aplicaciÓn de los metodos 13ª, 17 y 26 de la us epa...

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APLICACIÓN DE LOS METODOS 13 A, 17 Y 26 DE LA US EPA EN LA PROYECCION Y MONTAJE

DEL LABORATORIO DE CALIDAD DEL AIRE DE LA FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y

RECURSOS NATURALES DE LA UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS.

CRISTIAN CAMILO RINCON OCAMPO

20052085047 RODRIGO YACI GUZMAN

20061085060

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS

FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES PROYECTO CURRICULAR TECNOLOGIA EN SANEMIENTO AMBIENTAL

BOGOTA DISTRITO CAPITAL 2013

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APLICACIÓN DE LOS METODOS 13A , 17 Y 26 DE LA US EPA EN LA PROYECCION Y MONTAJE



CRISTIAN CAMILO RINCON OCAMPO

20052085047 RODRIGO YACI GUZMAN

20061085060

Trabajo de grado para optar al título de TECNOLOGO EN SANEAMIENTO AMBIENTAL

Modalidad: monografía

Director JOSE ALEJANDRO MURAD PEDRAZA

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS FACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALES

PROYECTO CURRICULAR TECNOLOGIA EN SANEMIENTO AMBIENTAL BOGOTA DISTRITO CAPITAL

2013

3

NOTAS DE ACEPTACION

___________________________ ___________________________ ___________________________ ___________________________

__________________________________ PESIDENTE DEL JURADO

__________________________________ JURADO

__________________________________ JURADO

BOGOTA DISTRITO CAPITAL, NOVIEMBRE 2013

4

Tabla de contenido

RESUMEN .......................................................................................................................................... 12

1. INTRODUCCION ......................................................................................................................... 13

2. OBJETIVOS ................................................................................................................................. 14

2.1 OBJETIVO GENERAL. .......................................................................................................... 14

2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS. ................................................................................................... 14

3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACION ................................................................ 15

4. MARCO TEORICO ....................................................................................................................... 16

4.1 MARCO CONCEPTUAL METODO 13A DE LA US EPA DETERMINACION DE LAS EMISIONES

DE FLUORURO TOTALES DE FUENTES FIJAS, METODO DE ZIRCONIO. .......................................... 16

4.1.2 PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DEL FLUOR ........................................................ 16

4.1.3 PROPIEDADES TOXICOLOGICAS DEL FLUOR .............................................................. 16

4.1.1 EFECTOS EN EL MEDIO AMBIENTE DEL FLUOR ......................................................... 17

4.2 MARCO CONCEPTUAL METODO 17 DE US EPA DETERMINACION DE MATERIAL

PARTICULADO (METODO DE FILTRACION) .................................................................................... 17

4.2.1 PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DEL MATERIAL PARTICULADO .......................... 17

4.2.2 PROPIEDADES TOXICOLOGICAS DEL MATERIAL PARTICULADO ................................ 18

4.2.3 EFECTOS EN EL MEDIO AMBIENTE DEL MATERIAL PARTICULADO ........................... 19

4.3 MARCO CONCEPTUAL METODO 26 DE US EPA DETERMINACION DE HALUROS DE

HIDROGENO Y EMISIONES DE HALOGENOS DE FUENTES ESTACIONARIAS METODO NO –

ISOCINETICO. ................................................................................................................................. 19

4.3.1 PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DE HALUROS Y HALOGENOS ............................ 20

4.3.2 PROPIEDADES TOXICOLOGICAS DEL CLORURO DE HIDROGENO .............................. 21

4.3.3 PROPIEDADES TOXICOLOGICAS DEL BROMURO DE HIDROGENO ............................ 21

4.3.4 PROPIEDADES TOXICOLOGICAS DEL FLUORURO DE HIDROGENO ............................ 21

4.3.5 PROPIEDADES TOXICOLOGICAS DEL CLORO ............................................................. 21

4.3.6 PROPIEDADES TOXICOLOGICAS DEL BROMO ............................................................ 22

5

EFECTOS EN EL MEDIO AMBIENTEDE HALOGENOS Y HALUROS ............................................... 22

4.3.8 EFECTOS DEL CLORURO DE HIDROGENO .................................................................. 22

4.3.9 EFECTOS DEL CLORO ................................................................................................. 22

4.3.10 EFECTOS DEL BROMO ................................................................................................ 22

4.4 MARCO LEGAL. .................................................................................................................. 24

5. METODOLOGIA .......................................................................................................................... 26

5.1 DIPLOMADO EN MEDICION EVALUACION DE CONTAMINANTES EN FUENTES FIJAS ....... 26

5.2 REQUERIMIENTOS TECNICOS DE LOS METODOS 13A, 17 Y 26 DE LA US EPA. ................. 27

5.3 ANALISIS UNITARIO Y PRESUPUESTAL............................................................................... 27

6. RESULTADOS ............................................................................................................................. 27

6.1 DIPLOMADO EN MEDICION Y EVALUACION DE CONTAMINANTES EN FUENTES FIJAS. ... 27

6.2. REQUERIMIENTOS TECNICOS DEL METODO 13A DE LA US EPA DETERMINACION DE

FLUOR POR EL METODO DEL ZIRCONIO ........................................................................................ 28

6.2.1 Montaje del Método. ................................................................................................ 28

6.2.2 Fase de campo. .......................................................................................................... 30

6.2.2.2 Procedimiento para la toma de la muestra............................................................... 31

6.2.2.3 Recuperación de la Muestra. .................................................................................... 33

6.2.2.4 Descripción técnica de los Materiales, equipos, reactivos y personal del método 13

A de la USEPA. ........................................................................................................................... 35

6.2.3 Montaje del laboratorio. ........................................................................................... 39

6.2.3.1 Descripción técnica de los materiales, Equipos, Reactivos y personal del método de

13 A de la USEPA. ...................................................................................................................... 39

6.2.4 Necesidades del método. .............................................................................................. 42

6.2.4.1 Materiales e Insumos. ............................................................................................... 43

6.2.4.2 Equipos ...................................................................................................................... 44

6.2.1 Personal ..................................................................................................................... 44

6

6.3. REQUERMIENTOS TECNICOS DEL METODO 17 DE LA USEPA DETERMINACION DE LA

EMISION DE MATERIAL PARTICULADO EN FUENTES ESTACIONARIAS (METODO ALTERNATIVO) 45

6.3.1 Montaje del Método. ................................................................................................ 46

6.3.2 Fase de campo ........................................................................................................... 47


6.3.2.2 Recuperación de la muestra. ..................................................................................... 50

6.3.2.3 Descripción técnica de los materiales, Equipos, reactivos y personal del método 17

de la USEPA. .............................................................................................................................. 50

6.3.3 Fase de laboratorio ................................................................................................... 54

6.3.3.1 Descripción técnica de los materiales, equipos, reactivos y personal método 17 de la

US EPA 54

6.3.4 NECESIDADES DEL MÉTODO. .................................................................................... 56

6.4. REQUERIMIENTO TECNICOS DEL METODO 26 DE LA US EPA. DETERMINACION DE

HALUROS DE HIDROGENOS Y EMISIONES DE HALOGENOS DE FUENTES ESTACIONARIAS

METODO NO-ISOCINETICO. .......................................................................................................... 56

6.3.1 Fase de campo. .......................................................................................................... 57

6.3.1.1 Actividades preliminares. .......................................................................................... 57


6.3.1.3 Recuperación de la muestra ...................................................................................... 61

6.3.1.4 Descripción técnica de los materiales, equipo, reactivos y personal del método 26

de la US EPA .............................................................................................................................. 62

6.3.2 Fase de laboratorio. .................................................................................................. 68

6.3.2.1. Descripción técnica de los materiales, equipos, reactivos y personal del método

26 de la USEPA. ......................................................................................................................... 68

6.3.3 Necesidades del método ........................................................................................... 70

6.3.3.1. Materiales e insumos ............................................................................................ 70

6.3.3.2. Equipos. ................................................................................................................. 71

6.3.3.3. Personal. ................................................................................................................ 72

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7. COSTOS Y APLICABILIDAD. ........................................................................................................ 72

7.1 FASE DE CAMPO. ............................................................................................................... 72

7.2 FASE DE LABORATORIO. .................................................................................................... 74

7.3 Costo total de fase de campo y laboratorio. ..................................................................... 76

8. CONCLUSIONES ......................................................................................................................... 77

9. RECOMENDACIONES ................................................................................................................. 78

BIBLIOGRAFIA. ................................................................................................................................... 79

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INDICE DE TABLAS

Tabla 1. Concentración y tiempo de exposición de material particulado ......................................... 19

Tabla 2. Normatividad vigente .......................................................................................................... 24

Tabla 3. Elementos para la toma y recuperación de la muestra ....................................................... 39

Tabla 4. Materiales y equipos utilizados en análisis método 13A .................................................... 40

Tabla 5. Reactivos utilizados en el analisis de muestra metodo 13 A. .............................................. 41

Tabla 6. Materiales e insumo utilizados en la toma de muestra metodo 13 A. ............................... 43

Tabla 7. Materiales e insumos utilizados en el analisis de la muestra metodo 13A. ........................ 43

Tabla 8. Equipos necesarios para el analisis de la muestra metodo 13 A. ....................................... 44

Tabla 9. Personal necesario para el muestreo método 13 A. ........................................................... 45

Tabla 10. Personal necesario para el análisis de la muestra método 13 A. ...................................... 45

Tabla 11. Reactivos utilizados en el análisis de la muestra método 17. .......................................... 55

Tabla 12. Reactivos utilizados en el muestro método 26. ................................................................ 67

Tabla 13. Reactivos necesarios para el análisis método 26. ............................................................. 70

Tabla 14. Materiales e insumos necesarios en la fase de campo método 26. ................................. 70

Tabla 15. Materiales e insumos necesarios en la fase de laboratorio método 26. .......................... 71

Tabla 16. Personal de fase de campo método 26. ........................................................................... 72

Tabla 17. Costos de insumos y equipos fase de campo. ................................................................. 73

Tabla 18. Cotización total personal fase de campo. ......................................................................... 74

Tabla 19. Cotización de insumos y equipos fase de laboratorio. ...................................................... 75

Tabla 20. Cotización total personal fase de laboratorio. .................................................................. 76

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TABLA DE CONTENIDO ILUSTRACIONES

Ilustración 1 Montaje del Método 13 A determinación de Flúor. .................................................... 32

Ilustración 2. Sonda de muestro. ...................................................................................................... 36

Ilustración 3. Porta filtro ................................................................................................................... 37

Ilustración 4. Burbujeador. ............................................................................................................... 37

Ilustración 5. Analizador de gases. Ilustración 6. Consola C 500........ 44

Ilustración 7. Sección transversal de la chimenea ............................................................................ 48

Ilustración 8. Montaje del método 17 Determinación de Material Particulado. .............................. 49

Ilustración 9. Portafiltro .................................................................................................................... 52

Ilustración 10. Tubo pitot .................................................................................................................. 52

Ilustración 11.caja fría. ...................................................................................................................... 53

Ilustración 12. Filtro .......................................................................................................................... 53

Ilustración 14. Tren de muestreo método 26 ................................................................................... 59

Ilustración 15. Sonda en vidrio de Boro silicato y Acero inoxidable ................................................. 62

Ilustración 16. Llave de tres vías ....................................................................................................... 63

Ilustración 17. Burbujeadores enanos. ............................................................................................. 63

Ilustración 18. Caja caliente. ............................................................................................................. 64

Ilustración 19. Portafiltro .................................................................................................................. 64

Ilustración 20. Cordón umbilical ....................................................................................................... 65

Ilustración 21. Bomba de Succión. .................................................................................................... 65

Ilustración 22. Filtros. ........................................................................................................................ 66

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TABLA DE CONTENIDO DIAGRAMAS DE FLUJO

Diagrama 1. Metodología .................................................................................................................. 26

Diagrama 2. Montaje del Método 13ª Determinación de las emisiones de flúor totales de fuentes

fijas, método de zirconio. .................................................................................................................. 29

Diagrama 3. Toma de muestra método 13A de la US EPA. ............................................................... 31

Diagrama 4. Recuperación de la muestra método 13A. ................................................................... 33

Diagrama 5. Equipos para la toma y recuperación dela muestra método 13 A. ............................. 36

Diagrama 6. Materiales y equipos para el análisis método 13A ....................................................... 40

Diagrama 7. Reactivos para el análisis del método 13A. .................................................................. 41

Diagrama 8. montaje del metodo 17. ............................................................................................... 46

Diagrama 9. Toma de muestra método 17. ...................................................................................... 47

Diagrama 10. Materiales para toma y recuperación de la muestra método 17 .............................. 51

Diagrama 11. Equipos para el análisis de la muestra método 17. .................................................... 55

Diagrama 12. Montaje del método 26 .............................................................................................. 57

Diagrama 13. Toma de muestra método 26 ..................................................................................... 58

Diagrama 14. Recuperación de muestra. .......................................................................................... 61

Diagrama 15. Equipos para la toma y recuperación de la muestra método 26. .............................. 66

Diagrama 16. Reactivos utilizados para toma y recuperación de la muestra método 26. ............... 67

Diagrama 17. Equipos para el análisis método 26. .......................................................................... 68

Diagrama 18. Reactivos para el análisis método 26.......................................................................... 69

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TABLA DE ANEXOS ANEXO 1

METHOD 13A - DETERMINATION OF TOTAL FLUORIDE EMISSIONSFROM STATIONARY SOURCES(SPADNS ZIRCONIUM LAKE METHOD). ANEXO 2

METHOD 17 - DETERMINATION OF PARTICULATE MATTER EMISSIONS FROM STATIONARY SOURCES

ANEXO 3

METHOD 26 - DETERMINATION OF HYDROGEN HALIDE ANDHALOGEN EMISSIONS FROM STATIONARY SOURCESNON-ISOKINETIC METHOD

ANEXO 4 COTIZACIONES

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APLICACIÓN DE LOS METODOS 13ª, 17 Y 26 DE LA US EPA EN LA PROYECCION Y MONTAJE



RESUMEN

El siguiente trabajo de grado, nace a partir de una necesidad que encontramos los

estudiantes en la facultad de medio ambiente de la universidad distrital, debido a que no

contamos con un espacio para desarrollar libremente y con las condiciones adecuadas las

prácticas, en lo contemplado en el área de atmosférica, en donde nos vemos cortos en la

parte de estudios de emisiones, calidad del aire entre otros. La universidad en la

actualidad cuenta con algunos equipos que ha venido adquiriendo desde hace un tiempo,

pero que no tienen un lugar fijo de almacenamiento por tal motivo se dificulta aún más la

manipulación de los mismos. En este proyecto principalmente se desarrollaron tres

métodos de la USEPA el método 13A, 17 y 26, de los cuales se presentaron los

requerimientos de personal y de infraestructura además de equipos e insumos necesarios

para llevar a cabo la fase de campo y la fase de laboratorio, cabe resaltar que el enfoque

se desarrolló en la fase de campo, teniendo en cuenta que es el alcance al que se quiere

llegar con este proyecto.

