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ESTUDIO COMPARATIVO PARA LA DETERMINACION DEL POLVO ATMOSFÉRICO SEDIMENTABLE EMPLEANDO LAS METODOLOGÍAS DE TUBO PASIVO Y DE PLACAS RECEPTORAS EN LA CIUDAD UNIVERSITARIA DE SAN MARCOS – LIMA COMPARATIVE STUDY FOR THE DETERMINACION OF THE ATMOSPHERIC DUST SEDIMENTABLE EMPLOYING THE METHODOLOGIES OF PASSIVE PIPE AND OF PLATES RECEPTORAS IN THE UNIVERSITY CAMPUS OF SAN MARCOSS – LIMA

Rubén Marcos, Mileydi Cabrera, Héctor Laos, Dalma Mamani & Andrés Valderrama _____________________________________________________________________________

RESUMEN

En el presente trabajo se realiza el análisis comparativo de resultados de las mediciones de los niveles de concentraciones de polvo atmosférico (PS) obtenidas mediante dos metodologías validadas; la primera validada por DIGESA, denominada “tubo pasivo” y la segunda polvo atmosférico sedimentable (PAS) validada por SENAMHI denominada “placas receptoras”, para el trabajo experimental se ubican estaciones de monitoreo en la ciudad universitaria de la UNMSM, la ubicación de estos puntos, han sido previamente evaluados de acuerdo a los factores que influyen en la medición: velocidad y dirección del viento, humedad relativa, temperatura, densidad poblacional. Los resultados del monitoreo de la concentración de PAS, PS de cada punto obtenidos mediante las dos metodologías; son comparados con el nivel de referencia normado por los límites máximos permisible dado por la OMS, que es de 0.5 mg/cm2/mes. El análisis comparativo permite determinar la estación que presenta la mayor incidencia de concentración de polvo atmosférico sedimentable y polvo sedimentable

ABSTRACT The present work is carried out comparative analysis of results of the measurements of the levels of concentration of atmospheric dust sediments (PAS) obtained through two proven methodologies, the first validated by DIGESA, called "passive tube" and the second called validated by SENAMHI "Plates reception" for the experimental work of monitoring stations are located in the university town of UNMSM, the location of these points have been previously assessed according to factors influencing the measurement: wind speed and direction, humidity relative temperature, population density. The results of monitoring the concentration of PAS each point earned by the two methodologies; are compared with the benchmark regulated by the maximum permissible given by WHO, which is 0.5 mg/cm2/mes. The comparative analysis identifies the station that has the highest incidence of concentration of atmospheric dust sediments (PAS) and dust sediments (PS).

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INTRODUCCION En la actualidad vivimos épocas de crecimiento en donde la actividad del hombre a provocado una serie de efectos negativos en el mundo, actividades que han dado un gran apoyo al desarrollo industrial, económico, agrario, etc., pero también a sido uno de los factores preponderantes en el avance de la Contaminación de la atmósfera del planeta en sus diversas formas. La atmósfera contaminada puede dañar la salud de las personas y afectar a la vida de las plantas y los animales. Pero, además, los cambios que se producen en la composición química de la atmósfera pueden cambiar el clima, producir lluvia ácida o destruir la capa de ozono, fenómenos todos ellos de una gran

importancia global. Por este motivo el presente estudio trata de determinar el método más eficiente a través del método pasivo para medir las los niveles de concentración a través de las metodologías de las “partículas atmosféricas sedimentables (PAS) con placas receptoras de vidrio untados con vaselina, y “partículas sedimentables” (PS), con tubos pasivos (recolección por jarras).

