NORMAARGENTINA

292382003

Calidad ambiental - Calidad del aire

Emisiones de fuentes estacionarias

Método para la determinación deemisiones de dióxido de azufre enchimeneas o conductos de evacuación

Environmental Quality - Air QualityEmissions from Stationary SourcesDetermination of Sulfur Dioxide Emissions from Stationary Sources

IRAM29238

Primera edición2003-06-30

Referencia Numérica:IRAM 29238:2003

IRAM 2003-06-30No está permitida la reproducción de ninguna de las partes de esta publicación porcualquier medio, incluyendo fotocopiado y microfilmación, sin permiso escrito del IRAM.

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Prefacio

El Instituto Argentino de Normalización (IRAM) es una asociacióncivil sin fines de lucro cuyas finalidades específicas, en su carácterde Organismo Argentino de Normalización, son establecer normastécnicas, sin limitaciones en los ámbitos que abarquen, además depropender al conocimiento y la aplicación de la normalizacióncomo base de la calidad, promoviendo las actividades decertificación de productos y de sistemas de la calidad en lasempresas para brindar seguridad al consumidor.

IRAM es el representante de la Argentina en la InternationalOrganization for Standardization (ISO), en la ComisiónPanamericana de Normas Técnicas (COPANT) y en la AsociaciónMERCOSUR de Normalización (AMN).

Esta norma IRAM es el fruto del consenso técnico entre losdiversos sectores involucrados, los que a través de susrepresentantes han intervenido en los Organismos de Estudio deNormas correspondientes.

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Índice

1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN .............................................................. 5

2 NORMAS PARA CONSULTA ............................................................................ 5

3 RESUMEN DEL MÉTODO................................................................................. 6

4 SEGURIDAD ...................................................................................................... 6

5 INTERFERENCIAS............................................................................................ 6

6 INSTRUMENTAL................................................................................................ 7

7 REACTIVOS Y PATRONES .............................................................................. 9

8 TOMA DE MUESTRA ...................................................................................... 10

9 CONTROL DE CALIDAD ................................................................................. 12

10 CALIBRACIÓN............................................................................................... 12

11 PROCEDIMIENTO ANALÍTICO..................................................................... 13

12 ANÁLISIS DE DATOS Y CÁLCULOS............................................................ 14

13 DESEMPEÑO DEL MÉTODO ....................................................................... 15

14 PROCEDIMIENTOS ALTERNATIVOS.......................................................... 15

Anexo A (Informativo) Bibliografía ....................................................................... 20

Anexo B (Informativo) Integrantes de los organismos de estudio ....................... 21

Página

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Calidad ambiental - Calidad del aire

Emisiones de fuentes estacionarias

Método para la determinación de emisiones de dióxido deazufre en chimeneas o conductos de evacuación

1 OBJETO Y CAMPO DE APLICACIÓN

1.1 Esta norma se aplica para el analito si-guiente:

Analito Número de CAS Sensibilidad

Dióxido deazufre (SO2)

7449- 09- 5 3,4 mg/m3

1.2 Esta norma tiene por objeto determinar laconcentración de SO2 en las chimeneas o con-ductos de evacuación.

1.3 Objetivo de la calidad de los datos. Elcumplimiento de esta norma mejorará la cali-dad de los datos obtenidos de los métodos demuestreo para la determinación de contami-nantes del aire.

NOTA: Esta norma no incluye todas las especificaciones(equipos y provisiones, entre otros) ni los procedimientos(muestreo, entre otros) fundamentales para su ejecución.Algunos materiales son incorporados por referencia deotras normas. Por lo tanto, para obtener resultados con-fiables, las personas que utilicen esta norma deberántener un conocimiento acabado de al menos las siguien-tes normas: IRAM 29230, IRAM 29231, IRAM 29232,IRAM 29234 y Método 8 de la EPA.

2 NORMAS PARA CONSULTA

Los documentos normativos siguientes contie-nen disposiciones, las cuales, mediante su citaen el texto, se transforman en disposiciones váli-das para la presente norma IRAM. Las edicionesindicadas son las vigentes en el momento de supublicación. Todo documento es susceptible deser revisado y las partes que realicen acuerdosbasados en esta norma se deben esforzar para

buscar la posibilidad de aplicar sus edicionesmás recientes.

Los organismos internacionales de normaliza-ción y el IRAM mantienen registros actualizadosde sus normas.

IRAM 21303:1991 - Drogas para análisis. Yo-duro de potasio.

IRAM 21311:1983 - Drogas para análisis. Alco-hol isopropílico (CH3CHOHCH3). (Propanol-2).

IRAM 21312:1981 - Drogas para análisis. Solu-ciones valoradas.

IRAM 21322:1982 - Drogas para análisis. Aguapara análisis.

IRAM 21342:1984 - Drogas para análisis. Clo-ruro de bario dihidratado (BaCl22H2O). (Clorurode bario-agua ( ½)).

IRAM 21376:1987 - Drogas para análisis. Aguaoxigenada de 100 volúmenes. (Solución de pe-róxido de hidrógeno al 30 %) (H2O2).

IRAM 29230:2002 - Calidad ambiental. Calidadde aire. Emisiones de fuentes estacionarias.Guía para determinar la ubicación de los pun-tos transversales de muestreo en chimeneas oconductos de evacuación.

IRAM 29231:2002 - Calidad ambiental. Calidadde aire. Emisiones de fuentes estacionarios.Método para la determinación de la velocidad delgas de la chimenea o conducto de evacuación ydel caudal volumétrico (Tubo de Pitot tipo S).

IRAM 29232:2002 - Calidad ambiental. Calidaddel aire. Emisiones de fuentes estacionarias.

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Método de análisis de gases para la determina-ción de la masa molar en base seca.

IRAM 29233:2002 - Calidad ambiental. Calidaddel aire. Emisiones de fuentes estacionarias.Método para la determinación del contenido dehumedad del gas de la chimenea o conductode evacuación.

IRAM 29234:2003 - Calidad ambiental. Calidaddel aire. Emisiones de fuentes estacionarias.Método para la determinación de emisiones dematerial particulado total de fuentes estaciona-rias.

IRAM-AQA AA 91004:1989 - Artículos de vidriopara laboratorio. Erlenmeyer.