Palabras Claves: Material Particulado, Haluros, Halógenos y Fuentes Fijas.

ABSTRAC The following grade project arises from the need to have students from the faculty of

environment and natural resources of the Universidad distrital Francisco Jose de Caldas,

to take advantage of the resources it provides us especially in laboratory spaces are those

for which the student acquires skills clarify concepts in the future will serve to make

effective decisions. What he wants to make is a suitable place in which to learn in detail

the emissions study equipment, air quality, among others, that currently has the

university, and ensure good and safe storage.

In this project we address three USEPA methods principally, which are the method 13 A

DETERMINATION OF TOTAL FLUORIDE EMISSIONS FROM STATIONARY SOURCES (SPADNS

ZIRCONIUM LAKE METHOD), method 17 DETERMINATION OF PARTICULATE MATTER

EMISSIONS FROM STATIONARY SOURCES, and method 26 DETERMINATION OF

HYDROGEN HALIDE AND HALOGEN EMISSIONS FROM STATIONARY SOURCES ISOKINETIC

METHOD. Which, we present requirements of personal and the infrastructure also of

apparatus and inputs necessary for the field phase that is the development of this project,

and implementation of the laboratory, with this we complemented this topic.

Word keys: Particulate matter, Halide, Halogen, Stationary sources.

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1. INTRODUCCION

La facultad del medio ambiente y Recursos naturales de la UDFJC, hace aproximadamente cinco años viene proyectando el montaje del Laboratorio de Calidad del Aire, en donde se pretende aplicar los métodos de la USEPA (Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos), los cuales permiten medir y evaluar los contaminantes que se emiten por ductos o chimeneas. Debido a la gran cantidad de fuentes localizadas dentro de las ciudades, parques y corredores industriales y al monitoreo que se le ha venido haciendo por parte de las entidades ambientales del país con el fin de dar cumplimiento a la normatividad vigente además de expedir requerimientos o licencias ambientales para los procesos donde se vean involucrados los contaminantes convencionales y criterio; se ha evidenciado que el estudio de emisiones, es una línea de trabajo muy promisoria para los tecnólogos en saneamiento ambiental y por esto un laboratorio que cuente con las condiciones requeridas para el conocimiento y aplicación de estas técnicas tanto en fase de campo como en laboratorio para la determinación de variables tales como concentración, y emisión de cada contaminante se ha presentado como una necesidad. Se pretende ajustar de una forma que genere mayor aplicabilidad la información de los métodos 13 A, 17 y 26 Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (US EPA). El proyecto se enfocara principalmente en identificar las necesidades y requerimientos técnicos necesarios para la aplicación de estos métodos en la fase de campo, buscando la necesidad de equipos, materiales, insumos, personal, e infraestructura para su operación y la especificidad de la metodología de muestreo, donde se establecerán todas las variables para que el desarrollo de ambas fases la de campo y laboratorio sean válidas.

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2. OBJETIVOS

2.1 OBJETIVO GENERAL.

Elaborar los procedimientos de orden académico para los métodos 13A, 17 y 26 de la USEPA para el laboratorio de calidad del aire de la Universidad Distrital FJDC mediante un análisis técnico, estableciendo los requerimientos necesarios para el desarrollo de los estudios de emisiones atmosféricas.

2.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS.

Realizar el análisis de los métodos 13A, 17 y 26 de la USEPA elaborando un flujo grama de orden técnico donde se especifiquen las actividades de la fase de campo para un estudio de emisiones atmosféricas y se identifiquen las necesidades de insumos, materiales y equipos, así como sus especificaciones dadas por el protocolo de emisiones del Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible.

Realizar el análisis de los métodos 13A, 17 y 26 de la USEPA elaborando el listado de necesidades para la implementación de la fase de laboratorio en lo que hace referencia a equipos, insumos, personal, espacio físico y todo aquello que permita obtener datos confiables y representativos que garanticen una calidad en el trabajo.

Establecer los costos mediante cotizaciones de empresas reconocidas para la adquisición de equipos, insumos, materiales y las necesidades de infraestructura que se requiere para la ejecución de los métodos 13A, 17 y 26 de la USEPA en sus fases de campo y laboratorio y de esta manera consolidar el laboratorio de calidad del aire dentro de la UDFJDC.

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3. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y JUSTIFICACION

En la actualidad La Facultad del Medio Ambiente y Recursos Naturales de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas ha venido adquiriendo e implementado el uso de equipos para fines académicos, de esta forma se facilita el aprendizaje en el tema de emisiones atmosféricas, pero a pesar de estos esfuerzos aún no se cuenta con un espacio físico para el normal desarrollo de prácticas y la disposición de los equipos. Es por esto que se presenta como una necesidad que con urgencia se garantice un espacio seguro de los mismos. La proyección en el montaje de este laboratorio para la facultad, es de vital importancia, dado que desde allí docentes y estudiantes podrían generar proyectos enfocados al análisis de emisiones y diagnósticos de calidad del aire, implementación de medidas de control en fuentes fijas, planeación y proyección de emisiones en procesos industriales.

La importancia de monitorear las emisiones radica en la determinación de la concentración de los contaminantes que de alguna manera pueden emitirse a la atmósfera y causar daños a nivel ambiental y de salud, de esa misma manera servirá como base para estudios epidemiológicos o ambientales enfocados a la reducción de las emisiones y mejoramiento de procesos industriales. Se fijaran los parámetros y requerimientos, en cuanto a equipos e insumos, para la aplicación en la fase de campo de los métodos 13 A DETERMINACION DE FLUORURO TOTALES EN FUENTES FIJAS, (MÉTODO DE ZIRCONIO), método 17 DETERMINACION DE MATERIAL PARTICULADO (MÉTODO DE FILTRACIÓN) y método 26 DETERMINACION DE HALUROS DE HIDRÓGENO Y EMISIONES DE HALOGENOS EN FUENTES ESTACIONARIAS. Adicionalmente presentaremos los requerimientos para la implementación del laboratorio, de esta manera complementar el proyecto.

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4. MARCO TEORICO

Teniendo en cuenta que es un tema extenso el de la descripción de los métodos de la

USEPA, se pretende mostrar de forma clara y especifica lo relacionado con los métodos 13

A, 17 y 26, en cuanto a las propiedades físicas de cada contaminante, además de sus

propiedades toxicológicas y sus efectos en el medio ambiente.

4.1 MARCO CONCEPTUAL METODO 13A DE LA US EPA DETERMINACION DE LAS EMISIONES DE FLUORURO TOTALES DE FUENTES FIJAS, METODO DE

ZIRCONIO.

4.1.2 PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DEL FLUOR

El flúor es un gas de color amarillo pálido a temperaturas normales, es un elemento que reacciona con facilidad a temperatura ambiente con otras sustancias elementales, entre ellas el azufre, el yodo, el fosforo, el bromo y la mayoría de los metales.

El flúor es altamente reactivo, con la mayor parte de los compuestos que tienen

hidrogeno, como lo son el agua, amoniaco y sustancias orgánicas. Se genera una reacción

compleja pero principalmente se produce fluoruro de hidrogeno y oxígeno.

4.1.3 PROPIEDADES TOXICOLOGICAS DEL FLUOR

Cuando el flúor se incorpora en el cuerpo por alguna circunstancia, en la que la persona

se ve expuesta, ya sea laborando o accidentalmente puede ocasionar los siguientes

daños.

INHALACION: Causa irritación en fosas nasales, garganta, laringe y bronquios

generando síntomas pulmonares graves (edema pulmonar agudo). Se puede

presentar tos, coloración azulada de piel y mucosidad respiratoria, además de

hemorragias nasales, sensación de falta de aire. Además de este y como efecto

crónico puede causar trastorno en los dientes, descalcificación, y daño

pulmonar, hepático y renal.

EFECTOS CRÓNICOS: Pueden causar trastornos en los dientes, calcificación de ligamentos y daño pulmonar, hepático y renal, puede provocar una disminución del calcio en la sangre.

Fuente: http://www.lenntech.es/periodica/elementos/f.htm#ixzz2jpzi3ZHG

http://www.lenntech.es/periodica/elementos/f.htm#ixzz2jpzi3ZHG

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4.1.1 EFECTOS EN EL MEDIO AMBIENTE DEL FLUOR

En el medio ambiente el flúor cambia de forma al entrar en contacto con compuestos que contienen hidrógeno (agua, amoniaco, sustancias orgánicas liquidas, solidas o gases), en el momento que se fija a partículas muy pequeñas este se mantiene durante largos periodos de tiempo. También puede acabar en el agua concentrándose en los sedimentos y cuando el flúor termina en el suelo se adhiere con fuerza a las partículas que integran el suelo. Debido a su forma de adaptación en diferentes medios este es difícil de erradicarse, lo que conlleva a exponer plantas, animales y personas, ejemplo de esto es el daño que causa a las hojas de las plantas además de evitar que estas crezcan, conllevando a que animales que las consuman vayan concentrando el flúor principalmente en los huesos presentando así una degradación de ellos, además de caries, alteraciones físicas como por ejemplo a sus garras y bajo peso en crías al nacer. En las personas que con frecuencia absorben demasiado flúor provoca caries,

osteoporosis, daño a riñones, huesos músculos y nervios.

Fuente: http://www.lenntech.es/periodica/elementos/f.htm#ixzz2jpzi3ZHG

4.2 MARCO CONCEPTUAL METODO 17 DE US EPA DETERMINACION DE MATERIAL PARTICULADO (METODO DE FILTRACION)

4.2.1 PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DEL MATERIAL PARTICULADO

El material particulado, que se encuentra en la atmósfera es ampliamente variable en su composición física y química, ya que se pueden encontrar partículas de distintos tamaños ejemplo PM 10 y PM 2.5, como de composición ejemplo el hollín, esto depende a la fuente emisora y el tipo de proceso que la genere. El material con tamaño inferior o igual a 10 micras es conocido como PM 10, y el

material cuya partícula es inferior a 2.5 micras conocido como PM 2.5, son los de

mayor importancia en la contaminación urbana y potencialmente significativos para

la salud, además de las partículas suspendidas totales (PST), que son toda aquella

materia que se emite en forma sólida, liquida y vapores que se encuentran

suspendidas en el aire como partículas líquidas o sólidas. Estas partículas tienen un

diámetro inferior o igual a 100 micras, y se clasifican como polvos, neblina, humos y

rocíos. Se generan en actividades industriales, de construcción, en vías destapadas,

quemas entre otras. Y los efectos de contaminación por PST incluyen baja visibilidad,

deposición sobre estructuras y edificios, daños corrosivos y erosivos, alteración del

clima y afectaciones a las personas en el sistema respiratorio.

PM 10: Las partículas respirables PM 10, incluyen toda aquella partícula de diámetro inferior a 10 micras, están compuestas por sustancias altamente solubles como los sulfatos, nitrato de amonio y cloruro de sodio, adsorbidos en

http://www.lenntech.es/periodica/elementos/f.htm#ixzz2jpzi3ZHG

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partículas de carbono. Los compuestos que son solubles en agua, son adsorbidos en partículas menores a 1 micrómetro y estos se pueden disolver en los fluidos del sistema respiratorio. Pueden estar compuestas por aerosoles, polvos productos de combustión, o microorganismos como protozoarios, bacterias, hongos y polen.

Las fuentes generadoras de partículas respirables se encuentran en procesos de quema de combustibles fósiles, molienda de material al granel, industria de la construcción y procesos de condensación de vapores.

Fuente: Red de vigilancia de la calidad del aire. Protocolo para muestreo de partículas respirables (PM 10)

PM 2.5: El material particulado PM 2.5, agrupa generalmente partículas acidas que contienen hollín y otros derivados de las emisiones vehiculares e industriales. El PM 2.5 micras, está compuesto de elementos tóxicos como metales pesados ejemplo de ellos el plomo, cadmio, arsénico entre otros y compuestos orgánicos.

Los principales componentes de este material particulado son el sulfato, nitrato,

amonio, ion hidrogeno, agua adherida a partículas, carbono elemental, y

elementos de la corteza terrestre como calcio, aluminio, sílice, magnesio, hierro,

y materia orgánica (esporas, polen, restos de plantas y animales.) , nitrato y

potasio.

Fuente: Revista Ecologista edición 58

4.2.2 PROPIEDADES TOXICOLOGICAS DEL MATERIAL PARTICULADO

EFECTOS AGUDOS: Son producidos a elevadas concentraciones de contaminantes por

periodos cortos, se presenta irritación de las mucosas, conjuntivitis, faringitis, laringitis,

y bronquitis

EFECTOS CRONICOS: Estos se deben a concentraciones variables de contaminantes características por aumento de la incidencia y gravedad de asma bronquial, bronquitis crónica obstructiva y enfisema pulmonar.