PLANTEAMIENTO DE ESTUDIO El estudio realizará la comparación de dos metodologías: la primera de tubos pasivos (jarras) y la segunda de placas receptoras (placas de vidrio); se realizará el análisis de los niveles de concentración de polvo atmosférico sedimentable, polvo sedmientable


que se encuentran en la ciudad universitaria de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, para poder determinar las zonas de mayor nivel de concentración de PAS Y PS siguiendo los procedimientos determinados por ambas metodologías, las cuales se evaluará con la información recopilada de los parámetros meteorológicos, densidad de personas y de la ubicación respecto de la cercanía a las grandes avenidas que rodean la ciudad universitaria, dentro de esta se ubicarán 6 puntos de monitoreo que nos permitan la toma de datos experimentales de los niveles de la concentración de PAS en el aire. Estos valores en promedio serán comparados con el valor referencial de 0.5 mg/cm2/mes que nos da la Organización Mundial De La Salud (OMS), entidad que establece los límites máximos permisibles de la calidad del aire y su impacto sobre la salud humana. Se realizara también el análisis fluodinámico del aire para las muestras mas representativas en ambas metodologías, con ello se comprenderá como las partículas se depositan en las estaciones. El proyecto prevé las siguientes etapas: 1 Etapa.- Selección de las estaciones de monitoreo Para ambas metodologías se tomarán las mismas consideraciones en la instalación de las estaciones y estas son: 1. Cantidad de la población universitaria. 2. Lugar de emplazamiento de la estación que debe

de estar libre de obstáculos (edificaciones en el entorno inmediato, de áreas con árboles, de tendederos), u otras fuentes de contaminación que puedan ocasionar perturbaciones serias de los valores obtenidos.

3. Las estaciones de tubos pasivos estarán instaladas a una altura de 1.50m y las placas receptoras a 1.5m sobre el nivel del suelo; estas últimas son ubicadas de a Sur (S) a Norte (N) / Fuente: SENMAHI

2 Etapa.- Instalación de las instalaciones, para los tubos pasivos y para las placas receptoras. 1. De Tubos Pasivos 1. Antes de ser expuestos el frasco de muestreo,

serán lavados con detergente, luego de estar expuesto en el ambiente se hará un lavado con agua destilada.

2. En el campus se ubicará los frascos de PVC. en cada estación antes ya instalada en los puntos de monitoreo cada uno de ellos serán previamente codificados para su análisis respectivo

2. De Placas Receptoras • Antes de ser colocada las placas receptoras, se

hará la limpieza previa, luego se untará uniformemente con vaselina con ayuda de una paleta y empleando guantes, posteriormente se realizará el codificado y pesado inicial de las placas receptoras en la balanza electrónica.

Para ambas metodologías se medirán lo siguiente: 1. La concentración de material particulado de

polvo por un periodo de 1 mes. 2. Se harán anotaciones sobre eventos que ocurran

en las estaciones alrededor del mes ya que estas afectan los resultados obtenidos.

3. Se instalará una estación meteorológica DAVIS (WEATHER WIZARD III) donde se medirá la velocidad y dirección del viento durante 4 meses de estudio en la EAP ingeniería MECÁNICA DE Fluidos.

3 Etapa.- Análisis de laboratorio Al término del periodo de exposición se recogerán las muestras, estas se someterán al análisis en el laboratorio del Instituto de investigación de ciencias Físicas por cada una las muestras obtenidas por ambas metodologías antes mencionadas; se empleará el método gravimétrico. 1. Para los tubos pasivos las muestras serán

llevados al laboratorio sellados herméticamente para evitar los errores que generen en su traslado, posteriormente pasa por una serie de pasos a seguir de acuerdo a su metodología, obteniendo posteriormente la concentración requerida para el estudio.

2. Para las placas receptoras de muestreo se llevarán al laboratorio para ser pesadas cuidadosamente en la balanza analítica y anotadas en la bitácora de campo de acuerdo al orden establecido en cada estación, teniendo en cuenta las condiciones del medio ambiente en que se realizan las mediciones, el laboratorio deberá permanecer cerrado, evitando cualquier influencia externa que pueda alterar la medición. Para tener así calidad de los datos obtenidos.

Para ambas metodologías • Con los datos de concentración de polvo

atmosférico, se evaluarán los valores de los niveles de concentración en los puntos de monitoreo mediante métodos estadísticos se analizará también los valores extremos (máximo, mínimo), para luego hacer una comparación con la norma internacional vigente de la OMS (0.5 mg/(cm2/mes)).

• Mediante la estación meteorológica obtendremos los valores de los parámetros meteorológicos (temperatura, velocidad del aire, humedad relativa, dirección del viento), solo en un punto estratégico de las estaciones antes referidas.