IRAM-AQA AA 91020:1989 - Artículos de vidriopara laboratorio. Pipetas de un aforo.

IRAM-AQA AA 91022:1990 - Artículos de vidriopara laboratorio. Buretas.

IRAM-AQA AA 91024:1982 - Artículos de vidriopara laboratorio. Matraces aforados.

IRAM-AQA AA 91025:1990 - Artículos de vidriopara laboratorio. Probetas cilíndricas graduadas.

Method 8 - Determination of Sulfuric Acid andSulfur Dioxide Emissions from StationarySources, 2000.

3 RESUMEN DEL MÉTODO

Se extrae una muestra de gas del punto demuestreo de la chimenea o conducto de eva-cuación. Se separan el SO2 y el SO3 de lamuestra gaseosa, incluidos dichos compuestosen cualquier niebla azufrada. La fracción deSO2 se mide por valoración por medio del mé-todo de Thorin.

4 SEGURIDAD

La aplicación de esta norma puede involucrarmateriales, operaciones y equipos peligrosos. Notiene en cuenta todos los problemas de seguri-

dad asociados con su uso. Es responsabilidaddel usuario establecer las condiciones de seguri-dad y salubridad apropiadas y determinar laaplicabilidad de las limitaciones regulatorias an-tes de realizar este método de ensayo.

4.1 Agentes corrosivos. Los siguientes agentesson peligrosos. Es importante usar equipos deprotección personal y procedimientos de seguri-dad para prevenir salpicaduras químicas. Siocurre contacto, debe inmediatamente lavarsecon suficiente cantidad de agua 15 min como mí-nimo. Enjuagar la ropa debajo de la ducha hastadescontaminarla. Tratar las quemaduras de resi-duos químicos como quemaduras térmicas.

4.1.1 Peróxido de hidrógeno (H2O2). Irritantepara ojos, piel, nariz y pulmones. El H2O2 al 30 %es un fuerte agente oxidante. Evitar el contactocon la piel, ojos y material combustible. Usarguantes durante su manejo.

4.1.2 Hidróxido de sodio (NaOH). Causa seve-ros daños en ojos y piel. La inhalación del mismoproduce irritación a la nariz, garganta y pulmo-nes. Reacciona exotérmicamente con cantidadeslimitadas de agua.

4.1.3 Ácido sulfúrico (H2SO4). Destruye rápi-damente los tejidos del cuerpo. Causa quema-duras de tercer grado. Contacto con los ojospuede causar ceguera. La inhalación del mismopuede resultar fatal por espasmo de la laringedentro de los 30 min. Puede causar daño en eltejido pulmonar con edema. 1 mg/m3 por cada8 h causa daño pulmonar o, en altas concentra-ciones, la muerte. Se debe proveer ventilaciónpara limitar la inhalación. Reacciona violenta-mente con metales y compuestos orgánicos.

5 INTERFERENCIAS

5.1 Amoníaco libre. El amoníaco libre interfiereen la determinación ya que reacciona con el SO2

formando sulfito de amonio particulado, y porquereacciona con el indicador. Si hay presencia deamoníaco libre (lo cual se puede saber cono-ciendo el proceso y/o por observación dematerial particulado blanco en la sonda y el bur-bujeador de isopropanol) se requieren métodos

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alternativos sujetos a la aprobación de la Autori-dad Regulatoria.

5.2 Cationes solubles en agua y fluoruros.Los cationes y fluoruros son retenidos por unfiltro de lana de vidrio y por un burbujeador conisopropanol, por lo tanto, no se afecta el análi-sis del SO2. Cuando se muestrea una corrientegaseosa que posee altas concentraciones dehumos metálicos (por ejemplo, aerosoles muyfinos de cationes) se debe utilizar un filtro de fi-bra de vidrio de alta eficiencia en lugar deltapón de lana (como el de la sonda) para rete-ner los cationes interferentes.

6 INSTRUMENTAL

6.1 Muestreo

Se requiere de los siguientes ítems para llevar acabo el muestreo:

6.1.1 Tren de muestreo. En la figura 1 semuestra el esquema del tren de muestreo. El mi-

ni impactador de la figura 1 puede sustituirse porel equipo de muestreo descripto en el Método 8de la EPA. Sin embargo, el tren de muestreo dedicha norma debe ser modificado de tal manerade incluir un filtro calefaccionado entre la sonda yel impactador con isopropanol. La operación detal tren de muestreo y el análisis de la muestradeben realizarse con el caudal y los volúmenesde solución definidos en la Método 8 de la EPA.Alternativamente, el SO2 puede determinarsesimultáneamente con material particulado y hu-medad por medio de:

− reemplazar el agua del sistema de impactado-res de la IRAM 29234 por una solución al 3 %de H2O2, o

− reemplazar el sistema de impactadores deagua de la IRAM 29234 con el sistema delMétodo 8 de la EPA, o sea, isopropanol - filtro- H2O2.

El análisis de SO2 debe ser consistente con elprocedimiento establecido en el Método 8 de laEPA.

Figura 1 - Tren de muestreo para SO2

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El tren de muestreo de la presente norma con-siste de los siguientes componentes:

6.1.1.1 Sonda

De vidrio al borosilicato o acero inoxidable (otrosmateriales pueden ser utilizados sujetos a laaprobación de la Autoridad Regulatoria) de apro-ximadamente 6 mm de diámetro interno yprovista de un sistema de calentamiento paraprevenir la condensación de agua y un filtro(dentro de la chimenea o conducto de evacua-ción o calentado fuera de ella) para retener elmaterial particulado y las nieblas de ácido sulfú-rico. Un tapón de lana de vidrio constituye unfiltro satisfactorio.

6.1.1.2 Burbujeador e impactadores

Un miniburbujeador con una placa de vidrio sin-terizado de grosor medio, encamisado concuarzo o lana de vidrio en el extremo para rete-ner la niebla de ácido sulfúrico, y tres miniimpactadores de 30 ml cada uno. El miniburbu-jeador y los mini impactadores deben estarconectados en serie con mangueras flexiblesapropiadas libres de pérdida. Se puede usar gra-sa siliconada para prevenir pérdidas. Se puedeusar un mini impactador en lugar de un minibur-bujeador.