EFECTOS DIFERIDOS: Se presentan por la exposición prolongada y cuyos efectos pueden expresarse después de un periodo de muchos años de exposición.

Entre estos efectos se pueden presentar modificaciones hereditarias del material genético y cáncer.

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A continuación en la tabla 1 se muestra los valores de concentraciones y tiempos de exposición, que se mencionaron anteriormente.

Tabla 1. Concentración y tiempo de exposición de material particulado

Fuente: Guías de calidad del aire de la OMS relativas al material particulado.

4.2.3 EFECTOS EN EL MEDIO AMBIENTE DEL MATERIAL PARTICULADO

Además de los efectos que causan a la salud, el material particulado tiene efectos adversos al medio ambiente, puede dispersar y reflejar la radiación solar, pueden modificar los niveles de visibilidad, se presentan efectos sobre los ecosistemas (fertilización, acidificación, entre otros). Y degradan materiales de construcción. Fuente: Contaminación atmosférica y enfermedades respiratorias

4.3 MARCO CONCEPTUAL METODO 26 DE US EPA DETERMINACION DE

HALUROS DE HIDROGENO Y EMISIONES DE HALOGENOS DE FUENTES

ESTACIONARIAS METODO NO – ISOCINETICO.

El flúor, cloro, bromo, yodo y el ástato, constituyen la familia de elementos denominados halógenos. Excepto el ástato, por las propiedades físicas y químicas de estos elementos han sido objeto exhaustivo de estudio. Ocupan el grupo VII en la tabla periódica y presentan una gradación casi perfecta de propiedades físicas. La familia de los halógenos se relaciona también por la similitud de las propiedades químicas de los

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elementos, una similitud que está asociada con la disposición de siete electrones en la órbita externa de la estructura atómica de cada uno de los elementos del grupo. Todos los miembros forman compuestos con el hidrógeno y la facilidad con que se realiza esta unión decrece a medida que aumenta el peso atómico del halógeno. De igual manera, la facilidad de formación de diferentes sales decrece a medida que aumenta el peso atómico del halógeno. Las propiedades de los ácidos halogenados y sus sales muestran una estrecha relación; la similitud es evidente en los compuestos orgánicos halogenados, si bien al aumentar la complejidad química, las características y las influencias de otros componentes de la molécula pueden enmascarar o modificar el grado de las propiedades. Fuente: Química ambiental.

4.3.1 PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DE HALUROS Y HALOGENOS

CLORURO DE HIDROGENO (HCl): El cloruro de hidrógeno es un gas incoloro a ligeramente amarillento, corrosivo, no inflamable, más pesado que el aire, de olor fuertemente irritante. Cuando se expone al aire, el cloruro de hidrógeno forma vapores corrosivos densos de color blanco.

BROMURO DE HIDROGENO (HBr): El gas es más denso que el aire. La disolución en agua es un ácido fuerte, reacciona violentamente con bases y es corrosiva. Reacciona violentamente con oxidantes fuertes y muchos compuestos orgánicos, originando peligro de incendio y explosión. Ataca a muchos metales formando gas inflamable de hidrógeno.

FLUORORO DE HIDROGENO (HF): El fluoruro de hidrógeno es un gas incoloro de un olor punzante e irritante. En contacto con metales, puede liberar hidrógeno provocando incendios y explosiones.

CLORO (Cl2): Grupo de los halógenos. El número atómico del cloro es 17. El símbolo químico del cloro es Cl. El punto de fusión del cloro es de 171,6 grados Kelvin o de -101,55 grados Celsius o grados centígrados. El punto de ebullición del cloro es de 239,11 grados Kelvin o de -34,04 grados Celsius o grados centígrados.

BROMO (Br2): El bromo en su forma natural es líquido, muy móvil y volátil. El bromo es un elemento químico de aspecto gas o líquido: marrón rojizo Sólido: metálico lustroso y pertenece al grupo de los halógenos.

Fuente: Conferencia Estadounidense de Higienistas industriales gubernamentales, recomendaciones sobre

los límites de exposición laboral a sustancias químicas.

21

4.3.2 PROPIEDADES TOXICOLOGICAS DEL CLORURO DE HIDROGENO

EFECTOS AGUDOS: La inhalación puede irritar la nariz y la garganta, además de la irritación del pulmón, causando tos o falta de aire. La mayor exposición podría causar una emergencia médica caracterizada por la acumulación de líquido en el pulmón e intensa falta de aire.

EFECTOS CRONICOS: Dentro de los efectos crónicos encontramos el riesgo de cáncer, como también riesgo para salud reproductiva.

La exposición repetida puede causar bronquitis, afectación al hígado y riñón.

Fuente: Contaminación del aire origen y control

4.3.3 PROPIEDADES TOXICOLOGICAS DEL BROMURO DE HIDROGENO

EFECTOS AGUDOS: La inhalación causa irritación en la nariz y la garganta, causando tos y respiración con silbido, además de dolor de cabeza, náuseas y vomito.

EFECTOS CRONICOS: Existe grande riesgo de cáncer, como también riesgo para salud reproductiva. Por otra parte se presentan erupciones en la piel, sequedad, enrojecimiento y ampollas.

4.3.4 PROPIEDADES TOXICOLOGICAS DEL FLUORURO DE HIDROGENO

EFECTOS AGUDOS: Respirar fluoruro de hidrogeno puede irritar la nariz, la garganta y el pulmón, causando tos o falta de aire. La mayor exposición podría causar una emergencia médica caracterizada por la acumulación de líquido en el pulmón e intensa falta de aire, dolor de cabeza, náuseas y vomito.

EFECTOS CRONICOS: Riesgos de cáncer y riesgo para salud reproductiva.

4.3.5 PROPIEDADES TOXICOLOGICAS DEL CLORO

El cloro gaseoso es principalmente un irritante respiratorio. En concentración suficiente, irrita las mucosas, el tracto respiratorio y los ojos. En casos extremos, la dificultad respiratoria puede aumentar hasta el punto de producirse la muerte por colapso respiratorio o insuficiencia pulmonar. La presencia de cloro en la atmósfera es, hasta cierto punto, detectable debido a su olor penetrante característico. Además, a altas concentraciones es un gas visible por su color amarillo verdoso. El contacto del cloro líquido con la piel o los ojos provoca quemaduras químicas.

22

4.3.6 PROPIEDADES TOXICOLOGICAS DEL BROMO

El bromo posee propiedades acumulativas, depositándose en los tejidos en forma de bromuros y desplazando a otros halógenos. Los efectos a largo plazo incluyen trastornos del sistema nervioso.

Las personas expuestas habitualmente a concentraciones entre 3 Y 6 veces superiores al límite de exposición para un año presentarán dolor de cabeza, dolor precordial, mayor irritabilidad, pérdida de apetito, dolor en las articulaciones y dispepsia. Durante el quinto o sexto año de trabajo en tales circunstancias, puede producirse una pérdida de reflejos cornéales, faringitis, alteraciones de índole vegetativa e hiperplasia tiroidea acompañada de alteraciones funcionales de esta glándula.

Fuente: Salud ambiental de lo global a lo local.

EFECTOS EN EL MEDIO AMBIENTEDE HALOGENOS Y HALUROS

4.3.8 EFECTOS DEL CLORURO DE HIDROGENO

Las plantas industriales que utilizan grandes cantidades de compuestos fluorados, como las industrias siderúrgicas, las fundiciones de aluminio, las fábricas de superfosfatos, entre otras, pueden liberar a la atmósfera gases, humos o polvos que contengan flúor. Se han descrito casos de daño ambiental en animales que pastaban en la hierba contaminada, incluso fluorosis con manchas dentales, depósito óseo y excreción.

4.3.9 EFECTOS DEL CLORO

El cloro libre destruye vegetación. Si no es posible utilizar el cloro liberado para producir ácido clorhídrico o productos similares, deben adoptarse medidas para captarlo, por ejemplo, mediante una torre depuradora de cal. Desde el punto de vista de la contaminación ambiental, debe prestarse especial atención a las botellas u otros envases utilizados para el transporte de cloro o de sus compuestos, para controlar los posibles riesgos y situaciones de emergencia.

4.3.10 EFECTOS DEL BROMO

El bromo es más denso que el agua pero se disuelve fácilmente en ella y la tiñe de marrón. Luego se forman vapores de bromo. Debido a su alta toxicidad y a sus propiedades oxidantes y cáusticas, constituye una amenaza para todo tipo de agua, especialmente para el agua potable, el agua servida y las aguas residuales. Los bromuros se encuentran como iones acompañantes en los depósitos de potasio y sodio. El contenido de bromuro aumenta a medida que se incrementa la salinidad.

23

A menudo se aplican los bromuros orgánicos como agentes desinfectantes y protectores, cuando estos se aplican en invernaderos o campos de cultivo pueden ser arrastrados fácilmente hasta aguas superficiales afectando negativamente a peces, langostas y algas. Los mamíferos se ven afectados por la acumulación de bromo en sus presas, ocasionando daños a nervios y daños al ADN, lo que aumenta la probabilidad de desarrollar cáncer. Si son absorbidos en grandes dosis pueden dañar el sistema nervioso, daños en el hígado, pérdida de visión y disminución del crecimiento; se han sacrificado miles de vacas y cerdos para prevenir el contagio a los humanos.

24

4.4 MARCO LEGAL.

En la tabla 2 se presenta la normatividad vigente y aplicable a todo proceso en el que se

vea involucrado las emisiones de flúor, material particulado, halógenos y haluros; en lo

que comprende a la legislación nacional.

Tabla 2. Normatividad vigente

LEY-DECRETO-RESOLUCION-

ACUERDO.

FECHA DE EXPEDICION.

ENTIDAD QUE LO EXPIDE

REGLAMENTA. ARTICULOS

LEY 9 1979 Congreso de la

república de Colombia

El Ministerio de Salud fijará las

normas sobre calidad del aire teniendo en

cuenta los postulados en la

presente ley.

Art. 41

RESOLUCIÓN NÚMERO 909

2008 (JUNIO 5)

MINISTERIO DE AMBIENTE,

VIVIENDA Y DESARROLLO TERRITORIAL

Se establecen las normas y estándares

de emisión admisibles de

contaminantes a la atmósfera por

fuentes fijas y se dictan otras

disposiciones”.

Art. 4, Art.6, Art. 7, Art. 8,

Art. 9, Art. 10, Art 13, Art. 14, Art. 16 Art. 17,

Art. 18, Art. 19, Art. 22, Art. 23, Art.

24, Art 25, Art. 27, Art. 29,

Art. 30 Art. 31, Art. 37, Art.

45, Art.48, Art. 56, Art. 64,


2011 (DICIEMBRE 27)



"Por la cual se dictan normas sobre

prevención y control de la contaminación

atmosférica por fuentes fijas y

protección de la calidad del aire".

Art. 2, Art. 4, Art. 7, Art. 9,

Art. 11.


2010 (ABRIL 20)



"Por la cual se adopta el protocolo

para el control y vigilancia de

contaminación atmosférica

Art. 1, Art. 2.

25

generada por fuentes fijas”


2010 (NOVIEMBRE 02)

MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA Y

DESARROLLO TERRITORIAL

“Por la cual se ajusta el Protocolo para el Control y Vigilancia

de la Contaminación Atmosférica

Generada por Fuentes Fijas,

adoptado a través de la Resolución 760 de

2010 y se adoptan otras disposiciones”

DECRETO 979 2006 (ABRIL 3)

EL PRESIDENTE DE LA

REPÚBLICA DE COLOMBIA

“En ejercicio de sus facultades

constitucionales y legales, en especial de la que trata el numeral 11 del

artículo 189 de la Constitución Política

y de las atribuidas por los artículos 73 y

75 del Decreto-ley 2811 de 1974.”

Art. 1, Art. 108

RESOLUCIÓN 058 2002 (ENERO 1)

MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA, Y


“Por la cual se

establecen normas y límites máximos permisibles de emisión para

incineradores y hornos crematorios de residuos sólidos y

líquidos”

Art. 3, Art. 4

RESOLUCIÓN 619

1997 (JULIO 7)

MINISTERIO DE AMBIENTE, VIVIENDA, Y


“por la cual se

establecen parcialmente los

factores a partir de los cuales se requiere permiso de emisión

atmosférica para fuentes fijas”.

Art. 1, Art. 2

Fuente: Ministerio de Medio Ambiente.

26

5. METODOLOGIA

Para poder llevar a cabo el siguiente proyecto de la aplicación de los métodos 13A, 17 y 26 de US EPA en la Facultad de Medio Ambiente y Recursos Naturales de la Universidad Distrital Francisco José Caldas. En primera instancia se tomaron los métodos de los cuales se desglosaron los aspectos más importantes para poder llevar a cabo la recolección de la muestra, en donde se contemplaban los materiales, equipos e insumos necesarios, para llevar a cabo la fase de campo. También se tuvieron en cuenta los mismos elementos para la fase de laboratorio, teniendo claro que esta segunda, no se desarrollaría en el proyecto, presentando el alcance únicamente hasta fase de campo. Para ello, se realizó una revisión bibliográfica y teórica práctica en el diplomado en Medición y Evaluación de Contaminantes en Fuentes Fijas, que se llevó a cabo en la universidad y con una duración de 3 meses. A cargo de los auditores de la Secretaria Distrital de Ambiente (Ing. Luis Olaya Santamaría e Ing. Andrés Moreno Beltrán).

Diagrama 1. Metodología

Elaborado por: Cristian Camilo Rincón – Rodrigo Yaci

5.1 DIPLOMADO EN MEDICION EVALUACION DE CONTAMINANTES EN FUENTES FIJAS

El diplomado se llevó a cabo en el año 2011, en la Universidad Distrital Francisco José De

Caldas, en los meses de noviembre y diciembre, en el cual se dieron a conocer los

diferentes equipos, protocolo de emisiones, métodos utilizados para la medición de los

contaminantes en fuentes fijas, la normatividad aplicable y la profundización de los

27

métodos del uno al cinco, que son la base fundamental para poder aplicar los métodos

13A, 17 y 23 de la US EPA.