• En la modelación numérica para cada punto de las estaciones se necesita los datos meteorológicos; se empleara dos softwares libres llamados NAVIER2D y MESH2D los cuales se accedieron por Internet así también conocimientos en el lenguaje de programación Matlab 6.5. Empezaremos por delimitar los puntos de cada


estación. Posteriormente se hace un programa extra que contenga puntos que delimiten la estación, en el cual utilizaremos el MESH2D (se construirá la malla de cada estación). Al terminó de la malla, está se lleva al programa de NAVIER2D, ejecutándolo siguiendo cada paso de acuerdo a su manual.

4 Etapa.- Se concluirá con el Informe Técnico detallado que contenga: • Cálculo de la eficiencia de cada método; analizar

a que se debe los factores de diferencias en ambas.

• En el modelamiento de los puntos de las estaciones se observará el comportamiento del flujo de aire, factor importante en la concentración del polvo atmosférico sedimentable

• Datos meteorológicos en cada punto o estación. • Se anotarán los daños que sufriesen las

estaciones durante el mes de exposición. Se hará una selección entre todas las muestras de concentración de PAS, para ser llevadas al laboratorio de Espectrofotometría de absorción atómica para conocer qué tipos de componentes contiene las muestras.

FORMULACION DE OBJETIVOS OBJETIVO

• Encontrar la metodología más eficiente, económica, manejable, para la localización de puntos de monitoreo que sirvan como base para posteriores estudios de calidad de aire de mayor envergadura.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Hallar la concentración de polvo atmosférico sedimentable en los distintos puntos de la ciudad universitaria de San Marcos; utilizando ambas metodologías y encontrar la zona de mayor concentración de PAS.

• Hacer un análisis fluodinámico en ambas estaciones, para cada punto de monitoreo, que explique la interacción de los sedimentos, el aire al contacto con las estaciones.

FORMULACIÓN DE HIPOTESIS

• Como consecuencia de la ejecución de obras de construcción alrededores de la ciudad universitaria existirán altos niveles de concentración de PAS.

• La ciudad universitaria de San Marcos está rodeada de avenidas de alto flujo vehicular, que emiten material particulado en forma de hollín, monóxido de carbono, etc.

• La dirección y velocidad del viento por la ubicación de la ciudad universitaria de San Marcos que está a 4 km. del mar

• Existe mayor captación de concentración de PAS en los tubos pasivos que en las plataformas debido a que este tipo mayor área en contacto que las plataformas.

MARCO TEORICO Se definen a continuación aspectos que tienen que ver con el trabajo de investigación: • Partículas.- Contaminantes generados por

procesos extractivos, transporte, concentración, fundición, refinería y comercialización de la actividad minera; quema de combustibles fósiles; emisiones volcánicas; polen de la fase de floración de las plantas; fotoquímica de gases contaminantes primarios, etc. De las diferentes fracciones de partículas, las más finas son las más dañinas por su rápida penetración y permanencia en el sistema respiratorio, específicamente a nivel de los alvéolos pulmonares.

• Polvo Atmosférico Sedimentable (PAS) o

Polvo Sedimentable PS.- Constituido por partículas contaminantes sólidas de un diámetro equivalente mayor o igual a 10 micras (D≥10µ); tamaño y peso que está dentro de la influencia de la fuerza de atracción gravitatoria terrestre (gravedad), por lo que sedimentan y se depositan en forma de polvo en las diferentes superficies (edificios y objetos en general de exteriores e interiores, áreas verdes, avenidas y calles con o sin asfalto), desde donde vuelven a ser inyectados al aire por los llamados flujos turbulentos de las zonas urbanas; de este grupo de partículas, las más finas son las más peligrosas ya que tienen una mayor capacidad de penetración en el sistema respiratorio.

• Método Pasivo.- Caracterizado porque no utilizan bombas para la succión del aire y colectan un contaminante específico por medio de su adsorción y absorción en un sustrato químico seleccionado. Después de su exposición durante un apropiado período de muestreo, que varía desde un par de horas hasta un mes, la muestra se regresa al laboratorio, donde se realiza la recuperación del contaminante y después se analiza cuantitativamente.

