Manual de tecnologías de medición de concentración de gases y material particulado en chimeneas y atmósfera. Parte 4

Se destacan algunas características que deben ser consideradas para los tubos de entrada y distribución de muestra hasta los instrumentos de medición individuales.

• La entrada de toma de muestra debe estar protegida de la lluvia y de los insectos. Si se utiliza un prefiltrado, deberá elegirse y mantenerse (limpieza regular) de forma que su influencia sobre la concentración de los gases a medir sea mínima.
• La línea de toma de muestra entre el punto de muestreo y el instrumento debería ser lo más corta posible. El tiempo de tránsito de las muestras de volúmenes de gas en la línea de toma de muestra no debería pasar de 10 segundos.
• El tubo de entrada y la línea de toma de muestra o múltiple (tubería y conexiones) deberá estar realizada a partir de materiales inertes (por ejemplo, vidrio, teflón o acero inoxidable) que no modifiquen la concentración de los gases a medir.
• La línea de toma de muestra debe ser hermética y el flujo controlarse regularmente.
• Debe evitarse la condensación en la línea de toma de muestra para lo cual, eventualmente, debe ser calefaccionado.
• La línea de toma de muestra deberá limpiarse regularmente teniendo en cuenta las condiciones locales
• Las emisiones de gases de los instrumentos de medición y las emisiones procedentes del sistema de calibración no deberá afectar a la toma de muestra
• Las instalaciones anexas (acondicionador del aire y dispositivos de transmisión de datos) no deberán afectar al muestreo en la cabeza de toma de muestra.

5.4.2 Equipo de calibración para mediciones automáticas

Para todos las mediciones se debe disponer de un de equipo de calibración que, en general, consta de un calibrador multigas y un generador de aire cero. Permite realizar la calibración del fondo de escala (o rango) y comprobación de puntos intermedios de los analizadores de O3, CO, SO2, NOx, hidrocarburos, etc. por el método de dilución de gases de referencia en aire cero. El calibrador debe dar la proporción de dilución específica requerida, para concentraciones de los gases contaminantes considerados. Se entiende por gas de referencia el que contiene una concentración bien determinada de un gas en particular, dentro de un gas portador. El gas más comúnmente usado como portador es el nitrógeno (N2). El aire cero se emplea también para la calibración del punto cero de los equipos. Se entiende por aire cero a un aire libre de los contaminantes a calibrar; puede ser directamente N2 en grado ultrapuro. Por ejemplo, si se quiere calibrar el punto cero del analizador de CO, el aire introducido debe tener una pureza de 2 ppb de CO como máximo; valores similares se deben cumplir para los otros contaminantes..

El equipo de calibración incluye a) un generador de aire cero, b) un medidor de flujo de aire, b) un equipo de calibración multigas automático y programable, que proporciona concentraciones requeridas de los contaminantes cuyas concentraciones se van a medir.

También contienen un generador de ozono para la calibración del analizador de ozono. El calibrador aporta los niveles requeridos de los gases contaminantes considerados, comprobación de precisión y de nivel 1 del rango, así como multipuntos de calibración de aquellos. Se debe introduce por teclado en cada equipo el valor que debe alcanzar el punto fondo de escala y el punto cero, (la norma EPA no acepta la calibración remota). La calibración de los equipos se deben hacer cada 15 días.

En lo posible se debe disponer de tubos de gases de referencia en cada estación. Tienen una duración típica de 2 años. Las concentraciones requeridas par ser usados por el método de dilución dinámica (calibración dinámica y multipunto de los equipos analizadores de gases) son: CO = 5.000 ppm/N2; SO2 = 50 ppm/N2, NO = 50 ppm/N2. Los mismos se encuentran dentro de un mismo cilindro. Se debe tener presente que, por normas internacionales, estos gases no pueden ser traídos por avión, por lo que se debe prever tiempo de viaje si se hace su compra en el extranjero. También puede usarse un método de cilindros múltiples, donde se utilizan varios cilindros que contienen gas patrón, con una concentración específica para cada punto de la calibración, cuyas concentraciones estén dentro del rango de medición del analizador. Se debe disponer de dispositivos de control (ajuste y regulación de la velocidad de flujo) y medidor de flujo. Para el caso del método de dilución dinámica, el control debe ser regulado con una exactitud de ± 1 % y la medición se debe hacer con una exactitud de ± 2 % del valor real de flujo.

5.4.3 Descripción de los métodos de medición

Se han clasificados los métodos de medición en dos grandes grupos:

i) Métodos de referencia: Para aquellos contaminantes normalmente considerados en el análisis de calidad de aire, dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono, ozono, hidrocarburos totales no metano, material particulado en suspensión y plomo.

ii) Métodos equivalentes: Los equipos de medición automática o continua de los gases mencionados anteriormente se basan o en los métodos de referencia o en métodos equivalentes para los cuales se establecen las condiciones de prueba, el procedimiento y la interferencia admitida con otros componentes para ser aprobados, especificándose los parámetros que deben medirse y los valores a lo que deben responder para ser considerados métodos automáticos equivalentes..

5.4.3.1 Métodos de referencia

Se describen los métodos de referencia para los contaminantes normalmente considerados en el análisis de calidad de aire, dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono, ozono, hidrocarburos totales no metano (CH4), material particulado en suspensión y plomo (Pb). Se indica en cada caso la norma ISO – International Organization for Standardization, y/o EPA – Environmental Protection Agency; US, basadas en el principio descripto (11).

1. Hidrocarburos no metano (HCNM)

Método de cromatografía gaseosa – detector de ionización de llama.
EPA 40 CFR Pt. 50 App. E.

2. Óxidos de nitrógeno (NOx)

Método de Quimioluminiscencia en fase gaseosa. (NO, NO2)
ISO – 7996/85. EPA 40 CFR Pt. 50 App. F

Figura 5.4.3-1: Determinación de NO y NO2 por método de Quimioluminiscencia.

Método de Griess-Saltzman modificado para determinación de NO2

ISO – 6768/85

3. Ozono (O3)

Método de Quimioluminiscencia.
ISO – 10313/93. EPA 40 CFR Pt. 50 App.D

4. Dióxido de azufre (SO2)

Método espectrofotométrico con Thorin.
ISO – 4221/80

Método espectrofotométrico del tetracloromercurato/ pararosanilina

ISO – 6767/90. EPA 40 CFR Pt. 50 App.A

5. Monóxido de carbono (CO)

Método de cromatografía gaseosa.
ISO – 8186/89

Método de fotometría infrarroja no dispersiva

EPA 40 CFR Pt. 50 App.C

6. Material particulado (MP)

Método de gran volumen. Material particulado en suspensión total (MPT)
EPA 40 CFR Pt. 50 App.B

Hasta que se desarrollaron suficiente datos de base para medir material particulado con f<10 mm (MP10), la mayor información disponible para indicar la naturaleza de la concentración de material particulado estaba basada en mediciones de material particulado en suspensión total (MPT) realizadas con monitores de gran volumen (hi-vol).
Actualmente se siguen empleando estos equipos en muchas mediciones por lo que describiremos su principio de funcionamiento.

Figura 5.4.3-2: Monitor de gran volumen (hi-vol) para material particulado

Material particulado con f<10 mm. PM10

EPA 40 CFR Pt. 50 App.J

Determinación de un índice de humo negro.

ISO – 9835/93

7. Plomo (Pb)

Método de espectrometría de absorción atómica.
ISO – 9855/93 . EPA 40 CFR Pt. 50 App.G.

Por: Dr. Jaime A. Moragues
Fuente: blogaustral.org