5.2 REQUERIMIENTOS TECNICOS DE LOS METODOS 13A, 17 Y 26 DE LA US EPA.

Con la información encontrada en la revisión bibliográfica, se procedió a realizar un inventario de los elementos necesarios para la aplicación de los métodos de trabajo, para la fase de campo y de laboratorio. Teniendo en cuenta el personal técnico y profesional necesario para la puesta en marcha del laboratorio de calidad de aire, junto con los siguientes requerimientos:

a) Elementos utilizados en campo y laboratorio b) Reactivos utilizados en campo y laboratorio c) Número de muestreos a realizar d) Personal de campo e) Personal para los análisis f) Transporte g) Recepción de las muestras

5.3 ANALISIS UNITARIO Y PRESUPUESTAL. Teniendo claro el inventario de los productos que se necesitan para desarrollar los métodos antes nombrados, se enviaron cotizaciones a las diferentes empresas de suministros de equipos e implementos para estas actividades; de esta forma poder evaluar la viabilidad con el mejor proveedor.

En base al presupuesto inicial, se le anexaron los costos de instalación, los cuales eran aplicables por fases; una para fase de campo y otra para la fase de laboratorio, para poder concluir un costo final para la implementación de los métodos 13A, 17 y 26 de la USEPA.

6. RESULTADOS

6.1 DIPLOMADO EN MEDICION Y EVALUACION DE CONTAMINANTES EN FUENTES

FIJAS.

A lo largo del diplomado que se llevó a cabo en la universidad Distrital Francisco José de Caldas, se pudo profundizar y fortalecer conocimientos y conceptos claves, para llevar a cabo el proceso de medición de emisiones atmosféricas. De la misma manera se logró adquirir los conocimientos, acerca de los diferentes equipos de monitoreo en fuentes fijas, en cuanto características técnicas y de funcionamiento.

Además se profundizo en los diferentes métodos que la EPA ha establecido, para la medición de contaminantes atmosféricos generados por fuentes fijas. Esto con el fin de comprender el procedimiento que emplean las autoridades ambientales al momento de

28

realizar una auditoría; y como evaluar la normatividad ambiental al nivel Nacional y Distrital.

6.2. REQUERIMIENTOS TECNICOS DEL METODO 13A DE LA US EPA DETERMINACION

DE FLUOR POR EL METODO DEL ZIRCONIO

6.2.1 Montaje del Método.

Este método es aplicable para la determinación de emisiones de flúor en fuentes fijas

como las especificadas en las regulaciones. Este método no mide fluorocarbonos, como

Freón. El cumplimiento de las exigencias del método intensificara la calidad de los datos

que se obtengan del muestreo. El flúor en su estado gaseoso es retirado isocineticamente

de la fuente, y capturado en los impactadores. El total de flúor es determinado por los

aparatos de vidrio del método colorimétrico de laca de circonio.

En el diagrama No. 2 se presentan los diferentes componentes que se deben tener en

cuenta para la aplicación del método 13A de la USEPA.

29

Diagrama 2. Montaje del Método 13ª Determinación de las emisiones de flúor totales de fuentes fijas, método de zirconio.


30

6.2.2 Fase de campo.

En el método 13 A de la USEPA para la determinación de emisiones de fluoruro, la fase de

campo contempla 2 aspectos, uno en donde es captada la muestra por medio del tren de

muestreo, y la otra en donde esta es recuperada con la ayuda de reactivos y es depositada

en los contenedores para su posterior análisis en laboratorio.

6.2.2.1 Actividades preliminares

Para poder aplicar el método 13A de la US EPA, es necesario desarrollar con anterioridad

los métodos del 1 al 5, ya que son requisito fundamental para poder llevar a cabo todo el

proceso de toma y recuperación de la muestra.

Método 1. Determinación de los puertos de muestreo, número de puntos transversales y

verificación de la ausencia de flujo ciclónico.

Método 2. Determinación de la velocidad y tasa de flujo volumétrica de gases en

chimenea.

Método 3. Análisis de gases para la determinación del peso molecular en base seca.

Método 4. Determinación de los gases.

Método 5. Determinación de las emisiones de material particulado en fuentes fijas.

31

6.2.2.2 Procedimiento para la toma de la muestra

El diagrama 3 muestra como se debe llevar a cabo la fase de toma y recolección de la muestra en la determinación de emisiones de Flúor totales.

Diagrama 3. Toma de muestra método 13A de la US EPA.


32

A. Determinaciones preliminares

Seguir el procedimiento general del método 5, excepto que el tamaño de la boquilla debe

ser seleccionado de manera que las tasas de muestreo isocinetico inferiores a 28 L/min

puedan ser mantenidas.

En la ilustración 1 se presenta el montaje del método 13 A para la determinación de flúor

que es similar al método 5 determinación de material particulado, con la diferencia de la

ubicación del filtro

Ilustración 1 Montaje del Método 13 A determinación de Flúor.

Fuente: Método 13 A de la USEPA.

B. Preparación del tren de muestreo.

Seguir procedimiento general del método 5 determinación de emisiones de material

Particulado, excepto por la siguiente variación: Montar el tren de muestreo con el filtro

entre el tercer y cuarto burbujeador, como se muestra en la ilustración 1, el filtro se

puede colocar entre la sonda y el primer burbujeador, y utilizar sistema de calefacción de

filtro para evitar la condensación de la humedad; teniendo en cuenta que la temperatura

no se exceda de 120 ± 14 °C.

33

C. Pruebas de fugas: Seguir el procedimiento de verificación de fugas método 5

determinaciones de emisiones de material particulado, el cual se hace en el

medidor de la consola, realizando un vacío y siguiendo algunas pautas.

D. Operación del tren de muestreo

Seguir procedimiento general que se da en el método 5, manteniendo temperaturas de

filtro y de la sonda a 120 +- 14°C y las tasas de muestreo isocinetico por debajo de 28

L/min.

6.2.2.3 Recuperación de la Muestra.

El siguiente diagrama 4, permite identificar los pasos a seguir antes, durante y después de

tomar la muestra, para que esta sea de alta confiabilidad, y para no cometer errores que

puedan arriesgar el muestreo.

Diagrama 4. Recuperación de la muestra método 13A.

Elaborado por: Cristian Camilo Rincón - Rodrigo Yaci.

34

A continuación se encuentra la descripción del diagrama 4 recuperación de la muestra método 13

A.

Recuperación de la muestra: El procedimiento de limpieza se efectúa tan pronto se retira

la sonda de la chimenea al final del periodo de muestreo.

Cuando la sonda es segura para manejar, limpiar todas las partículas externas, cerca de la

punta de la boquilla de la sonda y colocar una tapa sobre ella para evitar la pérdida de

parte de la muestra. Antes de mover el tren de muestreo al lugar de limpieza, retirar la

sonda, limpiar residuos de grasa de silicona y tapar la salida de la sonda. Retirar el

conjunto del filtro, retirar el cordón umbilical del último burbujeador y tapar, después de

limpiar cualquier residuo de grasa de silicona, tapar la salida del porta filtro y cualquier

salida abierta del burbujeador. Se puede utilizar tapones de vidrio esmerilado, de plástico

o tapas de suero.

Transferir sonda y conjunto filtro- burbujeador a la zona de limpieza, la cual será un área

designada, en la que se embalaran las muestras capturadas, garantizando que objetos del

medio no la contaminen. Esta área debe estar limpia y protegida para garantizar que no se

pierda la muestra. Puede ser en cualquier lugar, preferiblemente cerca al punto donde se

realizó el muestreo.

Inspeccionar el tren antes y durante el desmontaje para identificar cualquier anormalidad.

Se deben tratar las muestras de la siguiente manera:

Contenedor No.1 (muestras de la sonda, filtro, y burbujeadores).

Se debe registrar el volumen del agua en los 3 primeros burbujeadores: usando

una probeta graduada, medir con precisión y registrar el volumen de agua de los 3

primeros burbujeadores, incluir cualquier condensado. Transferir el agua de la

sonda de la probeta graduada a un recipiente de polietileno y añadir el filtro a este

contenedor. Tener cuidado que el polvo en el exterior de la sonda u otras

superficies exteriores no se mezclen en la muestra. Limpiar todas las superficies

expuestas a la muestra, este procedimiento se realiza con agua desmineralizada y

se debe repetir varias veces para extraer y garantizar un lavado completo.

Retirar la boquilla de la sonda y enjuagar la superficie interior: Para el enjuague

retirar con cuidado la boquilla de la sonda y enjuagar la superficie interior con agua

de un frasco lavador, cepillar y enjuagar hasta que el enjuague no muestre

partículas visibles, después hacer un enjuague final de la superficie interior.

Lavar forro de sonda: el forro de la sonda se debe lavar con agua. Mientras se

rosea agua en el extremo superior de la sonda, inclinarla y rotarla de tal modo que

la superficie interior se humedezca, dejar drenar el agua dentro del contenedor de

la muestra, se puede utilizar embudo de vidrio o polietileno para ayudar a

35

transferir los líquidos en el recipiente. Llevar el cepillo a través de la sonda 3 veces

o más.

Para sondas de acero inoxidable o de otras sondas de metal, lleve el cepillo al por

lo menos 6 veces.

Enjuagar el cepillo con agua y recoger estos lavados en el recipiente de la muestra,

después del cepillado, hacer un enjuague final de la sonda.

Lavar los 3 primeros Burbujeadores: Se debe realizar 3 veces por separado,

utilizando una pequeña porción de agua para cada lavado y cepillar cada muestra

expuesta a la superficie con un cepillo de cerdas de nylon.

Cepillar y enjuagar con agua el interior del porta filtro: Después de limpiar la grasa

de las uniones, cepillar y enjuagar con agua el interior del porta filtró. Cepillar y

enjuagar la superficie tres veces o más si es necesario. Hacer un enjuague final a la

escobilla y al porta filtro.

Recoger los lavados en el recipiente de la muestra: Después de que todos los

lavados y las partículas han sido recogidas en el recipiente de la muestra, marcar la

altura del nivel del líquido a transportar, marcar el recipiente con claridad para

identificar su contenido.

Contenedor No. 2 (filtro)

Preparar un blanco (muestra referencia): preparar un blanco colocando un filtro

sin utilizar en un recipiente de polietileno y adicionar un volumen de agua igual

al volumen total del contenedor No. 1.

Contenedor No.3 (material absorbente)

Silica gel: Observar el color de la Silica Gel para determinar si ha sido totalmente

gastado. Esto se puede llevar a cabo, gracias a que la Silica gel, contiene un

indicador de color, que varía cuando el material está húmedo.

Transferir la Silica Gel del cuarto burbujeador a su envase original y sellar. No es

necesario remover la pequeña cantidad de partículas de polvo que pueden

adherirse a la pared del burbujeador y que son difíciles de eliminar. No utilizar

ningún tipo de agua u otros líquidos para transferir la Silica Gel.

6.2.2.4 Descripción técnica de los Materiales, equipos, reactivos y personal del método

13 A de la USEPA.

En el diagrama 5 se identifican los aspectos, tales como equipos y suplementos que se

requieren a la hora de muestrear y recuperar la muestra.

36

Diagrama 5. Equipos para la toma y recuperación dela muestra método 13 A.


A. Materiales y Equipos utilizados en el muestro, recuperación y preparación

análisis de la muestra.

Sonda: debe ser en vidrio de boro silicato o acero inoxidable, de acuerdo al tipo de

muestreo. En los casos que se requiere instalar un filtro al final de la sonda, se puede usar

un sistema de calefacción, esto con el fin de prever taponamiento del filtro por

condensación. (Ver ilustración 2)

Ilustración 2. Sonda de muestro.

Fuente: Equipos universidad Distrital Francisco José de Caldas

37

Porta filtros: Se debe instalar y dejar bien sellado contra fisuras, que no permita que lo se

encuentre afuera o alrededor del mismo ingrese hasta el filtro. Si el filtro se encuentra

entre la sonda y el primer tubo de burbujeo, se debe utilizar el vidrio de boro silicato o

acero inoxidable, adicionalmente utilizar goma selladora de silicona para evitar fugas. Si el

filtro se localiza entre el tercer o cuarto burbujeador, se puede usar vidrio de boro silicato.

(Ver ilustración 3)

Ilustración 3. Porta filtro

Fuente: equipos universidad distrital

Tubo de burbujeo: Son cuatro impactadores conectados como se muestra en la

ilustración 1, montaje del tren de muestreo método 13 A. Son de vidrio esmerilado

empacados al vacío. Deben estar inmersos en un baño de hielo, se pueden hacer algunas

modificaciones como por ejemplo conexiones flexibles entre cada tubo de burbujeo, o

materiales distintos al vidrio. Se debe ubicar un sensor de temperatura a la salida del

cuarto burbujeador con propósitos de monitoreo que registre temperaturas dentro de 1

°C. Ilustración 4. Burbujeador.

Fuente: Equipos universidad Distrital Francisco José de Caldas

38

B. Materiales y Equipos utilizados en la recuperación de la muestra.

La siguiente es una lista descriptiva de los materiales y equipos que se requieren a la hora

de obtener la muestra, tanto para su transporte como para su medición.

Contenedores: De boca ancha, de polietileno de alta densidad, en los cuales se

almacenan las muestras de agua, recogidas de cada burbujeador, con capacidad

de 1 litro.

Aparato de destilación: Esta hecho de vidrio, y en su interior lleva otro tubo del

mismo material por el que circula la disolución a destilar, mientras que en su

exterior pasa agua en contracorriente de tal forma que se genere un intercambio

de calor.

Horno eléctrico de mufla: Debe ser capaz de calentar hasta 600 °C, con capacidad

mínima de 1 litro, en acero inoxidable.

