionesDiferencias en las definicionesDiferencias en las definicionesDiferencias en las definicionesDiferencias en las definicionesDiferencias en las definicionesDiferencias en las definicionesDiferencias en las definiciones

Un movimiento hacia la Un movimiento hacia la estandarizaciónestandarización�ACGIH� ISO�CEN

Un poco de historiaUn poco de historiaUn poco de historiaUn poco de historiaUn poco de historiaUn poco de historiaUn poco de historiaUn poco de historiaEn 1983, ISO publicó el informe técnico TR 7708 estableciendo definiciones para el tamaño de las partículas correspondiente a las tres regiones del tracto respiratorio. La fracción a medir dependerá del sitio de afectación del material particulado.


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Un poco de historiaUn poco de historiaUn poco de historiaUn poco de historiaUn poco de historiaUn poco de historiaUn poco de historiaUn poco de historia

� En 1985, la ACGIH publicó un informe con una propuesta similar a la de ISO.

� En 1987, ISO estableció un grupo de trabajo para revisar el TR7708 como una norma internacional y un grupo de trabajo del CEN para producir una norma europea.


Un poco de historiaUn poco de historiaUn poco de historiaUn poco de historiaUn poco de historiaUn poco de historiaUn poco de historiaUn poco de historia

� En 1993, se dan las revisiones al apéndice D del libro de TLV´s de la ACGIH, bajo “Particle Size-Selective Sampling Criteria for Airborne Particulate Matter” y se adoptan las nuevas recomendaciones.

� Se definen tres fracciones de partículas dependiendo donde se depositan en el tracto respiratorio:

1. Inhalable2. Toráxico 3. Respirable


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Convenio Convenio Convenio Convenio Convenio Convenio Convenio Convenio de de de de de de de de muestreo ISOmuestreo ISOmuestreo ISOmuestreo ISOmuestreo ISOmuestreo ISOmuestreo ISOmuestreo ISO

Respirable - 4µ

Torácica - 10µ

Inhalable-100µ


Convenio de muestreo ISOConvenio de muestreo ISOConvenio de muestreo ISOConvenio de muestreo ISOConvenio de muestreo ISOConvenio de muestreo ISOConvenio de muestreo ISOConvenio de muestreo ISO

� Inhalable. ....................... IOM inlet.100 µm @ punto medio de corte.

� Torácico. ....................... IOM inlet con foamnegro - 10 µm @ punto medio de corte (hasta 30 µm)

� Respirable ...................... IOM inlet con foam blanco - 4 µm @ punto medio de corte (hasta 8,5 µm)

Envirolab S.A. - Derechos Reservados18

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Convenios de muestreoConvenios de muestreoConvenios de muestreoConvenios de muestreoConvenios de muestreoConvenios de muestreoConvenios de muestreoConvenios de muestreo



MuestreadoresMuestreadores IOM IOM

Vista Expandida

Tomado de SKC

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Convenio de muestreo NIOSHConvenio de muestreo NIOSHConvenio de muestreo NIOSHConvenio de muestreo NIOSHConvenio de muestreo NIOSHConvenio de muestreo NIOSHConvenio de muestreo NIOSHConvenio de muestreo NIOSH� NIOSH no ha adoptado el convenio internacional por lo que los métodos de muestreo utilizan el sistema antiguo.

� Lo mismo aplica para OSHA.

� NIOSH establece dos tamaños de partículas:

� Partículas totales (PTS): partículas con un punto medio de corte de 100 µm.

� Fracción respirable: partículas con un punto medio de corte de 4 µm.


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Curva del ciclón Curva del ciclón Curva del ciclón Curva del ciclón DorrDorrDorrDorr Oliver (método 0600 Oliver (método 0600 Oliver (método 0600 Oliver (método 0600 ----NIOSH)NIOSH)NIOSH)NIOSH)


Métodos NIOSHMétodos NIOSHMétodos NIOSHMétodos NIOSHMétodos NIOSHMétodos NIOSHMétodos NIOSHMétodos NIOSH


Método NIOSH 0500(polvos totales)

Método NIOSH 0600(Fracción respirable)

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Ciclones disponiblesCiclones disponibles

BGI-4CP BGI, Inc.