• Método Gravimétrico.- Método analítico

cuantitativo en el cual la determinación de las sustancias, se lleva a cabo por una diferencia de pesos. Existen métodos para conocer la concentración de una muestra en solución, que llevan a cabo precipitaciones de la muestra por medio de la adición de un exceso de reactivo y otros en los que directamente se pesa el material colectado en el filtro. En este último, se determina la masa, pesando el filtro antes y después del muestreo con una balanza a temperatura y humedad relativa controladas.

• Monitoreo.- Medir. Incluye a todas las

metodologías diseñadas para muestrear, analizar y procesar en forma continua las concentraciones

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de sustancias o de contaminantes presentes en el aire en un lugar establecido y durante un tiempo determinado

• Estaciones de Muestreo.- Emplazamdeterminado para la instalación de un sistema de equipos e instrumentos de muestreo periódico y/o aperiódico o el monitoreo continuo de la calidad del aire.

• Norma de Calidad Ambiental o Nivel

Referencial.- Dato numérico adoptado para usarse como marco de referencia con el cual se comparan las mediciones ambientales con el propósito de interpretarlas.

Normas Nacionales

En el Perú no se presenta ninguna norma o ley con respecto a los límites máximos permisibles para

polvo sedimentable, Sin embargo instituciones como DIGESA Y SENAMHI cogen normas de OMS para

establecer estudios de monitoreo

Institución Tiempo

promedio

Limites Máximo-

mg/cm2/30 días,

DIGESA Dirección General de salud

ambiental

30 días 0.5

SENAMHI Servicio

Nacional de Meteorología e

Hidrografía

30 días 0.5

Tabla Nº 1Comparación de metodologías según sus normas Normas a Nivel Internacional En la tabla siguiente se presenta estándares de calidad de aire para el estudio de polvo sedimentable, cada país tiene una norma reglamentada cuyos límites se muestra a continuación cuyos los valores establecidos en cada país se debe a su ubicación y zona geográfica.

País Tiempo

promedio

Limites Máximo

mg/cm2/30 días

Argentina 30 días 1

suiza 30 días 0.6

Cota Rica 30 días 1

Ecuador 30 días 1

Colombia 30 días 1

Chile 30 días 0.5

México 30 días 1

Fuente: Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria CEPIS

PROCEDIMIENTO Y CÁLCULO1. FÓRMULAS EMPLEADAS Las partículas de polvo atmosférico sedimentable


de sustancias o de contaminantes presentes en el aire en un lugar establecido y durante un tiempo

Emplazamiento físico determinado para la instalación de un sistema de equipos e instrumentos de muestreo periódico y/o aperiódico o el monitoreo continuo de la

Norma de Calidad Ambiental o Nivel Dato numérico adoptado para

omo marco de referencia con el cual se comparan las mediciones ambientales con el

En el Perú no se presenta ninguna norma o ley con respecto a los límites máximos permisibles para

mbargo instituciones como DIGESA Y SENAMHI cogen normas de OMS para

establecer estudios de monitoreo

Técnica Método

Gravimétrico estudio de polvo

sedimentable (jarras)

Gravimétrico estudio de polvo

sedimentable, (jarras),polvo atmosférico

sedimentable (Placas de vidrio)

Tabla Nº 1Comparación de metodologías según sus

En la tabla siguiente se presenta estándares de calidad de aire para el estudio de polvo sedimentable, cada país tiene una norma reglamentada cuyos límites se muestra a continuación cuyos los valores establecidos

cada país se debe a su ubicación y zona

/30 días Técnica

Gravimetría

Gravimetría

Gravimetría

Gravimetría

Gravimetría

Gravimetría

Gravimetría

Centro Panamericano de Ingeniería Sanitaria

PROCEDIMIENTO Y CÁLCULO

Las partículas de polvo atmosférico sedimentable

estarán en unidades de miligramos entre centímetros cuadrados en 1 mes, en ambas metodologías se calcularán de la siguiente manera:Para el caso de las placas receptoras

Los parámetros requeridos son el Peso inicial (Pinicio), este es después de salir de laboratorio. - Peso final (Pfinal), este es después de estar

expuesta la placa de vidrio durante el mes de muestreo,

- Área, es la superficie total de la placa, ancho por largo.