Crisoles: De Níquel, de 75 a 100 ml

Beaker: 500 ml y 1500 ml

Matraz: Aforado a 50 ml

Matraz Erlenmeyer: De 500 ml

Baño termostático: se requiere de este instrumento ya que se debe mantener una

solución a una temperatura constante durante cierto tiempo. Este debe ser capaz

de mantener una temperatura constante de ± 1.0 °C en condiciones de

temperatura ambiente.

Balanza de precisión: consta de plato de acero y es donde se pone la muestra a

medir, además de una pantalla donde se ve el resultado, se requiere con capacidad

de 300g, para medir ± 0.5g de muestras extraídas.

Espectrofotómetro: Instrumento que tiene la capacidad de manejar un haz de

radiación electromagnética (REM), comúnmente denominado luz. Facilita la

identificación, calificación y cuantificación de su energía. Debe medir absorbancia a

570 nanómetros.

C. Elementos para la toma y recuperación de la muestra.

En la tabla 3, se muestran los elementos, que se requieren para recuperar la muestra en

la fase de campo. No es necesario contar con reactivos para realizar esta actividad.

39

Tabla 3. Elementos para la toma y recuperación de la muestra

ELEMENTO DESCRIPCION

Silica gel De tipo indicador, preferiblemente recuperable. Si se ha usado se debe secar a 175°C por dos horas, para volver a utilizar.

Agua Se requiere de agua destilada para la recuperación de la muestra de los burbujeadores.

Hielo triturado Es necesario el hielo triturado, para refrigerar la caja fría y permitir la condensación de los gases.

D. Personal necesario para la toma y recuperación de la muestra.

Para la toma y recuperación de la muestra, es necesario contar con el personal idóneo

para realizar esta labor, dentro de las personas encargadas de hacer esta fase de

campo se debe contar con 2 técnicos o tecnólogos de Saneamiento ambiental o

control ambiental, uno que maneje el equipo a la altura de la chimenea, y el otro que

controle y maneje la consola, que es el equipo donde se toman y registran datos como

presión, temperatura, ratas de succión entre otras; además del ingeniero que

supervise que todas las labores realizadas estén acordes a los lineamientos para esta

fase.

6.2.3 Montaje del laboratorio.

A continuación una descripción de los equipos y reactivos que se necesitaran en el

laboratorio de calidad del aire, para analizar todas las muestras de emisiones de

flúor.

6.2.3.1 Descripción técnica de los materiales, Equipos, Reactivos y personal del método

de 13 A de la USEPA.

A. Materiales y Equipos utilizados en el análisis.

Los elementos que se presentan en el diagrama 6, son los que se necesitan para

realizar la debida preparación de la muestra, y su posterior análisis. La descripción de

40

cada uno de ellos se encuentra en la tabla 4 materiales y equipos para la fase de

campo.

Diagrama 6. Materiales y equipos para el análisis método 13A

Tabla 4. Materiales y equipos utilizados en análisis método 13A

MATERIALES EQUIPOS

DESTILADOR: Esta hecho de vidrio, y en su interior lleva otro tubo del mismo material para que circule la disolución a destilar.

BAÑO TERMOSTÁTICO: se necesita para mantener una solución a una temperatura constante durante cierto tiempo.

MATRAZ AFORADA: Se requiere para medir con exactitud los volúmenes recogidos de los impactadores.

HORNO ELECTRICO DE MUFLA: se necesita para calentar y recuperar muestras como por ejemplo las contenidas en los filtros.

QUEMADOR BUNSEN: este instrumento se requiere para esterilizar algunas muestras o reactivos.

ESPECTOFOTOMETRO: Instrumento que tiene la capacidad de manejar un haz de radiación electromagnética (REM), comúnmente denominado luz. Facilita la identificación, calificación y cuantificación de su energía. Debe medir absorbancia a 570 nanómetros.

BALANZA PRECISIÓN: consta de plato de acero y es donde se pone la muestra a medir, además de una pantalla donde se ve el resultado.

CRISOLES DE NIQUEL: se requieren para las determinaciones gravimétricas cuantitativas. (análisis por medio de la medición de la masa)

BEAKER: recipiente de vidrio transparente con forma cilíndrica de boca ancha. Se requiere para la preparación de sustancias químicas.

41

B. Reactivos necesarios para el análisis de las muestras del método 13 A USEPA.

En el diagrama 7, se presentan cada uno de los reactivos y estándares que se requieren

para el análisis de la muestra recolectada.

Diagrama 7. Reactivos para el análisis del método 13A.


En la tabla 5, se encuentra la descripción de los reactivos e insumos mencionados en el

diagrama 7 reactivos para el análisis del método 13 A.

Tabla 5. Reactivos utilizados en el analisis de muestra metodo 13 A.

REACTIVO DESCRIPCION

Indicador de Fenolftaleína

Es un indicador de pH, que en las soluciones acidas no presenta reacción, pero en presencia de soluciones base vira a color rosado.

Oxido de Calcio Es un cristal incoloro o polvo blanco que sirve como base y dentro de sus usos está el de la neutralización de acido.

Hidróxido de sodio Solido cristalino, blanco sin olor que sirve para absorber rápidamente Dióxido de carbono y humedad del aire. Viene en

42

presentaciones de pellets, hojuelas, entre otros.

Ácido sulfúrico Compuesto químico extremadamente corrosivo. Se requiere al 90 %. Mezclar una parte de H2SO4 concentrado con 3 partes de agua, (Dilusión) para usos de recuperación de la muestra.

Ácido clorhídrico Elemento muy corrosivo y acido, se emplea como reactivo químico.

Solución de Fluoruro estándar

Secar aproximadamente 0.5 g de fluoruro de sodio (NaF) en un horno a 110 °C durante al menos 2 horas. Disolver 0.2210 g de NaF en 1 litro de agua. Diluir 100 ml de esta solución a 1 litro con agua. De esta forma obtener la solución estándar requerida.

Solución SPADNS (reactivo para detectar iones Flúor en agua)

Disolver 0.960 +- 0.010 g de reactivo SPADNS en 500 ml de agua. Si esta es almacenada en un frasco bien cerrado protegido de la luz del sol, la solución es estable durante al menos 1 mes

Solución de referencia cero

Añadir 10 ml de solución SPADNS a 100 ml de agua y acidificar con una solución preparada. Preparar todos los días

Reactivo mixto SPADNS Disolver 0.135 +- 0.005 g de Oxicloruro del circonio en 25 ml de agua. Añadir 350 ml de HCI concentrado y diluir a 500 ml con agua destilada. Mezclar volúmenes iguales de esta solución y la SPADNS para formar un solo reactivo.

C. Personal necesario para el análisis y preparación de la muestra en el laboratorio.

En esta parte del proceso cabe resaltar lo importante que es la obtención de la muestra y

la buena manipulación de las mismas, es por eso que las personas encargadas además de

tener conocimiento en el área, cuenten con la experiencia para lograr obtener datos

confiables.

Para tal fin se necesitara contar con el analista el cual será encargado de extraer las

muestras y prepararlas, y un auxiliar de laboratorio, quien llevara a cabo la labor de

preparar las soluciones, manipulación de muestras, y calibración de equipos. Estas

personas deben tener un perfil profesional en química o afines.

6.2.4 Necesidades del método.

Para llevar a cabo el proyecto se requiere contar con ciertos equipos e insumos, los cuales

los encuentran a continuación de una forma detallada.

43

6.2.4.1 Materiales e Insumos.

A continuación se presentan materiales e insumos que requiere el método para su normal

desarrollo en la fase de campo.

A. Fase de Campo.

En la tabla 6 se presenta de forma descriptiva los materiales que se requieren para llevar a

cabo la toma de la muestra.

Tabla 6. Materiales e insumo utilizados en la toma de muestra metodo 13 A.

MATERIAL E INSUMOS UNIDAD CANTIDAD

tubo de vidrio a 1.3 cm (1/2 pulgadas)

Unidad 1

Tubo con punta estándar. Unidad 1

Cepillo de nailon Unidad 1

Frascos lavador Unidad 2

Probeta graduada Unidad 2

Contenedores de plástico, De boca ancha, de alta densidad, botellas de polietileno de 1 litro.

Unidad 4

Embudo Unidad 1

Espátula de goma Unidad 1

Llave de paso Unidad 1

Filtros Whatman Unidad 1

Silica gel Gr 1000

B. Fase de Laboratorio.

La tabla 7 presenta los materiales e insumos que se requieren, para aplicar la fase de

laboratorio y poder analizar las muestras obtenidas.

Tabla 7. Materiales e insumos utilizados en el analisis de la muestra metodo 13A.

MATERIAL E INSUMO UNIDAD CANTIDAD

Aparato de destilación Unidad 1

Quemadores bunsen Unidad 4

Crisoles de níquel 75 o 100ml Unidad 4

Beaker de 500ml Unidad 4

Matraz aforado 500ml Unidad 3

Oxido de calcio de 0.005% de F o menos Gr 1000

Fenolftaleína Gr 100

Etanol Ml 100

Sulfato de plata Gr 1000

Hidróxido de sodio Gr 1000

Acido sulfúrico Ml 100

Acido clorhídrico Ml 100

44

6.2.4.2 Equipos

A. Fase de campo.

En cuanto a equipos la Universidad Distrital cuenta con los equipos necesarios para el

desarrollo de los métodos de 1 al 5, los cuales son una consola C 5000, bomba de vacío y

un analizador de gases. Estos equipos son los mismos que necesitan para desarrollar el

método 13 A (ver ilustración 5 y 6)

Ilustración 5. Analizador de gases. Ilustración 6. Consola C 500.


Fuente:

equipos universidad distrital

B. Fase de laboratorio

En la tabla 8 se mencionan los equipos, que se requieren en la Universidad

Distrital, para el análisis del método 13 A, en el laboratorio de calidad del aire.

Tabla 8. Equipos necesarios para el analisis de la muestra metodo 13 A.

EQUIPO CANTIDAD

Horno eléctrico de mufla 1

Baño termostático 1

Balanza 1

Espectrofotómetro 1

6.2.1 Personal

A. Fase de campo.

Para llevar a cabo el muestreo del método 13 A, se requiere de personal calificado,

como se muestra a continuación en la tabla 9.

45

Tabla 9. Personal necesario para el muestreo método 13 A.

PERSONAL CANTIDAD

Ingeniero sanitario o ambiental, con experiencia en muestreo de emisiones atmosféricas.

1

Técnicos en control ambiental o tecnólogos en saneamiento ambiental.

2

B. Análisis en laboratorio.

Para llevar a cabo el análisis de la muestra se requiere de personal con experiencia

en análisis de muestreos, como se muestra en la tabla 10.

Tabla 10. Personal necesario para el análisis de la muestra método 13 A.

PERSONAL CANTIDAD

Ingeniero Químico que tenga experiencia en análisis de muestras de mediciones isocineticos en fuentes fijas.

1

Auxiliares: tecnólogos o técnicos que tengan conocimiento de química.

1

6.3. REQUERMIENTOS TECNICOS DEL METODO 17 DE LA USEPA DETERMINACION DE

LA EMISION DE MATERIAL PARTICULADO EN FUENTES ESTACIONARIAS (METODO

ALTERNATIVO)

El material particulado PM se retira isocineticamente de la fuente y es recolectada en

un filtro de fibra de vidrio a la misma temperatura de la chimenea. Para que después

sea determinada gravimétricamente. Para la aplicación de este método se debe tener

en cuenta las siguientes características: el material particulado nos es la cantidad

absoluta, se trata de una función de la temperatura y la presión; se debe tomar la

muestra a la misma temperatura de la salida de los gases; el método es aplicable

donde las concentraciones de PM se saben que son independientes de la temperatura;

no se debe aplicar en presencia de altas temperaturas de salida de los gases; nos es

aplicable a chimeneas que contengan altas concentraciones de humedad. De no

46

cumplir con las anteriores especificaciones no se podrá aplicar este método ya que es

un método alternativo. Si no el método 5 que es también se utilizado para

determinación de material particulado.

6.3.1 Montaje del Método.

En la presentación del método se definieron dos fases, la cual permite un mejor orden,

que consta de una fase de campo en el cual hace referencia a todas la actividades que

deben tener al realizar la toma de la muestra y una segunda fase que es la de laboratorio

donde se tendrá en cuenta únicamente los equipos e insumos necesarios para proyección

del montaje del laboratorio de la universidad.

A continuación el diagrama 8 se presenta de una forma detallada las actividades, equipos

e insumos que son requeridos en la aplicación del método 17 de USEPA.

Diagrama 8. montaje del metodo 17.


47

6.3.2 Fase de campo

La aplicación del método 17 en la fase campo corresponde a la extracción de la muestra

de la chimenea que es retenida en un filtro de fibra de vidrio. Para llevar a cabo esta

actividad se debe cumplir con una metodología que ya antes vista en otros métodos las

cuales se deben implementar de carácter obligatorios como son los métodos del 1 al 5 de

la USEPA.

6.3.2.1 Procedimiento para la toma de la muestra.

El diagrama 9 presenta las actividades que son requeridas al realizar la toma de muestra.

Diagrama 9. Toma de muestra método 17.


A. Examen preliminar: se debe realizar un examen preliminar para que el equipo de

muestreo se mantenga de acuerdo a los procedimientos descritos en el APTD-

0576, también se debe adoptar los numerales 8.1.1 y 8.1.3 del método 5 de la

USEPA (determinación de las emisiones de material particulado en fuentes

estacionarias)

48

B. Determinaciones preliminares

Realizar una inspección visual a los filtros a contra luz para identificar irregularidades,

grietas o agujeros. Marcar los filtros o los contenedores de transporte (caja Petri o

polietileno). Debido a que el filtro va ubicado en la punta de sonda se debe hacer una

proyección del área del Portafiltro, con las aberturas de los tubos pitot a lo largo de la

chimenea como se muestra en la ilustración 7.