Aluminum

SKC®, Inc.

SIMPED Casella, Ltd.

Dorr-OliverSensidyne®,

Inc.

GS-1 SKC®,

Inc.

GS-3 SKC®,

Inc.


Eficiencia de los seis ciclonesEficiencia de los seis ciclones

Aluminum

Aerodynamic Particle Diameter, d a, µµµµm

0 2 4 6 8 10

Sam

plin

g E

ffici

ency

, E, %

0

25

50

75

100

Respirable Convention

Dorr-Oliver Cyclone, Q S=1.7 L/min

Test Aerosol:DOP Glass Spheres Coal Mine Dust

Dorr-Oliver


0 2 4 6 8 10

Sam

plin

g E

ffici

ency

, E, %

0

25

50

75

100


GS-1 Cyclone, Q S=2.0 L/min


GS-1 GS-3


0 2 4 6 8 10

Sam

plin

g E

ffici

ency

, E, %

0

25

50

75

100


SIMPED Cyclone, Q S=2.2 L/min


BGI-4CP


0 2 4 6 8 10

Sam

plin

g E

ffici

ency

, E, %

0

25

50

75

100


BGI-4CP Cyclone, Q S=2.2 L/min


SIMPED


0 2 4 6 8 10

Sam

plin

g E

ffici

ency

, E, %

0

25

50

75

100


GS-3 Cyclone, Q S=2.75 L/min



0 2 4 6 8 10

Sam

plin

g E

ffici

ency

, E, %

0

25

50

75

100


Aluminum Cyclone, Q S=2.5 L/min



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¿Qué usamos entonces?¿Qué usamos entonces?¿Qué usamos entonces?¿Qué usamos entonces?¿Qué usamos entonces?¿Qué usamos entonces?¿Qué usamos entonces?¿Qué usamos entonces?


Depende de…Depende de…Depende de…Depende de…Depende de…Depende de…Depende de…Depende de…� La legislación del país;

� El criterio utilizado (LMP);

� El equipo disponible.


Importante:Los instrumentos utilizados en el muestreo deben colectar el MP de acuerdo con el convenio apropiado a la región del tracto respiratorio, donde el deposito de la materia particulada a medir podría llegar a producir un efecto biológico.

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Reglamento técnico DGNTI COPANIT Reglamento técnico DGNTI COPANIT Reglamento técnico DGNTI COPANIT Reglamento técnico DGNTI COPANIT Reglamento técnico DGNTI COPANIT Reglamento técnico DGNTI COPANIT Reglamento técnico DGNTI COPANIT Reglamento técnico DGNTI COPANIT 4343434343434343--------20012001200120012001200120012001

El reglamento técnico DGNTI COPANIT 43-2001 utiliza el convenio antiguo que divide las fracciones de material particulado en dos:

1. Fracción total (polvo total)

2. Fracción respirable


Reglamento técnico DGNTI Reglamento técnico DGNTI Reglamento técnico DGNTI Reglamento técnico DGNTI Reglamento técnico DGNTI Reglamento técnico DGNTI Reglamento técnico DGNTI Reglamento técnico DGNTI COPANIT 43COPANIT 43COPANIT 43COPANIT 43COPANIT 43COPANIT 43COPANIT 43COPANIT 43--------20012001200120012001200120012001

En mg/m3


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Si utiliza los Si utiliza los Si utiliza los Si utiliza los Si utiliza los Si utiliza los Si utiliza los Si utiliza los TLVTLVTLVTLVTLVTLVTLVTLV´́́́́́́́ssssssss de la ACGIH…de la ACGIH…de la ACGIH…de la ACGIH…de la ACGIH…de la ACGIH…de la ACGIH…de la ACGIH…� Debe revisar el TLV correspondiente y el convenio aplicable