- El mes que permanece constante. Para el caso de los tubos pasivos

- Wn, Peso neto del material recogido (

durante 1 mes - S, Superficie útil de la boca del frasco (cm- El mes que permanece constante. 2. PLANIFICACIÓN PARA EL MONITOREO.Etapa 1 Ubicación Geográfica de la zona de Estudio El estudio se realizo en la ciudad universitaria de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima Perú; que se encuentra ubicado en el distrito del Cercado, provincia y departamento de Lima, con coordenada UTM latitud 12º03’20’’S longitud 77º 04’ 57” O, con un área aproximada de 10 hectáreas, siendo sus linderos los siguientes, respecto al plano de ubicación: * Por el norte: Con la Av. Oscar R. Benavides. * Por el este: Con la Av. Germán Amezaga.* Por el sur: Con la Av. Venezuela.* Por el oeste: Con Propiedad del INC, Terrenos de Terceros. Que cuenta con una población estudiantil aproximada de 29,000 estudiantes en pregrado y 5,000 en postgrado.

Figura Nº1 Fotografía Satelital extraída de Google

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miligramos entre centímetros cuadrados en 1 mes, en ambas metodologías se calcularán de la siguiente manera: Para el caso de las placas receptoras

), este es después de salir de

), este es después de estar expuesta la placa de vidrio durante el mes de

Área, es la superficie total de la placa, ancho por

constante.

Para el caso de los tubos pasivos

Wn, Peso neto del material recogido (mg)

S, Superficie útil de la boca del frasco (cm2) El mes que permanece constante.

EL MONITOREO. Etapa 1 Ubicación Geográfica de la zona de

El estudio se realizo en la ciudad universitaria de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima

encuentra ubicado en el distrito del Cercado, provincia y departamento de Lima, con coordenada UTM latitud 12º03’20’’S longitud 77º 04’ 57” O, con un área aproximada de 10 hectáreas, iendo sus linderos los siguientes, respecto al plano

: Con la Av. Oscar R. Benavides. Con la Av. Germán Amezaga.

: Con la Av. Venezuela. : Con Propiedad del INC, Terrenos de

Que cuenta con una población estudiantil aproximada estudiantes en pregrado y 5,000 en post-

Fotografía Satelital extraída de Google


Eart de UNMSM Etapa 2 Determinación del Número de puntos de monitoreo Para determinar los puntos a instalar los muestradores se tuvo en cuenta lo siguiente:

a. Los puntos de mayor flujo de personasb. La cantidad de población universitaria por

cada Facultad c. Seguridad de los puntos de monitoreo

2.1. Monitoreo del flujo de personas.selección de puntos de monitoreo se toma como referencia 31 puntos iníciales, que se monitorean por 2 días, con una frecuencia de 10 -posteriormente se contabilizó la cantidad de personas que transitaban por cada punto en la hora de mayor afluencia durante el día. los resultados se muestran en la tabla adjunta (anexo Nº1) El análisis de los datos permite determinar los valores más representativos para ubicar los puntos de monitoreo a establecerse para los ensayos experimentales, dichos resultados se muestran en el gráfico siguiente:

Figura Nº2: Es la comparación entre el flujo de Personas promedio por minuto que circulan en los diferentes puntos de monitoreo. 2.2 Condiciones Meteorológicas.evaluación de las condiciones meteorológicas de la Zona CIUDAD UNIVERSITARIA se ha utinformación como: - Dirección y velocidad del viento en lima donde predominan vientos en dirección norte


Etapa 2 Determinación del Número de puntos de

Para determinar los puntos a instalar los muestradores

Los puntos de mayor flujo de personas La cantidad de población universitaria por

Seguridad de los puntos de monitoreo

2.1. Monitoreo del flujo de personas.- Para la selección de puntos de monitoreo se toma como

íciales, que se monitorean por - 15 minutos,

posteriormente se contabilizó la cantidad de personas que transitaban por cada punto en la hora de mayor

los resultados se muestran en

El análisis de los datos permite determinar los valores más representativos para ubicar los puntos de monitoreo a establecerse para los ensayos experimentales, dichos resultados se muestran en el

