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MEDICIONES DE PM10 EN EL CAMPUS DE LA UNALM

INTEGRANTES:

Chávez Benites Jenny

Dioses Morales Jacqueline

Larrea Mantilla Lucia

CONTAMINACIÓN DE AGUAS

La molina, jueves 28 de Noviembre del 2013

I. INTRODUCCIÓN

El material particulado atmosférico se define como un conjunto de partículas sólidas y/o líquidas presentes en suspensión en la atmósfera y ha sido uno de los contaminantes de mayor interés en la contaminación atmosférica. Las partículas respirables (PM10), incluyen a todas las partículas de diámetro aerodinámico igual o inferior a 10 μm. Pueden estar compuestas por aerosoles, polvos, metales, productos de combustión, o bien microorganismos como protozoarios, bacterias, virus, hongos y polen. La exposición a estos contaminantes ha sido investigada extensivamente y ha sido asociada con excesos en la morbilidad y mortalidad.

La correlación entre altos niveles de material particulado y el incremento de la morbilidad y mortalidad específicamente la fracción de partículas PM10 puede ser inhalada dentro de los pulmones, causando daños en los tejidos alveolares induciendo problemas de salud. De ahí la importancia de la medición de este parámetro.

Las partículas respirables se pueden muestrear con dos tipos de equipos; (1) Volumétricos (flujo constante) y (2) másicos.

En el presente informe se detallan los procedimientos y los resultados obtenidos en las mediciones de PM10 realizadas en el campus de la UNALM. Para la determinación de PM10 se empleó un muestreador de alto volumen (Hi-Vol) que aspira aire del medio ambiente, a un flujo constante.

II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

II.1. CALIDAD DE AIRE

La calidad del aire es un indicador de cuanto el aire esté exento de polución atmosférica, y por lo tanto apto para ser respirado.La buena o mala calidad del aire de una región está relacionada con diversos y complejos factores, como el tipo de relieve (factor físico), las reacciones químicas de los contaminantes en la atmósfera y su dispersión (factores químicos y meteorológicos), los usos y costumbres de la población (factores sociales), las actividades económicas y el uso y aprovechamiento de la tecnología (factores económicos y tecnológicos).

La calidad del aire en las ciudades es atribuida esencialmente a las emisiones contaminantes generadas por el uso de automóviles, por la producción industrial, comercial y por los servicios.

La mala calidad del aire tiene diversos efectos en la salud de las personas. Puede provocar: ausentismo laboral y escolar por efectos de la exacerbación de síntomas en asmáticos, enfermedades pulmonares, cardiovasculares y respiratorias, mortalidad prematura y disminución de la función pulmonar.

II.2. CONTAMINANTES CRITERIO

Los contaminantes criterio son aquellos contaminantes del aire que tienen el mayor impacto en la salud humana. Para regularlos existe una normatividad específica, que establece los límites de concentraciones permisibles de cada uno, a lo largo de cierto periodo de tiempo. El monitoreo de estos contaminantes sirve para evaluar la calidad del aire.

Los contaminantes criterio son:

Partículas Suspendidas (PM10 y PM2.5), Ozono (O3), Monóxido de Carbono (CO), Bióxido de Azufre (SO2), Bióxido de Nitrógeno (NO2)

II.2.1. PM10

Las concentraciones de macropartículas se refieren a los finos sólidos suspendidos de menos de 10 micrones de diámetro (PM10) capaces de penetrar en las vías respiratorias y de causar un gran daño a la salud.

La contaminación atmosférica por material particulado es la alteración de la composición natural de la atmósfera como consecuencia de la entrada en

suspensión de partículas, ya sea por causas naturales o por la acción del hombre (causas antropogénicas).

II.3. REGLAMENTO DE ESTÁNDARES NACIONALES DE CALIDAD AMBIENTAL DEL AIRE

El Decreto Supremo N° 074-2001-PCM en su Artículo 4 establece los estándares primarios de calidad del aire y los niveles de concentración máxima para los siguientes contaminantes criterio:

Fuente: DIGESA.2005

NE: No exceder

II.4. MUESTREADOR DE ALTO VOLUMEN PM10 DE FLUJO CONSTANTE(Hi-Vol)

El Hi-Vol es un muestreador de alto volumen PM10, el cual se basa en el principio de impactación inercial para clasificar las partículas según el tamaño deseado.