� Si no hay notación significa polvos totales (método NIOSH 0500)

� La ACGIH utiliza las notaciones siguientes:

- Inhalable fraction (I)

- Inhalable fraction vapor (IFV)

- Thoracic fraction (T)

- Respirable fraction (R)


Ejemplo:Ejemplo:Ejemplo:Ejemplo:Ejemplo:Ejemplo:Ejemplo:Ejemplo:


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Para PNMR:Para PNMR:Para PNMR:Para PNMR:Para PNMR:Para PNMR:Para PNMR:Para PNMR:ACGIH® recomienda que se mantengan las concentraciones de material particulado de ninguna manera regulado bajo 3 mg/m3 para MP respirable.


Polvos totales ≠ fracción inhalablePolvos totales ≠ fracción inhalablePolvos totales ≠ fracción inhalablePolvos totales ≠ fracción inhalablePolvos totales ≠ fracción inhalablePolvos totales ≠ fracción inhalablePolvos totales ≠ fracción inhalablePolvos totales ≠ fracción inhalable

Total a inhalable

Clasificación Factor de conversión -Polvo (NMR) 2.5-Neblinas 2.0-Fundiciones 1.5-Soldadura 1.0-Humos 1.0

Publicado por Werner et. al. en The Analyst, 121:1207.


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Últimas tecnologías: instrumentos Últimas tecnologías: instrumentos Últimas tecnologías: instrumentos Últimas tecnologías: instrumentos Últimas tecnologías: instrumentos Últimas tecnologías: instrumentos Últimas tecnologías: instrumentos Últimas tecnologías: instrumentos de lectura directade lectura directade lectura directade lectura directade lectura directade lectura directade lectura directade lectura directa


MAXMAX

TWATWA

MINMIN

Últimas tecnologíasÚltimas tecnologíasÚltimas tecnologíasÚltimas tecnologíasÚltimas tecnologíasÚltimas tecnologíasÚltimas tecnologíasÚltimas tecnologías


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Últimas tecnologíasÚltimas tecnologíasÚltimas tecnologíasÚltimas tecnologíasÚltimas tecnologíasÚltimas tecnologíasÚltimas tecnologíasÚltimas tecnologías


SAMPLER

SAMPLER

Material Material Material Material particulado ambientalparticulado ambientalparticulado ambientalparticulado ambiental

Convenios y métodos de muestreo

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Los convenios para MP ambiental no son Los convenios para MP ambiental no son iguales a los ocupacionalesiguales a los ocupacionales

� En las medicines ambientales generalmente se miden tres tamaños:- Polvos totales (ya en desuso)

- PM10

- PM2.5

•• Los tamaños no son equivalentes a los tamaños Los tamaños no son equivalentes a los tamaños ocupacionales y no se pueden comparar.ocupacionales y no se pueden comparar.

• La instrumentación es diferente.


Métodos de Métodos de Métodos de Métodos de Métodos de Métodos de Métodos de Métodos de referencia (USEPA)referencia (USEPA)referencia (USEPA)referencia (USEPA)referencia (USEPA)referencia (USEPA)referencia (USEPA)referencia (USEPA)

La US EPA (Environmental Protection Agency) asigna diferentes nomenclaturas a los instrumentos aprobados por las normas para el muestreo de partículas:

Para equipos HI-VOL TSP y PM-10 son las siguientes:

• Manual Reference Method: 40 CFR Part 50, Appendix B, HI-VOL Samplers para TSP.