Figura Nº2: Es la comparación entre el flujo de Personas promedio por minuto que circulan en los

2.2 Condiciones Meteorológicas.- Para la evaluación de las condiciones meteorológicas de la Zona CIUDAD UNIVERSITARIA se ha utilizado la

Dirección y velocidad del viento en lima donde

Fig. Nº3 Distribución del Viento Anual en LimaCallao

Fuente: SENAMHI Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú

Se realizo una comparación de datos para validar los resultados obtenidos de la estación meteorológica que se encuentra ubicado en la EAP ingeniería Mecánica de Fluidos con la fig Nº3. -Justificación de la Dirección y velocidad del viento en la Ciudad Universitaria de la UNMSM

Fig. Nº4 Hipótesis del Flujo de Dirección de viento en la ciudad universitaria

SE observa en la Fig. Nº 3,4 y 5 que la dirección predominante para zona de la ciudad universitaria es de sur a norte (ver resultados en el anexo

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Distribución del Viento Anual en Lima–

Fuente: SENAMHI Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú

Se realizo una comparación de datos para validar los resultados obtenidos de la estación meteorológica que se encuentra ubicado en la EAP ingeniería Mecánica

Justificación de la Dirección y velocidad del viento Universitaria de la UNMSM

Hipótesis del Flujo de Dirección de viento

en la ciudad universitaria SE observa en la Fig. Nº 3,4 y 5 que la dirección predominante para zona de la ciudad universitaria es de sur a norte (ver resultados en el anexo Nº2)


Fig. Nº5 Distribución del Viento Fuente: Estación meteorológica de la EAP.IMF-UNMSM Luego de hacer el análisis de velocidad y dirección de viento y el monitoreo de flujo de personas se determino la cantidad de puntos las cuales fueron 6 puntos, teniendo en cuenta además que fueron las más representativas, por su fácil puesta en el área y la seguridad que se tiene para el estudio

En la tabla siguiente presentamos los 6 puntos de monitoreo de Polvo Atmosférico Sedimentable, polvos sedimentable.

PTO UBICACION P 1 Frente Cafetería de EAP. Ingeniería

Mecánica de Fluidos P 2 Modulo de Comercio y Servicios

puerta N° 3 P 3 Esquina de la explanada Fac.

Ingeniería Industrial P 4 Esquina de fac. Química / Comedor

provisional P 5 Esquina cancha deportiva de gras

de la huaca P 6 Loza deportiva Fac. Odontología /

Fac. sistemas Tabla Nº2 Puntos de monitoreo a instalar en la ciudad universitaria.

Luego de realizar todos los análisis cuantitativos estadísticos que se muestra en la tabla Nº1 se empezó a localizar los puntos de monitoreo en el mapa de la ciudad universitaria de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos que a se presenta en el Mapa Nº1

MAPA Nº 1 ESTACIONES DE MONITOREO EN LA CIUDAD UNIVERSITARIA DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

ABRIL


CUADRO DE RESULTADOS 1. Análisis de los datos de concentración La evaluación de la comparación de las dos metodologías del polvo atmosférico sedimentable se realizó en el ámbito de la ciudad universitaria. La red fue compuesta de 6 estaciones de muestreo. 1.1 Análisis de los niveles de concentración de

Polvo sedimentable, polvo atmosférico sedimentable desde el 13/05/08 al 14/06/08 (1er mes)

Cuadro N° 1 Resultados del Primer Mes Se observado en el cuadro N° 1 lo siguiente:

1. Que el método de tubos pasivos presenta mayor concentración de material particulado de polvo a comparación de las placas receptoras.

2. El punto 2 ubicado en el Modulo de Comercio y Servicios puerta N°3 supera los límites máximos de concentración a comparación de los demás puntos.