NOTA: Se puede utilizar otro conjunto de absorbedores ycaudales, sujetos a la aprobación de la Autoridad Regulato-ria, pero se debe demostrar que la eficiencia de recolecciónes de 99 % como mínimo para cada corrida, lo que debe serdocumentado en el informe. Si después de una serie de tresensayos se tiene una eficiencia aceptable, no es necesarioregistrarlo más. Para llevar a cabo la prueba de eficiencia sedebe agregar un absorbedor adicional que se analiza porseparado. Este absorbedor extra no debe contener más del1 % del SO2 total.

6.1.1.3 Lana de vidrio

Borosilicato o cuarzo.

6.1.1.4 Grasa para robinete

Si es necesario se puede emplear grasa de sili-conas resistente al calor e insoluble en acetona.

6.1.1.5 Sensor de temperatura

Termómetro dial o digital, para medir la tempe-ratura del gas a la salida del tren de impacta-dores, dentro de 1 °C.

6.1.1.6 Tubo de secado

Tubo relleno con gel de sílice tipo indicador demalla de (3 - 7) mm, o equivalente, para secar lamuestra de gas y para proteger el medidor y labomba. Secar el gel de sílice a 175 °C durante2 h cuando éste haya sido utilizado previamente.El gel de sílice nuevo se puede utilizar tal comose recibe. Alternativamente, se pueden usarotros tipos de agentes desecantes sujetos a laaprobación de la Autoridad Regulatoria.

6.1.1.7 Válvula

De tipo aguja para regular el caudal de muestrade gas.

6.1.1.8 Bomba

Bomba de diafragma, o equivalente, libre de pér-didas, para impulsar el gas a través del tren demuestreo. Se instala un tanque compensadorentre la bomba y el caudalímetro para eliminar elefecto pulsante de la primera sobre este último.

6.1.1.9 Caudalímetro

Un rotámetro, capaz de medir el caudal con unaprecisión de ± 2 % del caudal seleccionado dealrededor de 0,001 m3/min.

6.1.1.10 Medidor de volumen

Medidor de gas para medir el volumen de mues-tra con una precisión de ± 2 %, calibrado alcaudal de flujo seleccionado y las condicionesreales encontradas durante el muestreo y equi-pado con un sensor de temperatura (termómetrodial o digital) capaz de medir temperaturas conuna precisión de ± 3 °C. Se puede utilizar un ori-ficio crítico en lugar del medidor de gasespecificado en este apartado siempre y cuandosea seleccionado, calibrado y operado según lasespecificaciones del capítulo 14 (Procedimientoalternativo).

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6.1.2 Barómetro

Se puede usar un barómetro de mercurio, ane-roide u otro capaz de medir presión atmosféricacon una precisión de ± 2,5 mm de columna deHg.

NOTA: En muchos casos, se puede obtener la lectura ba-rométrica de una estación de Servicio Meteorológicacercana. En este caso, se debe realizar un ajuste del valorobtenido por las diferentes elevaciones entre la estaciónmeteorológica y el punto de muestreo. Debe aplicarse unacorrección a razón de - 2,5 mm de columna de Hg por cada30 m de aumento de elevación o viceversa para el caso dedisminución de la misma.

6.1.3 Manómetro y rotámetro

Un manómetro de mercurio, o equivalente, de760 mm de columna de Hg como mínimo, paraverificar pérdidas del tren de muestreo.

6.2 Recuperación de la muestra

Los siguientes ítems son necesarios para la re-cuperación de la muestra:

6.2.1 Frascos de lavado (pisetas)

Dos frascos de polietileno o de vidrio de 500 ml.

6.2.2 Frascos de almacenamiento

Frascos de polietileno de 100 ml para guardarlas muestras de los impactadores, uno por corri-da.

6.3 Análisis de la muestra

Para el análisis se necesita el siguiente equipo:

6.3.1 Pipetas de un aforo

De tipo volumétricas, de 5 ml, 20 ml (una por ca-da muestra) y 25 ml.

6.3.2 Matraces aforados

De 100 ml, uno por cada muestra y de 1 000 ml.

6.3.3 Buretas

De 5 ml y 50 ml.

6.3.4 Erlenmeyer

De 250 ml (uno por cada muestra, blanco y pa-trón).

6.3.5 Gotero

De 125 ml, para agregar el indicador.

6.3.6 Probeta cilíndrica graduada

De 100 ml.

6.3.7 Espectrofotómetro (UV-visible)

Para medir absorbancia a 352 nm.

7 REACTIVOS Y PATRONES

NOTA: A menos que se indique lo contrario, todos los reac-tivos deben ser del mejor grado disponible. Casosparticulares están sujetos a la aprobación de la AutoridadRegulatoria.

7.1 Recolección de la muestra

Se requieren los siguientes reactivos para la re-colección de la muestra:

7.1.1 Agua

Agua para análisis conforme a la IRAM 21322.Se puede omitir el ensayo de permanganato depotasio (KMnO4) para materia orgánica oxidablecuando se espera que no haya grandes concen-traciones de materia orgánica presente.

7.1.2 Isopropanol

De 80 % v/v. Se mezclan 80 ml de isopropanol(IRAM 21311) con 20 ml de agua.

7.1.2.1 Verificación de impurezas de peróxi-do en cada lote de isopropanol

Se agitan 10 ml de isopropanol con 10 ml de so-lución de yoduro de potasio (KI) al 10 % re-cientemente preparada. Se prepara un blanco de10 ml de agua con un tratamiento similar. Des-pués de 1 min se lee la absorbancia a 352 nm enun espectrofotómetro con una cubeta de 1 cm de

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camino óptico. Si la absorbancia excede el valorde 0,1 debe rechazarse el alcohol para el usopropuesto.

7.1.2.2 Se puede remover los peróxidos del iso-propanol redestilándolo o pasándolo a través deuna columna de alúmina activada; sin embargose puede encontrar comercialmente isopropanolp.a. (de grado reactivo) con bajo contenido deperóxidos.

7.1.3 Peróxido de hidrógeno (H2O2)

De 3 % v/v. Se agrega 10 ml de H2O2 30 % v/v(IRAM 21376) a 90 ml de H2O. Se prepara dia-riamente.