Ilustración 7. Sección transversal de la chimenea

Fuente: método 17 USEPA

Esto sirve para determinar si el Portafiltro cubre más del 5% del área de la sección trasversal de chimenea. Lo cual se calcula con la siguiente formula:

(%)=(𝐴𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑓𝑖𝑙𝑡𝑟𝑜

𝐴𝑒𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜)*100

Si el resultado es del 5% o mayor este método no se podrá aplicar.

C. Preparación del tren muestreo

En la preparación del tren se debe seguir con las siguientes actividades descritas a

continuación:

49

Paso 1: ensamblar la caja fría de la siguiente manera. Se deben colocar 100 ml de agua en los primeros 2 burbujeadores, dejar vacío el tercer burbujeador y transferir 200 gramos de Silica gel previamente pesada al cuarto burbujeador. Se recomienda que al momento del ensamble del tren de muestro se tener cubiertos todos los orificios para evitar posible contaminación hasta justo antes del ensamble o hasta que inicie el muestreo. Paso 2: utilizando pinzas y guantes quirúrgicos, colocar el filtro previamente marcado y pesado dentro del Portafiltro, asegurarse que este bien centrado y que la junta este adecuadamente situada para prevenir que la corriente del gas eluda el filtro. Finalmente ensamblar el Portafiltro en la punta de la extensión de la sonda. Se debe hacer el montaje del tren de muestreo como lo indica la ilustración 8.

Ilustración 8. Montaje del método 17 Determinación de Material Particulado.

FUENTE: método 17 USEPA. pág. 1046.

D. Operación del tren de muestreo.

Paso1: realizar la prueba de fugas, llevando a cabo en siguiente procedimiento:

Se debe poner un tapón resistente a la temperatura en la punta de la sonda.

50

Ingresar la sonda a la chimenea.

Esperar aproximadamente 5 minutos o más si es necesario para permitir que el sistema alcance el equilibrio con la temperatura de la corriente del gas de chimenea.

Iniciar el vacío correspondiente.

Paso 2: realizar las mismas operaciones que en el metodo5 de UEPA sección 8.5 (operación del tren de muestreo). Iniciar la medición registrando todos los datos excepto la temperatura del filtro.

E. Calcular el porcentaje de isocinetismo: se debe calcular el porcentaje de isocinetismo para determinar que el muestreo fue valido o se debe realizar otro. Se calcula siguiendo los cálculos de la misma manera que en el método 5 sección 12.11 (variación isocinetica).

6.3.2.2 Recuperación de la muestra.

Luego de retirar la sonda de la chimenea dejar enfriar y limpiar las parte externas de esta.

Retirar el Porta filtró de la sonda y tapar los extremos del filtro y la sonda.

Desconectar la línea flexible que une la extensión de la sonda y el primer burbujeador y dejar drenar el condesado que se haya en la extensión de la sonda hacia el primer burbujeador.

Con un volumen 100 ml de acetona lavar la boquilla y la parte interna del porta filtró luego retirar el material filtrante del mismo.

Tomar 200 ml de acetona del frasco lavador que está siendo utilizado para la limpieza de la boquilla, porta filtro y conexiones del tren de muestreo. colocarlos en un contenedor de vidrio marcado como blanco de acetona.

El análisis y los cálculos de las concentraciones se hacen de la misma manera que en el método 5. Sección 12 (análisis de datos y cálculos)

6.3.2.3 Descripción técnica de los materiales, Equipos, reactivos y personal del método

17 de la USEPA.

La universidad distrital ha venido adquiriendo unas series de equipos para poder

desarrollar investigaciones del carácter académico referente a componente aire en las

51

cuales cuenta con los materiales y equipos necesarios para realizar aplicación del método

17 en la fase de campo.

A. Materiales y equipos utilizados en la toma y recuperación de la muestra.

El diagrama 10 se observan los equipos y suplementos que se necesitan para

llevar a cabo la fase de campo.

Diagrama 10. Materiales para toma y recuperación de la muestra método 17


Tren de muestreo: La configuración, operación y mantenimiento del tren de muestreo es

muy semejante a la del método 5 de USEPA sección 8.3 (preparación del tren muestreo).

En cuanto a la configuración, pero para el montaje del método 17, el porta filtro se

encuentra en la punta de la extensión de la sonda como se indica en la ilustración 8 tren

de muestreo método 17.

Soporte del Filtro: Esta construido de vidrio Boro silicato, cuarzo o acero inoxidable. Si Se

utiliza una empaquetadura se debe hacer de silicona, teflón o acero inoxidable. El soporte

del filtro no debe tener ningún tipo de fugas. (Ver ilustración 9)

52

Ilustración 9. Portafiltro

Fuente: equipos universidad distrital.

Extensión de la sonda: Tubo de acero inoxidable capaz de mantener la temperatura de

sonda, en el muestreo entre 120°C y 14°C.

Tubo Pitot: Debe estar hecho acero inoxidable. Se recomienda que el diámetro de tubo externo sea entre 0.48 y 0.95 centímetros. El tubo pitot debe estar unido a la sonda como se muestra en la ilustración 10 para permitir un monitoreo constante de la velocidad de salida del gas de la chimenea.

Ilustración 10. Tubo pitot

FUENTE: Equipos universidad Distrital Francisco José de Caldas

Condensador: Caja metálica u otro material que pueda almacenar 4 burbujeadores, su

temperatura se debe mantener a 20°C. (Ver ilustración 11)

53

Ilustración 11.caja fría.


Filtro: De fibra de vidrio con un porcentaje de eficiencia de 99.9% en partículas de 0.3

micras de humo. (Ver ilustración 12)

Ilustración 12. Filtro


Silica gel: Tipo de indicador de malla de 6 a 16. Si se ha utilizado se debe secar a 175°c por

dos horas.

Agua: Utilizar agua destilada o desionizada de acuerdo con lo establecido en la ASTM D

1193-77.

54

Recuperación de la muestra: En la recuperación de la muestra, se requiere tener los

siguientes elementos: cepillo de naylon, frascos lavadores, contenedores de vidrio, caja

Petri, probeta graduada, balanza analítica, y espátula de goma.

B. Reactivos necesarios para la toma y recuperación de la Muestra.

El único reactivo necesario en la recuperación de la muestra es la acetona de Alto grado

de pureza (99.7-100 %)

C. Personal necesario para la toma y recuperación de la muestra.

Para la toma y recuperación de la muestra, se debe contar con el personal capacitado para realizar esta labor, dentro de las personas encargadas de hacer esta fase de campo se debe contar con 2 técnicos o tecnólogos ambientales con amplia experiencia en el campo de las mediciones atmosféricas ; especialmente los muestreos isocineticos aplicando diferentes métodos de la EPA, además un ingeniero ambiental o sanitario con experiencia en el campo de las mediciones ambientales en la rama de la contaminación atmosférica, específicamente en los muestreos de emisiones atmosféricas; muestreos isocineticos aplicando diferentes métodos de la U.S EPA como determinación de material particulado (EPA 5), halógenos y haluros (EPA 26),. Además otros parámetros de medición no isocinetica como óxidos de nitrógenos (EPA 7), hidrocarburos, entre otros.

6.3.3 Fase de laboratorio

En esta sección se basa en la identificación de los requerimientos técnicos, materiales,

equipos, reactivos y personal necesario para desarrollar el método 17 de la USEPA en la

fase de laboratorio.

6.3.3.1 Descripción técnica de los materiales, equipos, reactivos y personal método 17

de la US EPA

El presente proyecto no desarrollara los procedimientos para el análisis en el laboratorio

de las muestras, aunque si muestra los equipos, reactivos y personal que se requieren

para esta fase.

A. Materiales y equipos utilizados en el análisis.

El diagrama 11 presenta los materiales y equipos que son utilizados en el laboratorio

para el análisis de la muestra.

55

Diagrama 11. Equipos para el análisis de la muestra método 17.


B. Reactivos necesarios para el análisis de las muestra del método 17 de la USEPA.

La tabla 11 describe el único reactivo que se utiliza a la hora de analizar la muestra.

Tabla 11. Reactivos utilizados en el análisis de la muestra método 17.


Acetona

(Calidad ≤ 0,001) referente a porcentaje de residuos, debe estar en botellas de vidrio.

C. Personal necesario para el análisis y preparación de las muestras en el

laboratorio.

Es necesario contar con personal calificadas para llevar a cabo el trabajo de laboratorio,

por esta razón se hace necesario contar con solo con un ingeniero químico, esto debido a

que este método no esta tan complejo para determinar los resultados de PM. El perfil del

este profesional tiene que Conocer los fundamentos científicos que soportan diversas

técnicas analíticas instrumentales, la complejidad de las metodologías aplicables, la

EQUIPOS Y

SOPLEMENTO

Sensor de temperatura

para medir la

temperatura ambiente

del laboratorio

Vasos

precipitados de

250 ml

Desecador, utilizado

para secar el filtro

Balanza analítica.

Capaz de medir

0.1mg, con tres

cifras decimales

Higrómetro para medir la

humedad relativa en

ambiente del laboratorio

Platos de vidrios.

Para pesaje

ANALSIS DE LAS

MUESTRAS

56

inversión en tiempo y esfuerzo de cada técnica, y la precisión y exactitud inherentes a los

resultados de cada tipo de procedimiento.

6.3.4 NECESIDADES DEL MÉTODO.

Como se mencionó anteriormente la universidad distrital cuenta con todas las

necesidades para llevar a cabo la aplicación del método 17 de la US EPA en la fase de

campo. Solo le hace falta el personal necesario para la fase de laboratorio, que tiene que

cumplir con un perfil descrito anteriormente.

6.4. REQUERIMIENTO TECNICOS DEL METODO 26 DE LA US EPA.

DETERMINACION DE HALUROS DE HIDROGENOS Y EMISIONES DE

HALOGENOS DE FUENTES ESTACIONARIAS METODO NO-ISOCINETICO.

Se aplica a la determinación de las emisiones de haluros de hidrógenos y halógenos en fuentes fijas. La muestra es extraída de la chimenea a través de la sonda, el material particulado es retenido en un filtro de fibra de vidrio; para que finalmente en la solución de ácido sulfúrico al 0.1N sean retenidos los haluros gaseosos; los haluros de hidrógeno son solubilizados en la solución acida y forma cloruro (Cl-), bromuro (Br) e iones de fluoruro (F-). Debido a que los halógenos tienen una solubilidad muy baja en la solución acida no pueden ser retenidos de esta manera pasan a solución de hidróxido de sodio al 0.1N.

Montaje del Método.

El diagrama 12 presenta el método 26 de la US EPA. Donde se definieron dos fases, una de campo y de laboratorio. A continuación presenta los diferentes componentes que se deben tener en cuenta a la hora de aplicar el método 26 de la USEPA como lo son los materiales, equipos y reactivos necesarias para el montaje del método; los procedimientos para la toma y recuperación de la muestra.

57

Diagrama 12. Montaje del método 26


6.3.1 Fase de campo.

Se denomina a todas actividades que se realizan para el desarrollo del método 26,

correspondiente a toma de la muestra y preparación. También se identifican los equipos

materiales, reactivos y personal técnico.

6.3.1.1 Actividades preliminares.

A causa de la complejidad de este método necesario sabe aplicar los métodos 1, 2,3, 4,

5 y 6 la USEPA debido a que estos métodos son los fundamentales para llevar a cabo

muestreos isocineticos en fuentes fijas. También si se tiene proyectado el montaje de

laboratorio de calidad del aire de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas.

6.3.1.2 Procedimiento para la toma de la muestra.

El diagrama 13 presenta las actividades para el procedimiento de toma de muestra.

APLICACIÓN DEL METODO

26 DE LA USEPA

REACTIVOS

MATERIALES, EQUIPOS,

REACTIVOS Y PERSONAL

TECNICO.

MATERIALES, EQUIIPOS

PERSONAL TECNICO

RECUPERACION DE LA

MUESTRA.

PROCEDIMIENTO DE TOMA

DE MUESTRA.

ACTIVIDADES

PRELIMINARES

FASE DE LABORATORIO FASE DE CAMPO

58

Diagrama 13. Toma de muestra método 26

Elaborado: Cristian Camilo Rincón – Rodrigo Yaci.

PROCEDIMIENTO DE

MUESTREO

METODOS 1 AL 6

PREPARAR ELTREN DE

MUESTREO

RECOLERTAR LA MUESTRA PROCEDIMINETO DE PURGA PRUEBAS DE FUGAS AJUSTAR LA TEMPERATURA

DE LA SONDA Y DEL FILTRO

Ensamblar la caja fría con

la siguiente configuración

Primer burbujeador:

dejar vacío

En el siguiente par

de burbujeadores

colocar 15ml de

solución absorbente

acida (H2SO4) al 0.1N

Una vez ensamblado el tren como

lo especifica la ilustración #: tapar

la entrada de la sonda y generar

un vacío 250 mm/Hg y notar el

caudal en el rotámetro. Se acepta

un índice de fugas de 2% del

promedio del índice de muestreo

La temperatura de la

sonda y el filtro debe ser

mayor a 120 °C.

En el burbujeador

nocaut colocar Silica

gel

Añadir 15 ml de la

solución alcalina

(NaOH) al 0.1N en

los siguientes dos

burbujeadores

Conectar la sonda a la llave tres

pasos y colocar en

funcionamiento la bomba de

succión, ajustar el índice de

purga a 2 L/min durante 5

minutos

Ubicar la sonda en el

primer punto transversal

de la chimenea.

Bomba de vacío: colocar un

vacuometro a la bomba de vacío y

generar un vacío de 250

mm/Hg.Conectar a la salida del

medidor de caudal y luego apagar

la bomba. El vacío debe

permanecer 30 segundos

Muestrear durante una

horas, tomar las

muestras en las misma

fracciones de tiempo en

cada punto transversal

de la chimenea

Tren de muestro: la prueba de

fugas no es obligatoria al iniciar

el muestreo pero si al final. La

prueba de fugas a la bomba de

vacío si es obligatorio al inicio del

muestreo.