Este equipo aspira aire del medio ambiente, a un flujo constante, dentro de un orificio de forma especial en donde el material particulado en suspensión es separado inercialmente, en fracciones de uno a más, dentro de un rango menor a 10 micras. La fracción, dentro del rango establecido para PM10, es colectada del filtro.

Funcionamiento

El equipo consiste en un conjunto de tubos inyectores circulares que se colocan en un plato de impactación. Las dimensiones del impactador permiten que las partículas de diámetro menor o igual a 10 micrómetros sigan las líneas de la corriente del flujo de aire dirigiéndose a los tubos inyectores, mientras que las partículas mayores, con suficiente inercia, se salgan de las líneas de corriente y se impacten contra el plato. Las partículas menores son depositadas en un filtro de cuarzo.

El equipo consta básicamente de un compartimento de impactación, una bomba de succión, un portafiltros, un registrador del flujo (o un dispositivo de medición del flujo en general) y un programador de tiempo de muestreo.

Cabe precisar que el filtro es pesado, antes y después de su uso, con la finalidad de determinar la ganancia neta (masa) de PM10 recolectado. El volumen del total del aire muestreado se corrige a condiciones normales de 25ºC y 101,3 kPa, siendo determinado a partir del flujo medido y el tiempo de muestreo.

Descripción del equipo

A continuación presentamos los componentes principales del equipo:

Fuente: REDaire.2008

Fuente: REDaire.2008

El equipo Hi-Vol está diseñado para:

- Aspirar la muestra de aire e introducirla por la entrada del muestreador, a través del filtro de recolección de partículas, a velocidad uniforme en todas las secciones del filtro.

- Fijar y sellar el filtro en posición horizontal, de modo que la muestra de aire pase a través del filtro.

- Permitir que el filtro sea instalado y retirado convenientemente.

- Proteger el filtro y al muestreador de las precipitaciones e impedir que se introduzcan insectos y otros desechos.

- Minimizar fugas de aire que pudiesen causar error en la medición del volumen de aire que pasa a través del filtro.

- Descargar el aire de salida a suficiente distancia de la entrada del muestreador, para minimizar el muestreo.

- Minimizar la recolección de polvo de la superficie de soporte.

El muestreador cuenta con un sistema de admisión de muestra de aire que opera dentro de un rango específico de flujo, discriminando el tamaño de las partículas muestreadas; la entrada del muestreador no depende de la dirección del viento debido a su entrada, circular simétrica con respecto al eje inicial.

III. MATERIALES Y MÉTODO

3.1 Materiales:

Balanza Filtro seco Hivol Desecador guantes quirúrgicos

Equipo hivol

E

Fuente: elaboración propia

3.2 Metodología:

Primero se pesa el papel de filtro y se deja desecar por 24 horas. Al siguiente día, pesar la muestra y colocarla en el Hivol. Encender el equipo y tomar datos de flujo volumétrico , temperatura , presión

atmosférica , y dejar funcionar por 24 horas Al siguiente día, recoger la muestra, dejarla en el desecador por un periodo de 24

horas y pesar.Para los cálculos se realiza lo siguiente:El volumen determinado se realiza por el promedio del flujo volumétrico tanto inicial como final , multiplicado por el periodo de 24 horas (que funciona el equipo)

El volumen calculado anteriormente, se le realiza una corrección con la siguiente formula, para obtener un valor estándar a 25°C y 1 atm .

Vestand=Vo (Po/760mmHg)(298/(273+2To)

Para determinar la concentración (ug/m3) , utilizar el volumen estandarizado para realizar lo siguiente :

