Ministerio de Desarrollo Social y Medio Ambiente

Secretaría de Desarrollo Sustentable y Política Ambiental

Manual de tecnologías de medición

de concentración de gases y material

particulado en chimeneas y atmósfera

Dr. Jaime A. Moragues

Programa Desarrollo Institucional Ambiental Control de Contaminación Industrial

Coordinador a cargo: Lic. Patricia Galán

El PRODIA fue financiado por el Tesoro Nacional y los préstamos Nº 768 /OC - AR y 907 / SF - AR del BID

ii

I N D I C E

1. Características más Importantes de los Contaminantes y sus Efectos Sobre el Medio

Ambiente....................................................................................................................1

1.1 Introducción....................................................................................................................1

1.2 Contaminantes fotoquímicos...........................................................................................2

1.2.1 Hidrocarburos no metano (HCNM)............................................................................2

1.2.2 Oxidos de nitrógeno (NO y NO2)...............................................................................4

1.2.3 Oxidantes fotoquímicos. Ozono (O3).........................................................................5

1.3 Dióxido de azufre (SO2).................................................................................................6

1.4 Monóxido de carbono (CO)............................................................................................7

1.5 Material particulado en suspensión (MP).......................................................................8

2. Procesos Involucrados en la Contaminación del Aire. Definiciones..........................11

2.1 Fuente de Emisión.........................................................................................................11

2.2 Propagación de los Contaminantes...............................................................................12

2.3 Contaminación del Aire................................................................................................12

3. Mediciones. Unidades. Presentación de Datos...........................................................15

3.1 Mediciones....................................................................................................................15

3.2 Unidades de Medición..................................................................................................15

Tabla 3.2-I : Unidades de Medición de Contaminantes...........................................15

3.3 Presentación de Datos. Calidad del Aire.......................................................................16

Tabla 3.3-I. Efectos Sobre la Salud de los Distintos Estados de Contaminación.....17

Tabla 3.3-II Puntos de Quiebre de IEC...................................................................18

3.4 Relación entre la concentración expresada en fracción de volumen (ppm) y en masa por

unidad de volumen (µg/m3)................................................................................18

Tabla 3.4-I : Unidades............................................................................................19

4. Normas de Calidad de Aire...........................................................................................20

Tabla 4 -I: Normas de Calidad de Aire de la EPA...................................................22

Tabla 4-II: Normas de control de calidad de Aire....................................................23

iii

5. Métodos de Medición y Análisis. Instrumentación......................................................24

5.1 Introducción..................................................................................................................24

5.2 Clasificación de los métodos de medición....................................................................24

5.3 Criterios de selección de equipos de medición.............................................................27

5.4 Mediciones de Calidad de Aire en Atmósfera..............................................................29

5.4.1 Sistema de toma de muestra.....................................................................................29

5.4.1.1 Cabeza de toma de muestra......................................................................................29

i) Contaminantes gaseosos....................................................................................30

Figura 5.4.1–1: Cabeza muestreador para toma de muestra de contaminantes

gaseosos....................................................................................................................30

ii) Material Particulado..........................................................................................32

Toma de muestra de material particulado total........................................................32

Tabla 5.4.1 –I : Dimensionamiento del dispositivo de entrada al sistema de

muestreo...................................................................................................................33

Figura 5.4.1 -2: Cabeza del muestreador para toma de muestra de material

particulado................................................................................................................33

Toma de muestra de material particulado con φ < 10 µm........................................34

1 Muestreador de gran volumen...........................................................................34

1.1 Separación por impacto....................................................................................34

Figura 5.4.1 –3: Toma de muestra partículas con φ < 10 µm con separador por

impacto.....................................................................................................................35

1.2 Separación ciclónica.........................................................................................35

Figura 5.4.1-4: Toma de muestra partículas con φ < 10 µm con separador

ciclónico...................................................................................................................36

Muestreador Dicotómico o Dichot...........................................................................37

Figura 5.4.1-5 : Cabeza de entrada de muestreador Dicotómico para toma de muestra de

Partículas con φ < 10µm........................................................................38

Figura 5.4.1–6 : Principio de separador secundario de partículas con φ < 2,5 µ con

muestreador Dicotómico..........................................................................................38

iv

5.4.1.2 Tubo de entrada y de distribución de muestra (múltiple).........................................39

5.4.2 Equipo de calibración para mediciones automáticas................................................39

5.4.3 Descripción de los métodos de medición.................................................................41

5.4.3.1 Métodos de referencia..............................................................................................41

1. Hidrocarburos no metano (HCNM)...................................................................42

Método de cromatografía gaseosa - detector de ionización de llama.......................42

2. Óxidos de nitrógeno (NOx)................................................................................44

Método de Quimioluminiscencia en fase gaseosa. (NO, NO2)................................44

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

...............................................................................................45

Método de Griess-Saltzman modificado para determinación de NO2......................45

3. Ozono (O3)........................................................................................................46

Método de Quimioluminiscencia.............................................................................46

4. Dióxido de azufre (SO2)....................................................................................47

Método espectrofotométrico con Thorin..................................................................47

Método espectrofotométrico del tetracloromercurato/ pararosanilina......................48

5. Monóxido de carbono (CO)..............................................................................49

Método de cromatografía gaseosa............................................................................49

Método de fotometría infrarroja no dispersiva.........................................................50

6. Material particulado (MP).................................................................................51

Método de gran volumen. Material particulado en suspensión total (MPT)............51

Figura 5.4.3-2: Monitor de gran volumen (hi-vol) para material particulado..........52

Material particulado con φ

v

Método de espectroscopia de absorción óptica diferencial......................................57

Figura 5.4.3-3: Espect