TECNICO EN GESTION AMBIENTAL

TECNICO EN GESTION AMBIENTAL

MUESTREO DE AIRE

Se define como Muestreo Atmosfrico a todas las metodologas diseadas para muestrear, analizar y procesar en forma continua las concentraciones de sustancias o de contaminantes presentes en el aire en un lugar establecido y durante un tiempo determinado.DEFINICION

Formular los estndares de calidad de aire,Llevar a cabo estudios epidemiolgicos que relacionen los efectos de las concentraciones de contaminantes con los daos en la salud,Especificar tipos y fuentes emisoras,Llevar a cabo estrategias de control y polticas de desarrollo acordes con los ecosistemas localesDesarrollar programas relacionadas para el manejo de la calidad del aire.Su importancia radica en que para:

Las tcnicas de muestreo dentro del monitoreo atmosfrico pueden ser divididos en cinco tipos de genricos:Tcnicas de Muestreo

Estos dispositivos de toma de muestra, generalmente con forma de tubo o disco, colectan un contaminante especifico por medio de su absorcin en sustrato qumico seleccionado. Despus de su exposicin por un apropiado periodo de muestreo, que varia desde un par de horas hasta un mes, la muestra regresa al laboratorio, donde se realiza la desorcin del contaminante y despus se le analiza cuantitativamente. Muestreador pasivo

Las principales ventajas del muestreo pasivo es su simplicidad y bajo costo, por lo que se pueden extender muchas unidades para que provean informacin en cuanto a la distribucin espacial de los contaminantes. Sin embargo el tiempo de resolucin de esta tcnica es limitado, por lo que slo puede proveer informacin de concentraciones promedio de contaminantes.

A diferencia de los muestreadores pasivos, este tipo de equipos requieren energa elctrica para bombear el aire a muestrear a travs de un medio de coleccin fsico o qumico. El volumen adicional del aire muestreado incrementa la sensibilidad, por lo que puedan obtenerse mediciones diarias promedio.Muestreador Reactivo

Los muestreadores activos mas utilizados actualmente son los burbujeadores acidmetricos para medir SO2, el mtodo de filtracin para partculas totales en suspensin (PTS) y el mtodo gravimtrico de altos volmenes (High Vol.) para partculas totales y fraccin respirable de la EPA.

A pesar de las ventajas econmicas de los muestreadores activos o pasivos, existen aplicaciones de monitoreo que necesitan de la rpida respuesta, en horas o menor, que proporciona un analizador automtico, por ejemplo cuando se pretenden detectar valores mximos de concentraciones de contaminantes y situaciones de alerta para implementar medidas de contingencia. Estos instrumentos se basan en propiedades fsicas o qumicas del gas que va a ser detectado continuamente, utilizando mtodos optoelectrnicos. El aire muestreado entra en una cmara de reaccin donde, ya sea por una propiedad ptica del gas que pueda medirse directamente o por una reaccin qumica que produzca quimiluminiscencia o luz fluorescente, se mide esta luz por medio de un detector que produce una seal elctrica proporcional a la concentracin del contaminante muestreado.Analizadores o monitores automticos

Es muy comn en las redes de monitoreo el uso de monitores automticos junto con muestreadores activos y pasivos, en la prctica estas mediciones se consideran como complementarias, debido a que, los monitores automticos no son necesariamente superiores y muchos errores se evitaran si se mantuvieran algunos muestreadores cuando se instalan los monitores automticos, por lo menos durante el perodo de ajuste y capacitacin para el manejo de los mismos.

Los sensores remotos a diferencia de los monitores automticos, que proporcionan mediciones de un contaminante en un punto en el espacio, pueden proporcionar mediciones integradas de multicomponentes a lo largo de una trayectoria especfica en la atmsfera (normalmente mayor a 100 m.), y sistemas ms complejos, pueden hasta proveer mediciones con rangos de resolucin a lo largo de la trayectoria. Se han llegado a detectar por ejemplo hasta 5 ppb de SO2, en un patrn de 1 km. Sistemas mviles pueden proporcionar mapas tridimensionales detallados de concentraciones de contaminantes dentro de un rea por un perodo de tiempo limitado.Sensores Remotos

Las aplicaciones de los sensores remotos son muy especializadas y particularmente se utilizan para investigaciones cerca de las fuentes de emisin, en las plumas de las chimeneas y para mediciones verticales de contaminantes gaseosos y aerosoles en la atmsfera, como la investigacin de la distribucin del ozono en la troposfera y en la estratosfera. Sin embargo, desde un punto de vista comercial son instrumentos muy caros y extremadamente complejos, y presentan adems dificultades con la validacin de sus datos, niveles de confianza y calibracin. Se requiere de un gran esfuerzo especializado y cuidadoso control de calidad para operar exitosamente estos sistemas y producir datos confiables.