Masa del filtro final.-masa inicial del filtro seco = Concentración de PM10

Volumen muestreo estandarizado

Flujograma del proceso

Fuente: elaboración propia

IV. RESULTADOS

4.1. DATA DEL HI-VOL Y DEL PESO DEL FILTRO EN LABORATORIO PARA LOS DÍAS DE ESTUDIO

Concentración de PM10

Fecha 14-nov 12-nov 7-nov 5-nov

peso(ug) 194500 221800 221800 86100

Qpromedio(m3/min) 0,875 0,85 0,85 1,025

Vol promedio (m3) 1260 1224 1224 1476

T°promedio 26 25,5 21,5 25,5

Ppromedio(mmHg) 745,94 745,94 748,98 748,6

Vstand (m3) 1232,553913 1199,343678 1220,587762 1451,424724

PM10(ug/m3) 157,8024279 184,9344804 181,7157331 59,3210234

4.2. VARIACIÓN EN LA CONCENTRACIÓN DE PM10 EN LOS DÍAS DE ESTUDIO

4 6 8 10 12 14 160

20406080

100120140160180200

concentración de PM10

PM10

días

ug/m

3

Gráfico 1

4.3. CONCENTRACIÓN DE PM10 EN LOS DÍAS DE ESTUDIO EN COMPARACIÓN CON EL ECA DE AIRE NACIONAL PARA 24 HORAS

Gráfico 2

V. DISCUSIÓN DE RESULTADOS

- En la tabla 1 se muestran los resultados arrojados por el Hi-Vol en donde se especifican las condiciones de entrada del flujo de aire a muestrear. Es importante mencionar que el muestreador cuenta con un sistema de admisión de muestra que opera dentro de un rango específico de flujo y de esta manera logra discriminar el tamaño de las partículas muestreadas, sin embargo, la entrada del muestreador no depende de la dirección del viento debido a su entrada constituída por un cabezal circular que es simétrica con respecto al eje lo que le permite un flujo constante.

- La diferencia en la concentración mencionada en el punto anterior se le atribuye al manipuleo del filtro desde que es trasladado hacia el muestreador y desde él hacia el laboratorio para registrar el peso final. Esta es una fuente potencial de error que ha podido alterar la muestra al perderse parte de ella en el transporte del filtro entre estos dos lugares generando una disminución en la concentración de PM10.

- De los resultados obtenidos, se tiene una diferencia considerable en la concentración de PM10 entre el primer día de medición y el resto de días. Se descarta el hecho de que haya habido algún error en el volumen de aire medido por el equipo ya que el hi-vol está específicamente diseñado para minimizar fugas de aire que pudiesen causar error en la medición del volumen de aire que pasa a través del filtro.

- De los resultados obtenidos, en los gráficos 1 y 2 se observan altas concentraciones de PM10 en todos los días de monitoreo (a excepción del primer día), esto podría deberse a las condiciones presentes en la zona de estudio (La Molina), generalmente secas y cercanas a terrenos de cultivo y/o agrícolas, donde el viento contribuye a la dispersión de material particulado, elevando los niveles de este parámetro en el ambiente.

- Del gráfico 2 se puede observar que las concentraciones de PM10 de los días 7, 12 y 14 de noviembre exceden al valor de 150 ug/m3 establecido en los “Estándares Nacionales de Calidad Ambiental para aire” (DS Nº003-2008 MINAM,2008). Estas concentraciones elevadas se atribuyen a los trabajos de construcción de nueva infraestructura (laboratorios) que se realizan en el campus de la UNALM muy cerca del lugar de monitoreo de donde se desprende

gran cantidad de material particulado. También pueden atribuirse a la circulación de transporte de la Av. La Universidad cercano al punto de monitoreo y los vientos de la zona.

- El día 5 de noviembre se registró una concentración de 59.32 ug/m3 situándose por debajo del ECA para aire. Esto puede deberse a la relación inversa que guarda el volumen medido a condiciones estándar (en m3) con la concentración de PM10 registrada ese día (en ug/m3); a mayor volumen se tendrá una menor concentración y para ese día se registra el mayor volumen estándar de 1451,424724 m3.

VI. CONCLUSIONES

- Las concentraciones de PM10 registradas sobrepasan el Estándar de Calidad Ambiental para aire de 150 ug/m3 en 3 días de monitoreo (7, 12 y 14 de Noviembre), mientras que la concentración del día 5 de Noviembre se encuentra por debajo del valor establecido por la norma.

- Las concentraciones de PM10 obtenidas para la zona de estudio representan una afectación al medio y a la salud de las personas que frecuentan el lugar.

- El muestreador de alto volumen PM10 (Hi-Vol) es un método eficiente y de fácil uso para la medición de este contaminante en un lugar determinado.

- Deben tenerse presente las consideraciones y cuidados en el uso y manipuleo del filtro entre pre y post-muestreo para que no se alteren los resultados debido a pérdida de material.

VII. BIBLIOGRAFIA

http://datos.bancomundial.org/indicador/EN.ATM.PM10.MC.M3 DIGESA.2005. Protocolo De Monitoreo De La Calidad Del Aire Y Gestión De Los Datos.PE.71p.

en línea[http://www.digesa.sld.pe/norma_consulta/protocolo_calidad_de_aire.pdf] REDaire.2008. protocolo para muestreo de partículas respirables (pm10) utilizando el equipo

muestreador de alto volumen pm10 de flujo constante.13p.Bogotá.CO.