7.1.4 Solución de yoduro de potasio (KI)

De 10 % p/v. Se disuelven 10 g de KI(IRAM 21303) en agua y se diluye a 100 ml. Seprepara cuando se necesita.

7.2 Recuperación de la muestra

Se requieren los siguientes reactivos para la re-cuperación de la muestra:

7.2.1 Agua

Correspondiente a lo descripto en el apartado7.1.1.

7.2.2 Isopropanol

Correspondiente a lo descripto en el apartado7.1.2.

7.3 Análisis de la muestra

Se requieren los siguientes reactivos para elanálisis:

7.3.1 Agua

Correspondiente a lo descripto en el apartado7.1.1.

7.3.2 Isopropanol

De 100 % v/v.

7.3.3 Indicador Thorin

Sal disódica del ácido 3, 6 disulfónico - 2 naftol- 1 (o-arsonofenilazo) o equivalente. Se disuel-ven 0,20 g en 100 ml de agua.

7.3.4 Solución patrón de bario 0,0100 N

Se disuelven 1,95 g de perclorato de bario trihi-dratado [Ba(ClO4)2 · 3H2O] en 200 ml de agua yse diluye a 1 L con isopropanol. Alternativamen-te, se puede utilizar 1,22 g de cloruro de bariodihidratado [BaCl2 · 2H2O] (IRAM 21342) en lugardel perclorato de bario trihidratado. Se normalizasegún el apartado 10.5.

7.3.5 Solución patrón de ácido sulfúrico0,0100 N (IRAM 21312).

8 TOMA DE MUESTRA

8.1 Preparación del tren de muestreo

Se miden 15 ml de isopropanol 80 % v/v en elminiburbujeador y 15 ml de H2O2 al 3 % v/v encada uno de los dos primeros mini impactadores.Se deja seco el último mini impactador. Se en-sambla el tren como se muestra en la figura 1.Se ajusta el calentador de la sonda a una tempe-ratura suficiente como para prevenir lacondensación de agua. Se coloca hielo molido yagua alrededor de los impactadores.

8.2 Ensayo de verificación de ausencia depérdidas del tren de muestreo

Se recomienda, pero no se requiere, efectuaruna corrida antes del muestreo para verificar au-sencia de pérdidas. Se debe efectuar unaverificación de ausencia de pérdidas después dela corrida de muestreo.

El procedimiento de verificación de ausencia depérdidas es como sigue:

8.2.1 Se adosa temporalmente un rotámetro(por ejemplo, 0-40 ml/min) a la salida del medi-dor de gas y se ubica un manómetro en o cercade la entrada de la sonda. Se tapa la entrada dela sonda y se produce vacío hasta 250 mm decolumna de Hg como mínimo y se registra el

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caudal según lo que indica el rotámetro. No seacepta un caudal de pérdida superior al 2 % delcaudal de muestreo promedio.

NOTA: Se libera cuidadosamente (es decir, lentamente) eltapón de la entrada de la sonda antes de apagar la bomba.

8.2.2 Se sugiere (no es obligatorio) que el ensa-yo de verificación de ausencia de pérdidas de labomba se lleve a cabo separadamente antes odespués de efectuar la corrida de muestreo.

El procedimiento de verificación de ausencia depérdidas es como sigue

Se desconecta el tubo de secado del conjuntosonda-impactador. Se ubica un manómetro en laentrada del tubo de secado o de la bomba. Seproduce vacío hasta 250 mm de columna de Hg,se tapa o estrangula la salida del caudalímetro yluego se apaga la bomba. Es conveniente que elvacío permanezca estable 30 s como mínimo.

Si la verificación de ausencia de pérdidas de labomba se lleva a cabo antes de la corrida demuestreo debe precederse a la verificación deausencia de pérdidas del tren de muestreo des-cripto en el apartado 8.2.1. Si la verificación deausencia de pérdidas de la bomba se lleva a ca-bo después de la corrida de muestreo, dichaverificación debe efectuarse después de la verifi-cación de ausencia de pérdidas del tren demuestreo.

8.2.3 Se puede utilizar otros procedimientos deverificación de ausencia de pérdidas sujetos a laaprobación de la Autoridad Regulatoria.

8.3 Muestreo

8.3.1 Se registra la lectura inicial del medidor degas y la presión barométrica. Para comenzar elmuestreo, se ubica el extremo de la sonda en elpunto de muestreo, se conecta la sonda al bur-bujeador y se enciende la bomba. Se ajusta elcaudal de muestreo a un valor constante de

aproximadamente 1 L/min según lo indique elcaudalímetro. Se mantiene constante este cau-dal entre ± 10 % durante toda la corrida.

8.3.2 Se toman lecturas (de volumen en el me-didor de gas, de temperatura en el medidor degas y a la salida de los impactadores, y del cau-dal en el caudalímetro) cada 5 min como mínimo.Se agrega más hielo durante la corrida paramantener la temperatura de los gases que aban-donan el último impactador a 20 °C o menos.

8.3.3 Al terminar cada corrida, se apaga la bom-ba, se extrae la sonda de la chimenea oconducto de evacuación y se registran las lectu-ras finales. Luego se realiza la verificación deausencia de pérdidas como se describe en elapartado 8.2 (esta verificación de ausencia depérdidas es obligatoria). Si se detecta una pérdi-da, se debe anular la corrida, o se empleancálculos de ajuste del volumen de muestra deacuerdo con la Autoridad Regulatoria.

8.3.4 Se drena el baño de hielo y se purga laparte remanente del tren haciendo entrar aireambiente limpio a través del sistema durante15 min al caudal de muestreo. Se puede tener ai-re ambiente limpio haciendo pasar aire a travésde un filtro de carbón, o a través de un mini im-pactador extra conteniendo 15 ml de H2O2

3 % v/v. Como alternativa se puede utilizar aireambiente sin purificar.

8.4 Recuperación de la muestra

Después de la purga se procede a desconectarlos impactadores. Se descarta el contenido delminiburbujeador. Se vierten los contenidos de losmini impactadores en un frasco hermético de po-lietileno para el transporte. Se enjuagan los tresmini impactadores y los tubos conectores conagua y se agrega el enjuague al recipiente dealmacenamiento. Se marca el nivel del fluido. Sesella y se identifica el recipiente de la muestra.