Realizar pruebas de

fugas una vez finalizado

el muestreo.

59

Los siguientes literales muestran de una forma más detallada las actividades del

diagrama 13.

A. Preparación del tren de muestreo.

Para el procedimiento de muestreo del método 26 se debe tener conocimiento preliminares de los métodos del al 1 al 5 de la USEPA. Vertir 15ml de la solución absorbente acida (H2SO4) al 0.1N en el primer par de burbujeadores y 15ml de la solución en absorbente alcalina (NaOH) al 0.1N en el segundo par de burbujeadores. Conecte los Burbujeadores de la solución acida con el burbujeador vacío, seguidamente los Burbujeadores de la solución alcalina, luego el burbujeador que contiene la Silica gel. En la ilustración 14 se hace la presentación del montaje del método 26. En el cual se identifica el anterior procedimiento.

Ilustración 13. Tren de muestreo método 26

Fuente: método 26 USEPA

60

B. Ajuste de temperatura de la sonda y filtro.

Ajustar la temperatura de la sonda, filtro y de la llave de cierre de tres pasos, para evitar la condensación del agua. La temperatura del filtro y la sonda debes estar mayor a 120°C.

C. Pruebas de fugas.

Colocar un rotámetro (0-40cc/min) a la salida del contador de gas seco y un vacuometro cerca de la entrada de la sonda. Tapar la entrada de la sonda y generar un vacío de 250mm/Hg y anotar el caudal indicado por el rotámetro. Se acepta un índice de fuga no superior al 2%. La prueba de fugas de la bomba de vacío es sugerido mas no obligatorio antes del muestreo: desconectar el tubo de secado del ensamble sonda - burbujeador. Colocar un vacuometro en la entrada del tubo de secado o a la bomba, generar un vacío de 250mm/Hg conectar o desconectar la salida del medidor del caudal y luego apague la bomba. El vacío debe permanecer por lo menos 30s.

D. Procedimiento de purga.

Conectar la línea de purga a la llave de paso, girar para permitir que la bomba succione y pueda realizar la purga a la sonda, ajustar la succión al índice de purga a 2 L/m. Purgar por lo menos 5 minutos antes del muestreo.

E. Recolección de la muestra.

Encender la bomba de succión, generar un vacío leve de 25 mm/Hg sobre el tren de

muestreo y girar la llave de paso para que el gas de chimenea sea succionado a través del

tren de muestreo. Ajustar el índice de caudal a 2 L/m, mantenga este índice dentro del

10% durante el muestreo. Tomar las lecturas del medidor de gas seco, temperatura,

caudal y del vacuometro una vez cada 5 min durante el muestreo. Se recomienda un

tiempo de muestreo de una hora, ya que menores tiempos pueden presentar

concentraciones negativas en la concentración de HCL.

61

6.3.1.3 Recuperación de la muestra

El diagrama 14 presenta el procedimiento para la recolección de la muestra del método 26.

Diagrama 14. Recuperación de muestra.

Elaborado: Cristian Camilo Rincón- Rodrigo Yaci

Desmontar el tren de muestro: después realizar la prueba de fuga se hace el desmonte del

tren de muestreo, empezando con la sonda, el filtro y finalmente la caja fría para previa

recolección de las muestras.

Embalaje de los contenedores

Contenedor 1: en una botella de polietileno de 100 o 250 ml de alta densidad con tapón de rosca, transferir el contenido de los burbujeadores ácidos y del burbujeador vacío, también los enjuagues de agua de los burbujeadores y la vidriería de conexión.

RECUPERACION

DE LA MUESTRA

FILTRO

CAJA FRIA

PREUBAS

DE FUGAS.

SONDA

DESMONTE

DEL TREN DE

MUESTREO.

CONTENEDOR 2

Contenido de los

burbujeadores ácidos,

nocaut y lavados de la

vidriería

CONTENEDOR 1

EMBALAJES DE LOS

CONTENEDORES

Blanco de los reactivos y

el agua de enjuague

CONTENEDOR 3

Contenido de los

burbujeadores alcalinos y

lavado de vidriería.

Anadir 25mg de tiosulfato

de sodio.

62

Contenedor 2: En una botella de polietileno de 100 o 250 ml de alta densidad con tapón de rosca, transferir el contenido de los burbujeadores alcalinos y añadir 25mg de tiosulfato de sodio. Esta cantidad de tiosulfato de sodio incluye un factor de seguridad para asegurar la reacción completa con el ácido clorhídrico y/o bromhídrico para formar un segundo ion de Cl- en la solución alcalina.

Contenedor 3: Guardar las misma cantidades de reactivos utilizadas en el tren de muestreo (estos son los blancos). Diluir el volumen aproximado de las muestras usando el agua de enjuague directamente del frasco lavador. Añadir la misma cantidad de solución de tiosulfato de sodio a la solución absorbente 0.1N de NaOH. También guardar una parte del agua de enjuague utilizada para la limpieza en el tren de muestreo.

6.3.1.4 Descripción técnica de los materiales, equipo, reactivos y personal del método 26

de la US EPA

Para llevar a cabo la toma de la muestra y su posterior análisis es necesario contar con

materiales, equipo, reactivos y personal. A continuación se hace la descripción de estos.

A. Materiales y equipos

La universidad distrital posee algunos materiales y equipo. También se hace las especificaciones de los materiales y equipos que hacen falta para poder llevar acabo la aplicación del métodos 26. En la fase de campo.

Sonda: en vidrio de Boro silicato de 3/8 de pulgada (9mm) de diámetro Interno. (Ver ilustración 15)

Ilustración 14. Sonda en vidrio de Boro silicato y Acero inoxidable


63

Llave de tres vías: En vidrio de Boro silicato con un sistema de calentamiento para prevenir condensación de la humedad. (ver ilustración 16).

Ilustración 15. Llave de tres vías


Burbujeadores: 5 burbujeadores enanos de 30ml con conectores de vidrio. (ver ilustración 17)

Ilustración 16. Burbujeadores enanos.


Tubo de secado o burbujeador: Impinger de diseño Mae West.

Sistema de calentamiento: Capaz de mantener una temperatura en la sonda y el Porta filtró mayor a 120°C (248°F) durante el muestreo. (ver ilustración 18)

64

Ilustración 17. Caja caliente.


Portafiltro: Debe ser de teflón o cuarzo. (ver ilustración 19)

Ilustración 18. Portafiltro


Cordón Umbilical: Permite conectar y transmitir todas las ordenes que se den desde la consola de muestreo hasta la sección de toma de la muestra como por otra parte, permite la succión del flujo de muestra que sale de la chimenea y pasa por el tren de muestreo hasta la consola, además de contener todas las conexiones eléctricas necesarias para la operación del tren de muestreo. (ver ilustración 20)

65

Ilustración 19. Cordón umbilical


Rotámetro: Capaz de medir un caudal de 2 L/min

Bomba de vacío: Para succionar 2 L/min ( ver ilustración 21)

Ilustración 20. Bomba de Succión.


Aparatos de medición de temperaturas: Sensores de temperatura para supervisar la temperatura de la sonda y supervisar la temperatura del sistema de muestreo desde la salida de la sonda a la entrada de primer burbujeador.

66

Filtro de fibra de vidrio y teflón de 25mm. Su composición es de 75% teflón, 25% de vidrio. (ver ilustración 22).

Ilustración 21. Filtros.


B. Materiales y equipos utilizados en la recuperación y preparación de la muestra.

El siguiente diagrama 15 se presenta los materiales y equipos necesarios para la

recuperación y preparación de la muestra.

Diagrama 15. Equipos para la toma y recuperación de la muestra método 26.

Elaborado: Cristian Camilo Rincón – Rodrigo Yaci Guzmán

Matraces aforadas

clase A de 100 ml

Pipetas volumétricas

clase A

Botellas de

almacenamiento

polietileno 100 o 250

ml con

revestimiento de

teflón

Dos frascos

lavadores de

polietileno o

cristal de 500 ml

PREPARACION DE

LA MUESTRA

RECUPERACION

DE LA MUESTRA

EQUIPOS Y

SUPLEMENTOS.

67

C. Reactivos necesarios para el muestreo y preparación de la muestra.

El diagrama 16 se lista los reactivos que se utilizan para llevar a cabo la toma de

la muestra del método 26.

Diagrama 16. Reactivos utilizados para toma y recuperación de la muestra método 26.

Elaborado: Cristian Camilo Rincón- Rodrigo Yací Guzmán

La tabla 12 se presenta de forma descriptiva los reactivos que se requieren para la toma

y recuperación de la muestra del método 26.

Tabla 12. Reactivos utilizados en el muestro método 26.

ELEMENTO DESCRIPCION

SOLUCION ABSORBENTE ACIDA

Ácido Sulfúrico (H2SO4) al 0.1 N. Para preparar 100ml de la solución absorbente, añadir 0.28ml de (H2SO4) al 0.1 N a 90ml agua y ajustar el volumen final a 100ml.

SOLUCION ABSORBENTE ALCALINA

Hidróxido de Sodio (NaOH) 0.1N: disolver 0.4g NaOH a 90ml agua y ajustar el volumen final a 100ml.

TIOSULFATO DE SODIO (Na2S2O35H2O)

Sales del hipotético ácido tiosulfúrico H2S2O3. Son estables en medios con pH básico y neutro y se descomponen bajo formación de azufre elemental, sulfhídrico (H2S), dióxido de azufre (SO2) y trazas de otros compuestos azufrados en presencia de ácido

Nota: se requiere de agua, la cual debe ser desionizada, de acuerdo con lo establecido en ASTM D 1193-77 o 91 tipo3.

.

Tiosulfato de

sodio

Solución

absorbente alcalina

al 0.1N (NaOH).

Solución

absorbente acida al

0.1 N (H2SO4)

MUESTREO

REACTIVOS

68

D. Personal necesario para la toma y recuperación de la muestra.

En el desarrollo de trabajo de campo es necesarios 3 operarios. Un Ingeniero ambiental o sanitario con el siguiente perfil: Con experiencia en el campo de las mediciones ambientales en la rama de la contaminación atmosférica, especialmente los muestreos isocineticos aplicando diferentes métodos de la EPA como determinación de material particulado (EPA 5) y halógenos y haluros (EPA 26), que será el encargado de hacer la supervisión, la operación de la consola y llevar los datos de campo. Los ayudantes serán dos tecnólogos ambientales con experiencia en las mediciones atmosféricas en fuentes fijas, son los que hacen el ensamblaje del tren de muestreo, pruebas de fugas y el desplazamiento transversal en los diferentes puntos para la toma de muestra en la chimenea.

6.3.2 Fase de laboratorio.

Una vez terminado la recuperación de la muestra y su embalaje en los diferentes

contenedores se procede al análisis de laboratorio de las muestras.

6.3.2.1. Descripción técnica de los materiales, equipos, reactivos y personal del

método 26 de la USEPA.

A. Materiales y equipos utilizados en el análisis.

El diagrama 17 presenta los equipos con los que debe contar el laboratorio de calidad del

aire, para llevar a cabo el análisis del método 26.

Diagrama 17. Equipos para el análisis método 26.

Elaborado: Cristian Camilo Rincón- Rodrigo Yaci Guzmán

Matraces aforadas. Pipetas

volumétricas.

Cromatografo de

gases.

EQUIPOS Y

SUPLEMENTOS

69

CROMATOFRAFO GASES: debe cumplir con las siguientes especificaciones:

- Horno: Capaz de mantener la columna capilar a una temperatura apropiada de operación +/- 10°C y realizar incrementos de temperatura programados a tasas de al menos 40°C por minuto.

- Medidores de Temperatura: Para así poder supervisar las temperaturas de la columna del horno, el detector y de los gases de escape a +/-1°C

- Sistemas de flujo: Sistema de medición para la muestra mide el gas, combustible, gas de combustión y el flujo del gas portador.

- Columna: capilar HR-5 de 30mm x 0.25 um x 025 u. - Gas portador: Helio a razón de 30 ml/min. - Detector: Detector de ionización de llama operado a una sensibilidad de 4 x 10-11

A/ mV. - Temperatura Puerto Inyección: 250°C. - Temperatura Detector: 305°C. - Temperatura Horno: 30°C por 4 minutos; programado para subir 40°C/minuto

hasta alcanzar 250°C; regresar a 30°C después de 17 minutos.

PIPETAS VOLUMETRICAS: Clase A. para diluir muestras a la gama de calibración del

Cromatografo de ion.

MATRACES AFORADOS: Clase A, de 100 ml.

B. Reactivos necesarios para el análisis de las muestras del método 26 de USEPA.

Los reactivos que se indican en el diagrama 18 son utilizados para analizar las

muestras que se allegan al laboratorio.

Diagrama 18. Reactivos para el análisis método 26.

Elaborado: Cristian Camilo Rincón- Rodrigo Yaci Guzmán

NOTA: El agua no es un reactivo, pero lo hemos incluido en el diagrama ya que es

de gran importancia para llevar a cabo el análisis.

Eluyente

cromatografico

Solución de haluro

estándar.

Agua destilada o

desionizada

REACTIVOS

70

La tabla 13 presenta la descripción de los reactivos que son requeridos en el análisis de la

muestra.

Tabla 13. Reactivos necesarios para el análisis método 26.


BLANCO

Preparar una solución separada en blanco de cada reactivo de absorción para el análisis con las muestras de campo. Diluya 30 ml de cada solución absorbente completar con agua desionizada hasta tener el mismo volumen de las muestras.

SOLUCION DE SAL DE HALURO ESTANDAR

Preparar soluciones concentradas de cloruro de sodio de grado de reactivo (NaCl), bromuro de sodio (NaBr) y de fluoruro de sodio (NaF). Calcular las concentraciones con la ecuaciones de la sección

12.2 (Calcular la concentración exacta de Cl-, Br- y F- en las reservas de soluciones estándar de sales de haluro) del método 26 de la USEPA.