3. Que los puntos 1, 2, 4,6 analizados por la concentración por polvo sedimentable superan los límites máximos permisibles según la OMS

1.1 Análisis de los niveles de concentración de

Polvo sedimentable, polvo atmosférico sedimentable desde el 13/05/08 al 14/06/08 (2do mes)

Cuadro N° 2 Resultados del Segundo Mes

Se observado en el cuadro N° 2 lo siguiente:

1. Que el método de tubos pasivos presenta mayor concentración de material particulado de polvo a comparación de las placas receptoras.

2. El punto 2 ubicado en el Modulo de Comercio y Servicios puerta N°3 supera los límites máximos de concentración a comparación de los demás puntos.

3. Que los puntos 1, 2, 3,4,5,6 analizados por la concentración por polvo sedimentable superan los límites máximos permisibles según la OMS

1.3 Análisis De Comparación de los 2 Meses

1. Se observa que hubo un mayor incremento en la concentración de de material particulado esto se debe principalmente al aumento de la humedad existente por la estación de invierno.

2. El punto 2 ubicado en el Modulo de Comercio y Servicios puerta N°3 supera los límites máximos de concentración a comparación de los demás puntos

3. Siendo el pico más alto el segundo punto de monitoreo con 1.156 mg/cm2/mes con el método de placas receptoras y con 1.586 mg/cm2/mes con el método de tubos pasivos.

4. El cuarto punto de monitoreo sufre un incremento en su concentración y esto se debe principalmente a la cercanía con las obras de construcción que se encuentran en la av. Venezuela y al incremento del tráfico vehicular que se ha generado.

2. análisis de la modelación de las metodologías de tubos pasivos En los siguientes gráficos se hará un análisis de la modelación tanto de los tubos pasivos como de las placas receptoras, esto servirá para poder observar de


cuánto podría variar la concentración de material particulado comparando las dos metodologías. Para la modelación se empleo el programa de Navier 2d y el programa de Matlab. Teniendo en cuenta los siguientes parámetros Velocidad y dirección de viento, altura de los muestradores es de 1.5m sobre el terreno, diámetro de las partículas 2.1.1 Metodología de Tubos pasivos

Fig. 2.1. Vista frontal del tubo pasivo

Fig. 2.2.perfil de velocidades

Fig. 2.3 Zona donde se genera vórtice En esta figura se observa: Dentro de los tubos se producen unos vórtices que comparados con el flujo externo son menos intensos (en velocidad).ver fig. (2.2). Entonces en los bordes se está produciendo un balance entre la fricción del tubo, la fuerza de gravedad (para la partícula) y la fuerza de arrastre producida por el vórtice. Ver fig. (2.3). Eso hace que cualquier partícula que entre en esa región, disminuya su velocidad y por efectos de gravedad van cayendo en el fondo produciéndose la sedimentación, esto depende del tamaño de las partículas las más gruesas caerán en el fondo y algunas de las partículas finas serán atrapadas por las paredes del tubo.

2.1.2Metodología de Placas Receptoras

Fig. 2.4 Vista Frontal de la plataforma donde se ubica las placas de vidrio (04 placas)


Fig. 2.5.Perfil de velocidades Se observa que debido a los grandes esfuerzos viscosos que genera la vaselina de las placas de vidrio en la plataforma se genera gradientes de velocidades y esto facilita la adherencia de las partículas que son transportadas por el aire.

Fig. 2.6 vista lateral del la plataforma

Fig. 2.7 Perfil de velocidades

En la fig.2.7 Cabe resaltar la importancia de la geometría del techo de la plataforma de forma triangular, esta región en particular hace que el flujo desacelere su velocidad y como consecuencia de esta acción las partículas transportadas por el aire caigan por acción de la gravedad a las placas de vidrio (con grandes esfuerzos viscosos). Luego de ser saturadas en toda el área de la vaselina en la placa de vidrio por PAS; el flujo de viento arrastrara las partículas que están por encima de las partículas.

CONCLUSIONES Luego de Haber realizado el análisis teórico, ejecutado el monitoreo in situ en la ciudad universitaria y determinado los puntos críticos de mayor concentración de material particulado de polvo atmosférico sedimentable y polvo sedimentable las conclusiones siguientes son:

1. Se observo que se encontró la mayor

concentración de material particulado con la metodología de tubos pasivos la cual presenta mayor área de concentración

2. El punto 2 ubicado en el Modulo de Comercio y Servicios puerta N°3 supera los límites máximos de concentración a comparación de los demás puntos estudiados por los dos tipos de metodologías.