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9 CONTROL DE CALIDAD

Apartado Medidas Efecto

7.1.2 Verificación de isopropanol Asegurar un nivel aceptable de impure-zas de peróxidos en el isopropanol

8.2, 10.1 - 10.4 Verificación de ausencia de pérdidasdel equipo de muestreo y calibración

Asegurar la medida exacta del caudaldel gas de la chimenea o conducto deevacuación y del volumen de la muestra

10.5 Normalización de la solución patrón debario

Asegurar la precisión en la determina-ción de la normalidad

11.2.3 Replicado de valoraciones Asegurar la precisión de las valoracio-nes

11.3 Análisis de las muestras de auditoría Evaluar la aptitud del analista y la pre-paración de los patrones

10 CALIBRACIÓN

10.1 Sistema de medición de volumen

10.1.1 Calibración inicial

10.1.1.1 Antes del uso inicial en campo seefectúa una verificación de ausencia de pérdidasdel sistema de medición (tubo de secado, válvulaaguja, bomba, caudalímetro y medidor de gas)como sigue: se ubica un manómetro en la entra-da del tubo de secado y se efectúa vacío hasta250 mm de columna de Hg. Se tapa o estrangulala salida del caudalímetro y luego se apaga labomba. El vacío debe permanecer estable por30 s como mínimo. Se desconecta el manómetrocuidadosamente antes de liberar el extremo delcaudalímetro.

10.1.1.2 Se saca el tubo de secado y se calibrael sistema de medición (al caudal de muestreoespecificado en esta norma) como sigue: se co-necta un medidor húmedo de gas apropiada-mente dimensionado (por ejemplo, de 1 L/vuelta)a la entrada de la válvula aguja. Se efectúan trescorridas de calibración independientes utilizando5 vueltas como mínimo por corrida del medidorde gas. Se calcula el factor de calibración Y (vo-lumen de calibración del medidor húmedo de gasdividido por el volumen del medidor de gas,

ambos a las mismas temperaturas y presionesde referencia) para cada corrida y se promedianlos resultados obteniéndose Yi. Si algún valor in-dividual de Yi se desvía más de un 2 % delpromedio, el sistema de medición no es acepta-do para tal fin. En caso de ser aceptable, seutilizan los valores Yi como factor de calibraciónpara las subsecuentes corridas de ensayo.

10.1.2 Verificación de calibración luego delensayo

Después de cada una de las series de ensayode campo, se lleva a cabo una verificación decalibración utilizando el procedimiento estableci-do en el apartado 10.1.1.2, excepto que sepuedan emplear 3 o más vueltas del medidor degas, y que sólo sean necesarias 2 corridas inde-pendientes. Si el promedio del factor decalibración de esas dos verificaciones de calibra-ción luego del ensayo no se desvía más del 5 %de Yi, entonces Yi se acepta como el factor decalibración del medidor de gas (Y) y se utiliza enla ecuación 1 para calcular el volumen mues-treado (ver apartado 12.2). Si la desviación esmayor al 5 %, se calibra nuevamente el sistemade medición según el apartado 10.1.1 y se de-termina el factor de calibración para luego delensayo (Yf). Se comparan Yi e Yf; el menor deambos se acepta como factor de calibración delmedidor de gas. Si la nueva calibración indica

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que el sistema de medición es inaceptable parael uso, se anula la corrida o bien se utiliza otrométodo aprobado por la Autoridad Regulatoriapara determinar un valor aceptable del volumenmuestreado.

10.1.3 Medidor de gas como patrón de cali-bración

Se puede usar un medidor de gas como patrónde calibración para medir volúmenes en lugar delmedidor húmedo de gas especificado en elapartado 10.1.1.2 siempre que el mismo sea ca-librado y nuevamente calibrado periódicamentede acuerdo a los mismos procedimientos esta-blecidos en la IRAM 29234 teniendo en cuentalas siguientes excepciones:

a) el medidor de gas se calibra contra un me-didor húmedo de gas con una capacidad de1 L/vuelta o 3 L/vuelta y con una precisióndel 1 %;

b) el medidor de gas se calibra a un caudal de1 L/min;

c) la consola de medición del tren de muestreode la presente norma se calibra al mismocaudal.

10.2 Sensores de temperatura

Se calibran contra un termómetro de mercurio devidrio.

10.3 Caudalímetro

El caudalímetro no necesita ser calibrado, peroes conveniente limpiarlo y mantenerlo según lasinstrucciones del fabricante.

10.4 Barómetro

Se calibra contra un barómetro de mercurio.

10.5 Solución patrón de bario

Se normaliza la solución de perclorato de bario ola solución de cloruro de bario con 25 ml de so-lución patrón de ácido sulfúrico 0,01 N a la quese le han agregado 100 ml de isopropanol100 %. Se realiza la valoración por duplicado. Secalcula la normalidad utilizando el promedio de

las valoraciones por duplicado cuando el valor deéstas coincidan dentro del 1 % o de 0,2 ml(adoptar el mayor de ambos).

11 PROCEDIMIENTO ANALÍTICO

11.1 Verificación de ausencia de pérdidas demuestra

Se registra el nivel del líquido en el recipiente pa-ra determinar pérdidas de muestra durante eltransporte; se registra esta observación en laplanilla de datos. Si se verifica una cantidad sig-nificativa de pérdida se procede a anular lamuestra o bien a aplicar algún otro método (su-jeto a la aprobación de la Autoridad Regulatoria)para corregir el valor final.

11.2 Análisis de la muestra

11.2.1 Se transfieren los contenidos de los re-cipientes de almacenamiento a un matraz volu-métrico de 100 ml, se diluye hasta exactamente100 ml con agua y se mezcla la muestra dilui-da.

11.2.2 Se pipetea una alícuota de 20 ml demuestra diluida en un Erlenmeyer de 250 ml y seagregan 80 ml de isopropanol al 100 % y entre 2y 4 gotas de indicador Thorin. Se agita la solu-ción y se valora hasta punto final color rosautilizando solución patrón de bario 0,0100 N.

11.2.3 Se repiten los procedimientos del aparta-do 11.2.2 y se promedian los volúmenesvalorados. Se corre un blanco con cada serie demuestras. Los replicados de las valoraciones de-ben coincidir dentro del 1 % o 0,2 ml (adoptar elmayor de ambos).