Actualmente se ha mostrado gran inters en el uso de bioindicadores para estimar algunos factores ambientales, entre los que se incluyen la calidad del aire, particularmente en la investigacin de sus efectos. El trmino biomonitoreo, (el cual implica generalmente el uso de plantas para monitorear el aire) cubre una multitud de muy diferentes muestreos y enfoques de anlisis con muy diferentes grados de sofisticacin y desarrollo. Bioindicadores

Uso de la superficie de las plantas como receptoras de contaminantes, como el uso del perejil para el plomo y el musgo para hidrocarburos poliaromaticos. Esencialmente la planta es un muestreador y debe ser colectada y analizada en el laboratorio por medio de mtodos clsicos.Uso de la capacidad de la planta para acumular contaminantes o sus metabolitos en el tejido de la planta, como en el caso de las agujas del abeto para azufre total y de los pastos para fluoruros, azufre y algunos metales pesados. Nuevamente el tejido de la planta deber ser colectado y analizado por mtodos clsicos.Estimacin de los efectos de los contaminantes en el metabolismo o en la informacin gentica de las plantas, como el efecto del ozono en los cloroplastos del abeto. En este caso la coleccin y anlisis requiere de tcnicas muy sofisticadas.Estimacin de los efectos de los contaminantes en la apariencia de las plantas, como el efecto del SO2 en los lquenes, el efecto del ozono en las plantas de tabaco36y en algunas especies de pinos, cuyas agujas presentan bandas clorticas cuando estn expuestas a concentraciones episdicas de ozono37. La estimacin puede llevarse a cabo en el campo por expertos y no se necesitan anlisis de laboratorio.Distribucin y anlisis de plantas especficas como indicadores de calidad del aire, como el tipo y distribucin de lquenes para estimar los efectos fitotxicos totales de la contaminacin del aire. La estimacin se lleva a cabo en el campo por expertos y no se requiere anlisis de laboratorio.Los mtodos incluyen

EQUIPO PARA MUESTREO PASIVOEQUIPO DE MUESTREO

EQUIPO PARA MUESTREO ACTIVOEQUIPO PARA MUESTREO AUTOMATICOAlgunos gases y vapores orgnicos pueden ser muestreados pasivamente, o sea sin utilizar bombas, mediante el uso de dispositivos de monitoreo gaseoso, que se encuentran disponibles en el mercado con una variedad de diferentes medios de coleccin que incluyen slidos adsorbentes, medios lquidos, cintas qumicamente impregnadas y tubos rellenos de algn reactivo. En cualquiera de estos casos la muestra de aire entra en contacto con el dispositivo por difusin y el contaminante de estudio es atrapado por medio de alguno de los medios de coleccin que se mencionaron anteriormente.Actualmente se define a un muestreador pasivo para especies gaseosas como el instrumento capaz de tomar muestras de gases o vapores contaminantes de la atmsfera a una tasa controlada por un proceso fsico como la difusin a travs de un estrato esttico o su permeacin a travs de una membrana pero sin involucrar el movimiento activo del aireEquipo para muestreo pasivo.

Muestreadores pasivos personales con forma de distintivo.

Tubos de Difusin: absorbentes o adsorbentes.Tubos de Palmes. Burbujeadores pasivos.

Depsitos de polvo, colectores de polvo sedimentable.

Otros: Papeles indicadores, tiras de hule, vela de perxido de plomo, etctera.

Entre los dispositivos ms usados que se encuentran disponibles en el mercado se cuenta principalmente con:

Muestreadores pasivos personales con forma de distintivo. Entre los dispositivos ms usados que se encuentran disponibles en el mercado se cuenta principalmente con:

Tubos de Difusin: absorbentes o adsorbentes.Tubos de Palmes. Burbujeadores pasivos. Entre los dispositivos ms usados que se encuentran disponibles en el mercado se cuenta principalmente con:

Depsitos de polvo, colectores de polvo sedimentable. Entre los dispositivos ms usados que se encuentran disponibles en el mercado se cuenta principalmente con:

TIPO DE EQUIPOCONTAMINANTERECOMENDACIONESDistintivo pasivosPrincipalmente para vapores orgnicos (VOC5) y algunos gases inorgnicos como: NO2, CO2, O3 y SO2Debera seleccionarse una membrana inerte para evitar efectos en el gas muestreado.Tubos de difusin: absorbentes y adsorbentes

Tubos de PalmesVOC5, NH3, HNO3, CL2, NO2, SO2,El tiempo de almacenaje deber ser lo mas corto posible utilizndose un congelador.