ELUYENTE CROMATOGRAFICO

Un Eluyente eficaz para cromatografía de ion suprimido, es una solución que contiene 3mM de bicarbonato de sodio y 2.4mM de Carbonato de Sodio

C. Personal necesario para el análisis y preparación de la muestra en el laboratorio.

El personal necesario para el análisis de las muestra es un ingeniero químico con

fundamentos científicos para aplicar los diferentes protocolos en la determinación de

haluros y halógenos exigidos por la USEPA.

6.3.3 Necesidades del método

6.3.3.1. Materiales e insumos

A. Fase de campo.

Para llevar a cabo la fase de campo se requiere de los materiales e insumos. Que a

continuación se presentan en la tabla 14.

Tabla 14. Materiales e insumos necesarios en la fase de campo método 26.

MATERIALES E

INSUMOS

UNIDAD CANTIDAD

Llave de tres pasos Unidad 1

Burbujeadores de 30ml y sus conectores

Unidad 6

Frascos lavadores de polietileno o cristal de 500ml

Unidad 2

71

Botellas de almacenamiento de polietileno de 100 o 250ml

Unidad 3

Ácido sulfúrico L 1

Silica gel Kg 1

Hidróxido de sodio kg 1

Tiosulfato de sodio Kg 1

B. Fase de laboratorio.

La tabla 15 presenta la cantidad de materiales e insumos necesarios para fase de

laboratorio.

Tabla 15. Materiales e insumos necesarios en la fase de laboratorio método 26.

MATERIALES E INSUMOS

UNIDAD CANTIDAD

Matraces aforadas clase A de 100ml

Unidad 6

Pipetas volumétricas clase A

Unidad 6

Cloruro de sodio Gr 100

Bromuro de sodio Gr 100

Fluoruro de sodio Gr 100

ftalato de hidrógeno de potasio de 4 mM

Gr 100

6.3.3.2. Equipos.

A. Fase de campo.

La universidad distrital cuenta con los equipos necesarios para el desarrollo de los

métodos de 1 al 5, los cuales son una consola C 5000, bomba de vacío y un analizador de

gases. Estos equipos son los mismos que necesitan para desarrollar el método 26. (Ver

ilustraciones 5 y 6)


Para análisis de muestra es necesario que la universidad distrital cuente con un

cromatografo de gases y debe cumplir con las siguientes especificaciones:

- Horno: Capaz de mantener la columna capilar a una temperatura apropiada de operación +/- 10°C y realizar incrementos de temperatura programados a tasas de al menos 40°C por minuto.

- Medidores de Temperatura: Para así poder supervisar las temperaturas de la columna del horno, el detector y de los gases de escape a +/-1°C

72

- Sistemas de flujo: Sistema de medición para la muestra mide el gas, combustible, gas de combustión y el flujo del gas portador.

- Columna: capilar HR-5 de 30mm x 0.25 um x 025 u. - Gas portador: Helio a razón de 30 ml/min. - Detector: Detector de ionización de llama operado a una sensibilidad de 4 x 10-11

A/ mV. - Temperatura Puerto Inyección: 250°C. - Temperatura Detector: 305°C. - Temperatura Horno: 30°C por 4 minutos; programado para subir 40°C/minuto

hasta alcanzar 250°C; regresar a 30°C después de 17 minutos.

6.3.3.3. Personal.

A. Fase campo.

La cantidad de personal con el que se debe contar para la toma de muestra se menciona

en la tabla 16, el perfil de los profesionales deben cumplir con lo establecido

anteriormente.

Tabla 16. Personal de fase de campo método 26.

PERSONAL CANTIDAD

Ingeniero 1

Auxiliares 2


Se requiere de un analista químico con experiencia en este tipo de análisis y conocimiento

de conceptos químicos. Además tiene que cumplir con el perfil profesional ya

mencionado.

7. COSTOS Y APLICABILIDAD.

7.1 FASE DE CAMPO.

Los siguientes son los costos del proyecto en la fase de campo. Se definieron que el total

de muestreos en el año académico será unos 70 muestreos y se distribuyeron de la

siguiente manera:

Método 13 A un total de 20 muestreos

Método 17 un total de 30 muestreos.

Método 26 un total de 20 muestreos

73

Estas cantidades de muestreos se determino con la ayuda del director del proyecto el

ingeniero José Alejandro Murad Pedraza.

A. Insumos y equipos

A continuación la tabla 17 presenta detalladamente los insumos y equipos que se

necesitan para aplicación de los tres métodos en la universidad distrital. Los costos se

obtuvieron en base de cotizaciones a diferentes proveedores.

Tabla 17. Costos de insumos y equipos fase de campo.

DESCRIPCION UN CANTIDAD VALOR UNITARIO VALOR TOTAL

METODO 13A DE LA USEPA DETERMINACION DE EMISIONES DE FLUORURO TOTALES EN FUENTES FIJAS, METODO DE ZIRCONIO

MATERIALES

FRASCOS LAVADORES: Botellas de polietileno.

Un 2 $ 15.000 $ 30.000

PROBETA GRADUADA:

Un 2 $ 20.000 $ 40.000

CONTENEDORES BOCA ANCHA: Botellas de polietileno de boca ancha, de alta densidad de un litro.

100 un 100 un $50.000 $ 50.000

ENBUDO Y ESPATULA DE GOMA.

Un 1 $ 25.000 $ 25.000

SILICA GEL Kg 4 $ 152.150 $ 608.600

TOTAL $ 753.500

METODO 26 DE LA USEPA DETERMINACION DE HALOGENOS Y HALUROS

MATERIALES

LLAVE DE TRES PASOS: En vidrio de Boro silicato

Un 2 $ 120.000 $ 240.000

BURBUJEADORES: De 30 ml con conectores de vidrio.

4 Un 2 $ 720.000 $ 1.440.000

TUBO DE SECADO: Impigner de diseño MAE WEST.

Un 2 $ 200.000 $ 400.000

BOTELLAS DE ALMACENAMIENTO DE POLIETILENO: de 100 o 250 ml, con revestimiento de teflón.

Un 4 $ 10.000 $ 400.000

SOLUCION ABSORBENTE ACIDA: 0.1 N

100 mg 100mg $ 20.000 $ 200.000

SOLUCION ABSORBENTE ALCALINA:

100 mg 100mg $ 20.000 $ 200.000

74

TIOSULFATO DE SODIO.

TOTAL $ 2.880.000

SUBTOTAL $ 3.633.500

IVA 16% $ 581.360

TOTAL $ 4.214.860

B. Personal.

La tabla 18 se presenta el costo del personal que es necesario para la operación de los tres

métodos en la fase campo. El salario que se va cancelar es por un tiempo de 12 meses.

Tabla 18. Cotización total personal fase de campo.

COSTOS DE PERSONAL FASE DE CAMPO

PROFESION CANTIDAD TIEMPO (

MESES)

DEDICACION

(%)

VALOR

UNITARIO

VALOR TOTAL

Ingeniero Ambiental 1 12 1 $ 2.000.000 $ 24.000.000

Auxiliar Tecnólogo o

estudiante de último

semestres

2 12 1 $ 1.200.000 $ 28.800.000

Total de Costos de Personal $ 52.800.000

C. Costo total.

Establecidos los costos de la fase de campo se calcula que su implementación para un total de 70 muestreos en el desarrollo de los métodos 13 A, 17 y 26 de la USEPA tiene un costo de $ 57.014.860.oo

7.2 FASE DE LABORATORIO.

A. Insumos y equipos

Los costos de la fase de laboratorio se presentan en la tabla 19 después de la realizar

cotizaciones a diferentes proveedores.

75

Tabla 19. Cotización de insumos y equipos fase de laboratorio.

DESCRIPCION UN CANTIDAD VALOR UNITARIO VALOR TOTAL.

METODO 13A DE LA USEPA DETERMINACION DE EMISIONES DE FLUORURO TOTALES EN FUENTES FIJAS, METODO DE ZIRCONIO

EQUIPOS

APARATO DESTILACION: En vidrio.

Un 1 $ 315.900 $ 315.900

MATERIALES

CRISOLES: Deben ser de Níquel de 75 a 100 ml.

Un 1 $ 320.000 $ 320.000

MATRAZ AFORADA: 50 ml

Un 2 $ 20.000 $ 40.000

MATRAZ ERLENMEYER: 500 ML

Un 2 $ 15.000 $ 30.000

REACTIVOS

SOLUCION SPADNS 500ml 1000 ml $ 30.000 $ 60.000

OXIDO DE CALCIO Kg 1 $ 298.300 $ 298.300

SULFATO DE PLATA. 100 gr 200gr $ 1.050.000 $ 1.100.000

HIDROXIDO DE SODIO. Litro 2 $ 60.000 $ 120.000

ACIDO CLORHIDRICO. Litro 2 $ 40.000 $ 80.000

ACIDO SULFURICO. Litro 1 $ 60.000 $ 60.000

SOLUCION DE FLUORURO STANDAR.

500 ml 2 $ 130.200 $ 260.400

TOTAL $ 2.648.600

METODO 17 DE LA USEPA DETERMINACION DE MATERIAL PARTICULADO

MATERIALES

PLATOS DE VIDRIO. Un 4 $ 12.200 $ 48.800

HIGROMETRO. Un 1 $ 42.000 $ 42.000

SENSOR DE TEMPERATURA. Un 2 $ 40.000 $ 80.000

VASOS PRECIPITADOS. Un 3 $ 5.800 $ 17.400

REACTIVOS

ACETONA Hexeno (litro)

2 $ 60.000 $ 120.000

DESECANTE: Sulfato de anhídrido de calcio tipo indicador.

Cloruro de

Calcio (kg)

2 $ 20.000 $ 40.000

TOTAL $ 348.200

METODO 26 DE LA USEPA DETERMINACION DE HALOGENOS Y HALUROS

EQUIPOS

CROMATOGRAFO DE GASES Un 1 $ 12.000.000 $ 12.000.000

MATERIALES

PIPETAS VOLUMETRICAS : Clase A.

Un 4 $ 13.400 $ 53.600

MATRACES AFORADAS: 100 ml

Un 4 $ 20.000 $ 80.000

REACTIVOS

BROMURO DE SODIO. 500 gr 2 $ 234.600 $ 469.200

FLUORURO DE SODIO. Kg 1 $ 414.800 $ 414.800

TOTAL $ 13.017.600

76

SUBTOTAL $ 16.014.400

IVA 16% $ 2.562.304

TOTAL $ 18.576.074

B. Personal.

En la fase de laboratorio necesitan un personal para que se desarrollar los análisis

respectivos de las muestras, también cabe aclarar que este mismo personal servirá para

el análisis de los muestras de los tres métodos presentado. A continuación la tabla 20

presentamos los costos de personal.

Tabla 20. Cotización total personal fase de laboratorio.

COSTOS DE PERSONAL FASE DE CAMPO

PROFESION CANTIDAD TIEMPO (

MESES)

DEDICACION

(%)

VALOR

UNITARIO

VALOR TOTAL

Químico 2 12 1 $ 2.000.000 $ 48.000.000

Total de Costos de Personal $ 48.000.000

C. Costo total.

El costo total para la implementación de los métodos 13A, 17 y 26 de la USEPA en la fase de laboratorio para un total de 70 muestreos es de $66.576.074.oo

7.3 Costo total de fase de campo y laboratorio.

La implementación de los métodos 13A, 17 y 26 de la USEPA en la proyección y montaje del laboratorio de calidad del aire de la facultad del medio ambiente y recursos naturales de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas tiene un costo total de $ 123.590.934.oo Para 70 muestreos en un año académico.

77

8. CONCLUSIONES

La fase de campo requiere de tres profesionales, los cuales deberán realizar la toma de muestras, recuperación y transporte de la misma. Por otra parte la fase laboratorio requiere de dos profesionales uno para el análisis, y el otro para la preparación de las muestras y calibración de equipos.

El laboratorio de calidad del aire debe contar con las siguientes especificaciones para desarrollar sus actividades con normalidad, la primera corresponde a la disposición técnica de los equipos para la realización del muestreo; la segunda un área destinada a la preparación de las muestras, el área lavado de material y finalmente el área de análisis

La Universidad Distrital Francisco José de Caldas por intermedio del Laboratorio de Calidad del Aire de la Facultad de Medio Ambiente cuenta con gran número de equipos que se requieren para la toma de las muestras de los métodos 13 A, 17 y 26, con excepción de algunos accesorios como vidriería, equipos, e insumos.

En cuanto a las necesidades para la implementación de la fase de laboratorio en lo cual se refiere a equipos, insumos, personal y espacio físico se determinaron las especificaciones técnicas para dar cumplimiento con la metodología de cada uno de los métodos.

Por medio de cotizaciones a empresas de suministro de equipos e insumos de laboratorio se determino los costos para la adquisición de lo necesario en la implementación de los métodos 13A, 17 y 26 de la USEPA. Establecidos los costos generales para la fase de campo y laboratorio, llevar a cabo la implementación de los tres métodos en la Universidad Distrital Francisco José de Caldas, los cuales están proyectados para 70 muestreos tiene un costo de $ 123.590.934.oo.

78

9. RECOMENDACIONES

Se recomienda que a la hora de la implementación de los métodos tanto en la fase de laboratorio como en la fase de campo, se haga con base en la NTC-ISO/IEC 17025 ya que este es un requisito importante para la acreditación en la captura y análisis de las muestras.

Se recomienda desarrollar los métodos anteriores a estos relacionados con medición de fuentes fijas, los cuales permitan retroalimentar los conocimientos y experiencias que le servirán como base al personal analista y al personal de toma de muestra en la implementación de los mismos.

Para dar continuidad con el proyecto, se recomienda que sea desarrollada una tesis, teniendo en cuenta los aspectos que involucran la fase de laboratorio, en cuanto a protocolos y normatividad aplicable para el análisis de las muestras.

79

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aplicaciÓn de los metodos 13ª, 17 y 26 de la us epa...

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