3. En el análisis de la velocidad y dirección de viento predomínate en la estación meteorológica ubicada en la EAP Ingeniería Mecánica de Fluidos, el promedio de velocidad es de 3.25 m/s y la Dirección de Viento predominante es de N20ºO

4. El incremento de las PS y PAS en el segundo mes, se debería a los factores siguientes: i. Por las caídas de lluvias pequeñas (garúas),

por el cambio de estación de verano a invierno ii. Incremento de la velocidad del viento por el

cambio de estación de verano a invierno, por efecto del cambio de temperatura

iii. Incremento de la humedad relativa, por el cambio de estación de verano a invierno.

5. Para el método de placas receptoras en el primer mes el 16.7% de las estaciones sobrepasaron el nivel referencial establecido por la Organización Mundial de la Salud, en el segundo mes fue el 50% del total de las estaciones debido a que dos de estas fueron dañadas.

6. Para el método de tubos pasivos en el primer mes el 66.67% de las estaciones sobrepasaron el nivel referencial establecido por la Organización Mundial de la Salud, en el segundo mes fue el 100% del total de las estaciones


RECOMENDACIONES

1. Extraer la mayor cantidad agua que podría concentrarse en las placas de vidrio luego de haber estado expuesta en lluvia la cual se tuvo incidencia en los días de estudio.

2. Colocar un techo en los tubos pasivos para que no pueden ser dañados con los excrementos de palomas que podrían dañar las muestras

3. A la hora de untar las placas de vidrio se deben hacer con sumo cuidado sin tocar la vaselina por que podría ser afectado la muestra

4. Luego de haber estado expuestas las placas de vidrio retirar, colocar con sumo cuidado para ser llevado al laboratorio.

5. Se recomienda reglamentar a través de normas nacionales utilizando estas metodologías por método pasivo con límites máximos permisibles para la salud.

6. Se debe tener mucho cuidado en maniobrar los filtros después del mes, ya que contienen las muestras que son importantes e indispensables para el estudio además de ello se debe tener calibrada la balanza para evitar errores

7. Colocar los la estaciones en puntos seguras libres de daños a ocasionar

8. Si se encontrase hojas, arañas, etc. que no afecten al estudio en el tubo, se tendrá que sacar con sumo cuidado con una pinza y luego realizar el pesado.

9. Se recomienda adicionar un techo en los frascos para que no sean afectados por el excremento de palomas u otros desechos.

10. Se debe contar con una buena organización del equipo, ya que al manejar muchas muestras, estas deben ser trasladadas en orden y así realizar los análisis en la mayor brevedad posible.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL

PROYECTO Ventajas: 1. Recomendar cuál de estas dos metodologías es la

más eficiente que no contenga muchos errores, en el estudio de material particulado.

2. Conocer los Niveles de Concentración de material particulado por PAS, PS en la Ciudad Universitaria.

3. Que el costo que se emplea en el método pasivo es el más económico a comparación del método activo.

4. Incentivar el estudio de material particulado por el método pasivo contando con los recursos necesarios.

5. Fortalecer el monitoreo de la calidad del aire en el área a estudiar, mediante la concentración de material particulado sedimentable.

Desventajas 1. Durante el periodo de exposición pueden

efectuarse errores que dañarían al resultado. 2. Que durante el estudio las muestras deben no

deben estar expuestas en lluvias por que afectarían a los resultados: tanto en los tubos pasivos como en las placas receptoras.

3. En el caso de las placas receptoras en el transporte de las muestras, estas se pueden dañar debido a que la vaselina. Estos errores se presentan en el pesado de las placas de vidrio

BIBLIOGRAFÍA

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6. Ingeniería Ambiental Fundamentos, entornos, tecnologías y sistemas de gestión Autor: Gerard Kiely Editorial McGraw Hill

7. Libro “Contaminación y contaminantes, aspectos científicos, teóricos y prácticos” Autor : Hugo Sandoval L. Ing. Químico

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