• Manual Reference Method: RFPS-0202-xxx, para HI-VOL Sampler PM-10


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Métodos Métodos Métodos Métodos Métodos Métodos Métodos Métodos de muestreo de bajo flujode muestreo de bajo flujode muestreo de bajo flujode muestreo de bajo flujode muestreo de bajo flujode muestreo de bajo flujode muestreo de bajo flujode muestreo de bajo flujo

� Manual Reference Method: RFPS-1298-xxx, para los equipos que están aprobados para PM-10, con Flujo de 16,7 Lpm.

� Manual Reference MethodRFPS-0498-xxx, para los equipos que están aprobados para PM-2.5 con flujo de 16,7 Lpm.

� Automated Equivalent Method: EQPM-0308-xxx, para análisis de PM-2.5 en monitoreo continuo a 16,7 Lpm.

� Automated Equivalent Method: EQPM-1090-xxx para análisis de PM-10 continuo a 16,7 Lpm.


� Métodos de alto volumen (HighVol): PTS, PM10, Flujo -40 CFM

� Métodos de bajo volumen (LowVol): (TSP, PM10, PM2.5, PMCoarse)

Flujo: 16.7 LPM y 5.0 LPM

Muestreo gravimétrico (manual)Muestreo gravimétrico (manual)Muestreo gravimétrico (manual)Muestreo gravimétrico (manual)Muestreo gravimétrico (manual)Muestreo gravimétrico (manual)Muestreo gravimétrico (manual)Muestreo gravimétrico (manual)


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MuestreadoresMuestreadoresMuestreadoresMuestreadoresMuestreadoresMuestreadoresMuestreadoresMuestreadores HI VOLHI VOLHI VOLHI VOLHI VOLHI VOLHI VOLHI VOL

Muestreador TSP Muestreador PM10

MuestreadoresMuestreadoresMuestreadoresMuestreadoresMuestreadoresMuestreadoresMuestreadoresMuestreadores LOW VOLLOW VOLLOW VOLLOW VOLLOW VOLLOW VOLLOW VOLLOW VOLMétodos de referencia de bajo volumen

PM10 FRM, PM2.5 FRM & Omni PortableTSP, PM10, PM2.5 y PM1

PQ200 para PM2,5PQ100 para PM10 OMNI

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Cabezales para muestreo ambientalCabezales para muestreo ambientalCabezales para muestreo ambientalCabezales para muestreo ambientalCabezales para muestreo ambientalCabezales para muestreo ambientalCabezales para muestreo ambientalCabezales para muestreo ambiental


Cabezal para PMCabezal para PMCabezal para PMCabezal para PMCabezal para PMCabezal para PMCabezal para PMCabezal para PM2,52,52,52,52,52,52,52,5

Ciclón BGI VSSC


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Desempeño de diferentes Desempeño de diferentes Desempeño de diferentes Desempeño de diferentes Desempeño de diferentes Desempeño de diferentes Desempeño de diferentes Desempeño de diferentes ciclones (PMciclones (PMciclones (PMciclones (PMciclones (PMciclones (PMciclones (PMciclones (PM2.52.52.52.52.52.52.52.5))))))))


Los métodos ocupacionales no deben usarse para Los métodos ocupacionales no deben usarse para Los métodos ocupacionales no deben usarse para Los métodos ocupacionales no deben usarse para Los métodos ocupacionales no deben usarse para Los métodos ocupacionales no deben usarse para Los métodos ocupacionales no deben usarse para Los métodos ocupacionales no deben usarse para el muestreo ambientalel muestreo ambientalel muestreo ambientalel muestreo ambientalel muestreo ambientalel muestreo ambientalel muestreo ambientalel muestreo ambiental


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Requisitos regulatoriosRequisitos regulatoriosRequisitos regulatoriosRequisitos regulatoriosRequisitos regulatoriosRequisitos regulatoriosRequisitos regulatoriosRequisitos regulatorios

Environmental, Health and Safety Guidelines


¡Gracias!¡Gracias!¡Gracias!¡Gracias!¡Gracias!¡Gracias!¡Gracias!¡Gracias!


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