Es muy importante que se coloque protegido del viento, para que su factor de difusin sea constanteBurbujeadores PasivosFormaldehidos principalmenteNo olvidar reemplazar la tapa que retiene el disco de difusin por una tapa solida cuando el dispositivo se transporte al laboratorio.Dispositivos de polvos, colectores de polvos, sedimntales.Polvos sedimntalesUtilizar un diseo uniforme de estos dispositivos dentro de una misma red.Papeles IndicadoresBromo; cianuro de hidrogeno; fluoruro de hidrogeno y anhdrido sulfuroso.Es de suma importancia la preparacin y almacenamiento de estos papeles.Tiras de huleOzonoMtodo usado nicamente como indicador.Vela de perxido de plomoAnhdrido sulfurosoMtodo usado nicamente como indicador. Debe colocarse por triplicado por problemas de anlisis y conservacin de la muestra.TIPOS DE EQUIPO PARA MUESTREO PASIVOEl equipo que comprende el muestreo activo involucra el uso de un sistema de bombeo que forc a una corriente de aire medida a pasar por un sistema de coleccin que puede contener un medio fsico o qumico, para que sta sea colectada o para separar de la corriente de aire el o los contaminantes que se desean muestrear. La coleccin puede llevarse a cabo succionando el aire y contenindolo en bolsas de plstico o en depsitos de vidrio o de metal, o por medio de absorcin, adsorcin, filtracin, difusin, reaccin o por la combinacin de cualesquiera de estos procesos, utilizando medios de coleccin. Las muestras colectadas debern ser subsecuentemente analizadas para determinar la concentracin del contaminante de inters.Equipo para muestreo Activo.

Lnea de muestreo e incluir bsicamente:- Entrada, mangueras y tuberas.- Sistemas de medicin de flujo y/o volumen.- Una bomba.Un sistema de coleccin de la muestra.- Instrumentos de coleccin- Medio de coleccin.Los requerimientos mnimos de un equipo de muestreo activo comn comprendern en general:

El sistema de coleccin de la muestra que consta de los instrumentos y el medio de coleccin, tiene como funcin, la coleccin de la muestra de aire y separacin de los contaminantes que van a ser analizados. Los instrumentos de coleccin son los diferentes recipientes, en el caso de gases o aparatos, en el caso de partculas, que contendrn la muestra y el medio de coleccin, siendo este medio de coleccin, un solvente qumico, en el cual se absorba o reaccione la especie contaminante de inters, un adsorbente o un filtro. De manera que estos instrumentos de coleccin dependen estrechamente del tipo de muestreo que se llevar a cabo y del medio que contienen por lo que en general se manejan en conjunto y puede ser de varios tipos, entre los que se encuentran comnmente los siguientes:

Bolsas de plstico y depsitos de vidrio o de metal, como canisters de acero inoxidable.Frascos para la absorcin en fase lquida de gases, principalmente inorgnicos.Instrumentos de adsorcin, para colectar gases orgnicos y algunos inorgnicos45.Denuders para la separacin por difusin de gases y partculas.Filtros impregnados qumicamente. Siempre y cuando, en la lnea de muestreo, se separen previamente por medio de otro filtro las partculas de la corriente de aire que se va a hacer pasar por el filtro impregnado.

Para el muestreo de gases:

Filtros, para la coleccin de partculas suspendidasImpactores, para medir la distribucin del tamao de las partculas suspendidas.

Las bolsas de plstico y depsitos de vidrio o de metal son recipientes inertes en los cuales se introduce por bombeo una muestra de aire. Son muy tiles para el muestreo de compuestos como metano, etano y propano y gases estables como N2, O2, CO y CO2. Sin embargo, no se recomiendan para gases reactivos como O3, NOx y SO2, los cuales es preferible capturarlos y estabilizarlos por medio de alguna tcnica qumica de absorcin previa a su anlisis. Actualmente se ha difundido el uso de canisters de acero inoxidable para muestreos de hidrocarburos, bajos niveles de txicos en el aire, halocarburos y VOCs, a los cuales se les aplica un pulimiento en su interior de manera que se reducen los bordes o imperfecciones de la superficie de metal expuesta a la adsorcin de los gases.Para el muestreo de partculas:

FASE LIQUIDAPRINCIPALES GASES MUESTREADOSAguaGases polares como: sulfuro de hidrogeno, cloruros en general, amoniaco y etanol.EtanolEsteres y aldehdos orgnicos.Acido ClorhdricoAminas primarias.Soda causticaCianuro de hidrogeno y anhdrido sulfuroso.Compuesto de un solvente y un reactivo.Oxidos de nitrogeno: NO y NO2, compuestos de azufre: SO2, H2SPRINCIPALES FASES LIQUIDAS

Instrumentos Activos Porttiles para el muestreo de gases Con la finalidad de medir exposiciones personales en ambientes de trabajo y para estudios epidemiolgicos, se han desarrollado equipos para medir contaminantes atmosfricos que utilizan bombas porttiles, accionadas por bateras e instrumentos de coleccin con los mismos mtodos de coleccin que los expuestos en este captulo, pero de un tamao adecuado para que se puedan colgar del cuello de la camisa o de la chamarra de una persona.