NOTA: Durante todo el tiempo, debe protegerse la soluciónpatrón de bario 0,0100 N de la evaporación.

11.3 Análisis de las muestras de auditoría

11.3.1 Cuando esta norma se utiliza para anali-zar muestras con el fin de demostrar laconformidad con las regulaciones, de fuentes deemisión, debe analizarse una muestra de audito-ría si está disponible.

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11.3.2 Se analizan con la misma metodologíatanto la muestra de auditoría como la muestra deconformidad, para así evaluar la técnica del ana-lista y la preparación de los patrones.

11.3.3 Se deben emplear idénticos agentesreactivos, sistema analítico y analista tanto paralas muestras de conformidad como para lasmuestras de auditoría. Si esta condición se cum-ple, no se exige repetir los ensayos con lasmuestras de conformidad y de auditoría para lamisma Autoridad Regulatoria, por un período de30 días.

11.4 Resultados de las muestras de auditoría

11.4.1 Se calculan las concentraciones de lasmuestras de auditoría y se presentan los resulta-dos utilizando las instrucciones que se proveencon las mismas.

11.4.2 Se informan los resultados de las mues-tras de auditoría y de las muestras dedeterminación de conformidad con su número deidentificación y el nombre del analista ante laAutoridad Regulatoria responsable. Esta infor-mación se incluye con los informes de cualquierotro análisis de conformidad subsecuente que serealizare para la misma Autoridad Regulatoriadentro de un período de 30 días.

11.4.3 Las concentraciones de las muestras deauditoría obtenidas por el analista debe coincidircon una tolerancia ± 5 % de la concentraciónreal. Si no se cumple esta especificación, sedeberán analizar nuevamente las muestras deconformidad y las de auditoría incluyéndose enel informe los resultados de ambos análisis.

11.4.4 Si los resultados de la auditoría no afec-tan la conformidad con las regulaciones o bien lafuente emisora no es alcanzada por la regula-ción, la Autoridad Regulatoria puede dejar sinefecto el requerimiento de un nuevo análisis asícomo posteriores auditorías y aceptar los resul-tados de la verificación de conformidad aunqueno se cumpla la especificación del ± 5 %. Hastatanto se resuelva la disconformidad anterior, laAutoridad Regulatoria puede utilizar los datosdisponibles para determinar la conformidad o node la fuente emisora.

12 ANÁLISIS DE DATOS Y CÁLCULOS

Se llevan a cabo los cálculos, reteniendo una ci-fra significativa extra como mínimo respecto delos datos adquiridos. Se efectúa redondeo denúmeros después del cálculo final.

12.1 Nomenclatura

Ca = concentración real de SO2 en la mues-tra de auditoría mg/N m3

Cd = concentración determinada en la mues-tra de auditoría, mg/N m3

CSO2 = concentración de SO2 en base secacorregida a condiciones normales,mg/N m3

N = normalidad de la solución de patrón debario valorante, meq/ml

Pbar = presión barométrica, mm de columnade Hg

Pstd = presión absoluta normal, 760 mm decolumna de Hg

RE = error relativo de aseguramiento de ca-lidad de la muestra de auditoría,porcentaje

Tm = promedio de temperatura absoluta delmedidor de gas, K

Tstd = temperatura absoluta normal, 273 K

Va = volumen valorado de alícuota de mues-tra, ml

Vm = volumen de gas seco tal cual lo indica elmedidor de gas, m3

Vm(std) = volumen de gas seco medido con elmedidor de gas corregido a condicionesnormales, N m3

Vsol = volumen total de solución en el que lamuestra de SO2 está contenida, 100 ml

Vt = volumen de la solución patrón de bariovalorante utilizado para la muestra, ml

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Vtb = volumen de la solución de bario patrónvalorante utilizado para el blanco, ml

Y = factor de calibración del medidor de gas

12.2 Volumen de muestra de gas seco corregidoa condiciones normales

m

barm1

stdm

barstdmm(std) T

PVYK

PT

PTYVV

⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅⋅

= (1)

siendo:

K1 0,3594 K/mm de columna de Hg enunidades métricas.

12.3 Concentración de SO2

m(std)

a

soltbt2

SO V

V

V)V(VNK

C2

⋅−⋅⋅

= (2)

siendo:

K2 32,03 mg SO2/meq en unidades métri-cas.

12.4 Error relativo para muestras de auditoríade aseguramiento de la calidad

( )a

ad

C

CC100RE

−⋅= (3)

13 DESEMPEÑO DEL MÉTODO

Intervalo

El límite mínimo detectable del método ha sidodeterminado en 3,4 mg de SO2/m

3. A pesar deque no se ha establecido el límite superior, losensayos han mostrado que concentraciones de80 000 mg/m3 (80 g/m3) de SO2 pueden ser co-lectadas eficientemente a un caudal de 1 L/mindurante 20 min en dos mini impactadores, cadauno conteniendo 15 ml de H2O2 3 %. Basándoseen cálculos teóricos el límite superior de concen-

tración en una muestra de 20 L es alrededor de93 300 mg/m3.

14 PROCEDIMIENTOS ALTERNATIVOS

14.1 Nomenclatura

La misma que en el apartado 12.1 con los agre-gados siguientes:

Bwa = vapor de agua en aire ambiente, propor-ción en volumen

Ma = masa molar relativa del aire ambientesaturado a la temperatura del impactador,g/mol

Pc = lectura de vacío en la entrada obtenidadurante la corrida de calibración, mm decolumna de Hg

Psr = lectura de vacío en la entrada obtenidadurante la corrida de muestra, mm decolumna de Hg

Qstd = caudal volumétrico a través del orificiocrítico, m3/min

stdQ = promedio de caudales de las corridas decalibración antes y luego del ensayo,m3/min

Tamb = temperatura del aire ambiente absoluta,K

Vsb = volumen de gas que mide el medidor deburbuja de jabón, corregido a condicionesnormales, N m3

θ = tiempo de recorrido de la burbuja de ja-bón, min

θs = tiempo, min

14.2 Orificios críticos para la medición devolumen y caudal

Se puede utilizar un orificio crítico en lugar delmedidor de gas especificado en el apartado

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6.1.1.10, siempre que se lo seleccione, calibre yutilice como se señala a continuación:

14.2.1 Preparación del tren de muestreo

Se arma el tren de muestreo como se muestraen la figura 2. El caudalímetro y el tanque com-

pensador son opcionales pero son recomen-dados para poder detectar cambios en el caudal.

NOTA: Los orificios críticos pueden adaptarse al tren demuestreo de la IRAM 29238 de la siguiente manera: se co-locan obturadores de suero tipo manga en dos unionesreductoras. Se inserta la aguja en los obturadores como semuestra en la figura 3.

Figura 2 - Tren de muestreo para SO2 utilizando un orificio crítico

Figura 3 - Adaptación del orificio crítico para el tren de muestreo de la presente norma

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14.2.2 Selección de orificios críticos

14.2.2.1 El procedimiento que sigue describe eluso de agujas hipodérmicas y tubos aguja deacero inoxidable que se consideran adecuadospara usarlos como orificios críticos. Se puedeusar otros materiales y diseño de orificios críti-cos, siempre que se comporten comoverdaderos orificios críticos (por ejemplo, que sepueda tener un vacío crítico) según se describeen este apartado. Se selecciona un orificio críticoque esté dimensionado para operar al caudaldeseado. El tamaño de las agujas y la longitudde los tubos se muestran en la tabla 1 donde seobservan los caudales aproximados asociados.

Tabla 1 - Caudales aproximados paravarios tamaños de agujas

Tamaño dela aguja(calibre)

Longitud dela aguja

(cm)

Caudal(ml/min)

21 7,6 1 100

22 2,9 1 000

22 3,8 900

23 3,8 500

23 5,1 450

24 3,2 400

14.2.2.2 Se determina que el orificio crítico seaadecuado y produzca el vacío operativo apropia-do como se indica a continuación: cuando seaaplicable, se adosa temporariamente un cauda-límetro y un tanque compensador a la salida deltren de muestreo si es que el equipo no lo posee.Se enciende la bomba y se ajusta la válvula paradar una lectura de vacío de alrededor de la mitadde la presión atmosférica. Se observa la lecturadel caudalímetro. Se incrementa el vacío lenta-mente hasta que se obtenga una lectura estableen el caudalímetro.

Se registra el vacío crítico que es el primer valorestable de vacío que alcanza el caudalímetro.

Los orificios que no alcanzan el valor crítico nodeben ser usados.

14.2.3 Procedimientos de campo

14.2.3.1 Procedimiento de verificación de au-sencia de pérdidas

Si bien no es obligatorio, se recomienda efectuaruna verificación de ausencia de pérdidas antesde llevar a cabo la corrida de muestreo. El pro-cedimiento es como sigue: se adosa temporaria-mente un rotámetro (por ejemplo, 0-40 ml/min) yun tanque compensador apropiados o bien, unmedidor de burbuja de jabón y un tanque com-pensador a la salida de la bomba. Se tapa laentrada de la sonda y se lleva hasta un vacío de250 mm de columna de Hg como mínimo y seregistra el caudal indicado por el rotámetro o elmedidor de burbuja. No se acepta un caudal depérdida mayor al 2 % del caudal promedio demuestreo ( stdQ ). Cuidadosamente, se libera eltapón de entrada de la sonda antes de apagar labomba.

14.2.3.2 Determinación de humedad

En el sitio donde se realizará el muestreo, antesde llevar a cabo el ensayo, se determina el por-centaje de humedad presente en el aireambiente utilizando las temperaturas de bulbohúmedo y bulbo seco, o si es apropiado, un me-didor de humedad relativa.

14.2.3.3 Calibración de los orificios críticos

En el sitio donde se realizará el muestreo, antesde llevar a cabo el mismo, se calibra el tren demuestreo completo (por ejemplo, se determina elcaudal del tren de muestreo cuando se opera encondiciones críticas).

Se adosa un medidor de burbujas de jabón de500 ml a la entrada de la sonda y se opera eltren de muestreo a una presión de vacío en lasalida de 25 a 50 mm de columna de Hg por en-cima del vacío crítico. Se registra la informacióndetallada en la figura 4.

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Fecha:Tamaño de orificio crítico:

Número de identificación de tren:Vacío crítico:

Antes del ensayo Luego del ensayo

Volumen del medidor deburbuja de jabón

cm3

Vsb m3

sTiempo, θ

min

Presión barométrica, Pbar mm de columna de Hg

Temperatura ambiente, tamb °C

Entrada de vacío, Pc mm de columna de Hg

Salida de vacío mm de columna de Hg

Vs(std) m3

Caudal, Qstd m3/min

Figura 4 - Planilla de calibración del orificio crítico

Se calcula el volumen normal de aire a partir delvolumen medido por el medidor de burbuja dejabón con la ecuación 4 y se calcula el caudalvolumétrico normal con la ecuación 5.

stdamb

barstdsbsb(std) PT

PTVV

⋅⋅⋅

= (4)

θ= )(stdsb

std

VQ (5)

14.2.3.4 Muestreo

14.2.3.4.1 Se opera el tren de muestreo con elmismo valor de vacío utilizado durante la corridade calibración. Se ponen en funcionamiento elreloj y la bomba simultáneamente. Se tomanlecturas (temperatura, caudal, vacío en la entra-da y vacío en la salida) cada 5 min comomínimo. Al final de la corrida de muestreo, sedetienen el reloj y la bomba simultáneamente.

14.2.3.4.2 Se lleva a cabo una corrida decalibración luego del ensayo utilizando elprocedimiento de calibración establecido en elapartado 14.2.3.3. Si los valores Qstd obtenidosantes y después del ensayo difieren en más del5 %, se anula la corrida; de lo contrario, secalcula el volumen de gas a partir del volumende gas medido con el orificio crítico utilizando laecuación 6.

)P(P

)P(P)B(1QV

cbar

srbarwasstdm +

+⋅−⋅θ⋅= (6)

14.2.3.4.3 Si la diferencia porcentual entre lamasa molar del aire ambiente en condiciones desaturación y la muestra de gas es mayor a± 3 %, entonces la masa molar de la muestra degas debe considerarse en los cálculos utilizandola ecuación 7.

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)P(P

M

M)P(P)B(1Q

Xcbar

s

asrbarwasstd

(std) +

⋅+⋅−⋅θ⋅

= (7)

NOTA: No es necesaria efectuar una verificación de ausen-cia de pérdidas luego del ensayo ya que los resultados de lacorrida de calibración luego del ensayo indican si existe al-guna pérdida.

14.2.3.4.4 Se vacía el baño de hielo y se purgael tren de muestreo utilizando el procedimientodescripto en el apartado 8.3.4.

14.3 Eliminación de la interferencia del amo-níaco

Los siguientes procedimientos alternativos debenser utilizados, además de aquellos especificadosen esta norma, cuando la fuente de emisióncontenga amoníaco.

14.3.1 Muestreo

La sonda debe mantenerse a 275 °C y equipadacon un filtro (de fibra de vidrio) de alta eficienciapara retener el material particulado interior a lachimenea o conducto de evacuación. El materialdel filtro no debe reaccionar con el SO2. Cuandohay presencia de material particulado alcalino yhumedad condensada en la corriente gaseosa,el filtro debe ser calentado por encima del puntode rocío de la mezcla húmeda pero por debajode 225 °C.

14.3.2 Recuperación de la muestra

Se recupera la muestra según el apartado 8.4excepto en lo que hace al descarte del contenidodel miniburbujeador. Se adiciona el contenido delburbujeador incluyendo los enjuagues del mismocon agua a un frasco de polietileno separado delresto de la muestra. Bajo condiciones normalesde ensayo, cuando no haya presencia significati-va de SO3, el operador puede optar por eliminarel miniburbujeador del tren de muestreo. Si sedesea conocer aproximadamente la concentra-ción de SO3 se transfiere el contenido delminiburbujeador a un frasco de polietileno apar-te.

14.3.3 Análisis de la muestra

Se siguen los procedimientos establecidos en losapartados 11.1 y 11.2 excepto que se adicionan0,5 ml de HCl 0,1 N al erlenmeyer y se mezclanantes de adicionar el indicador. El siguiente pro-cedimiento de análisis puede ser usado paraobtener una aproximación de la concentraciónde SO3. La exactitud de la concentración calcu-lada depende de la relación NH3/SO2 y del nivelde oxígeno presente en la corriente gaseosa.Una fracción del SO2 se cuenta como SO3, au-mentando ésta cuando la relación NH3/SO2 y lacantidad de oxígeno presentes en la muestra seincrementen. Generalmente, cuando esta rela-ción es menor o igual a 1 y la cantidad deoxígeno es de alrededor del 5 %, se consideramenos del 10 % del SO2 como SO3. Se analizanlas porciones de muestra de H2O2 y de isopropa-nol por separado. La porción de H2O2 se analizasegún lo descripto anteriormente. El SO3 se de-termina por diferencia utilizando valoraciónsecuencial de la porción de isopropanol en lamuestra. Se transfiere el contenido del recipientede almacenamiento de isopropanol a un matrazvolumétrico de 100 ml y se diluye exactamentehasta 100 ml con agua. Se extrae con la pipetade un aforo una alícuota de 20 ml de esta solu-ción colocándola en un erlenmeyer de 250 ml, seagregan 0,5 ml de HCl 0,1 N, 80 ml de isopropa-nol al 100 % y entre 2 y 4 gotas de indicadorThorin.

Se valora hasta un punto final rosa utilizandosolución de perclorato de bario 0,0100 N. Se re-pite la operación y se promedian los volúmenesde valoración que coinciden dentro del 1 % o0,2 ml (adoptar el mayor de ambos). Se utilizaeste volumen obtenido en la ecuación 2 paradeterminar la concentración de SO3. Del matrazque contiene el remanente de la muestra de iso-propanol, se toman alícuotas de 20 ml colocán-dolas en erlenmeyers de 250 ml para determinarla fracción de SO2 colectada en el burbujeador.Se agregan 5 ml de H2O2 al 3 %, 100 ml de iso-propanol al 100 % y 2 a 4 gotas del indicadorThorin, y se valora como se señaló anterior-mente. De este volumen de valorante, se resta elvolumen empleado para el SO3 y se suma el vo-lumen empleado para la porción de peróxido.Este volumen final es el de perclorato de barioempleado para la muestra de SO2, Vt.

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Anexo A(Informativo)

Bibliografía

En el estudio de esta norma además de los datos y experiencias aportados por miembros delSubcomité de Calidad del Aire, se ha tenido en cuenta el antecedente siguiente:

(1) USEPA (United States Environmental Protection Agency) Method 6 - Determination of SulphurDioxide Emissions from Stationary Sources, 2000.

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Anexo B(Informativo)

El estudio de esta norma ha estado a cargo de los organismos respectivos, integrados en la formasiguiente:

Subcomité de Calidad del Aire - Fuentes Fijas Buenos Aires

Integrante Representa a:

Ing. Héctor BAJANO CNEAIng. Jorge Luis CEBALLOS CONSULTORA EMPRENDERTco. Qco. Adrián DI LELLO CITEFASr. Fernando GÓMEZ LABORATORIO INDUSERIng. Bernarda MANCUELLO UTNIng. Juan Carlos PONZIO CENTRAL DOCK SUDSr. Mario QUAGLIA SAyDSIng. Gustavo RATTO CONSULTORIng. Carlos SACAVINI INTILic. Cecilia SOTELO CONSULTORALic. Daniel Alberto VALDÉS INTILic. Gabriel VALERGA LABORATORIO INDUSERIng. Natalia DRAULT IRAMIng. Alejandro FARINA IRAMIng. Luis TRAMA IRAM

Comité General de Normas (C.G.N.)

Integrante Integrante

Dr. Víctor ALDERUCCIO Dra. Irene DASSOLic. Vicente BIANCHI Dr. Augusto GÓMEZ VILCHESDr. José M. CARACUEL Dr. Federico GUITARLic. Alberto CERINI Sr. Ángel TESTORELLIDr. Néstor P. CID Ing. Raúl DELLA PORTADr. Álvaro CRUZ

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IRAM 29238:2003

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ICS 13.040.40* CNA 00.00

* Corresponde a la Clasificación Nacional de Abastecimiento asignada por el Servicio Nacional de Catalogación del Ministerio de Defensa.