Entre estos instrumentos se tienen:

Bolsas de plstico.Burbujeadores; preferentemente del tipo frasco de Fritten.Tubos indicadores, con adsorbentes como carbn, silica gel y chromosorbs.

En el lado izquierdo se observa la bolsa de plstico (a), en el derecho un muestreador de tubos adsorbentes o indicadores mltiple (b) y burbujeadores (c), as como en el hombro un tubo indicador sencillo (d).Diferentes tipos de Muestreadores activos porttiles para gases y vapores

MetodologaVentajasDesventajasInversinMuestreadores pasivosMuy bajo costo. Muy simple. tiles para cribado y estudios de baseNo probado para algunos contaminantes. En general solo proveen promedios semanales y mensuales. Requieren anlisis de laboratorio$4.000 8.000 muestraMuestreadores ActivosBajo costo. Fciles de operar. Confiables en: operacin y funcionamiento. Historia de bases de datos.Proporcionan concentraciones pico o de alerta. Trabajo intensivo. Requieren anlisis de laboratorio.$4.000.000 - $8.000.000 por unidadMonitores automticosAlto funcionamiento comprobado. Datos horarios. Informacin on time y bajos costos directosComplejo. Caro. Requieren tcnicos calificados. Altos costos peridicos de operacin.$20.000.000 - $40.000.000 por monitorSensores remotosProporcionan patrones de resolucin de datos. tiles cerca de fuentes y para mediciones verticales en la atmosferaMuy complejos y caros. Difciles de operar, calibrar y validar. No son siempre comparables con los analizadores convencionales.>$400.000.000 por sensorBioindicadoresBaratos. tiles para identificar la presencia de algunos contaminantes.Problemas en la estandarizacin de sus metodologas y otros inherentes a los procedimientos. Algunos requieren anlisis de laboratorio.Costo variableMetodologas para el muestreo en el monitoreo atmosfricoMUESTREO DE AGUA

El objetivo del muestreo es obtener una parte representativa del material bajo estudio (cuerpo de agua, efluente industrial, agua residual, etc.) para la cual se analizaran las variables fisicoqumicas de inters. El volumen del material captado se transporta hasta el lugar de almacenamiento (cuarto fro, refrigerador, nevera, etc.), para luego ser transferido al laboratorio para el respectivo anlisis, momento en el cual la muestra debe conservar las caractersticas del material original. Para lograr el objetivo se requiere que la muestra conserve las concentraciones relativas de todos los componentes presentes en el material original y que no hayan ocurrido cambios significativos en su composicin antes del anlisis.

En algunos casos, el objetivo del muestreo es demostrar que se cumplen las normas especificadas por la legislacin (resoluciones de las autoridades ambientales). Las muestras ingresan al laboratorio para determinaciones especficas, sin embargo, la responsabilidad de las condiciones y validez de las mismas debe ser asumida por las personas responsables del muestreo, de la conservacin y el transporte de las muestras. Las tcnicas de recoleccin y preservacin de las muestras tienen una gran importancia, debido a la necesidad de verificar la precisin, exactitud y representatividad de los datos que resulten de los anlisis.

MUESTRAS INTEGRADASTIPOS DE MUESTRAS

MUESTRAS COMPUESTASMUESTRA SIMPLE O PUNTUALUna muestra representa la composicin del cuerpo de agua original para el lugar, tiempo y circunstancias particulares en las que se realiz su captacin. Cuando la composicin de una fuente es relativamente constante a travs de un tiempo prolongado o a lo largo de distancias sustanciales en todas las direcciones, puede decirse que la muestra representa un intervalo de tiempo o un volumen ms extensos. En tales circunstancias, un cuerpo de agua puede estar adecuadamente representado por muestras simples, como en el caso de algunas aguas de suministro, aguas superficiales, pocas veces, efluentes residuales.Muestra simple o puntual

Cuando se sabe que un cuerpo de agua vara con el tiempo, las muestras simples tomadas a intervalos de tiempo precisados, y analizadas por separado, deben registrar la extensin, frecuencia y duracin de las variaciones. Es necesario escoger los intervalos de muestreo de acuerdo con la frecuencia esperada de los cambios, que puede variar desde tiempos tan cortos como 5 minutos hasta 1 hora o ms. Las variaciones estacionales en sistemas naturales pueden necesitar muestreos de varios meses. Cuando la composicin de las fuentes vara en el espacio ms que en el tiempo, se requiere tomar las muestras en los sitios apropiados.

En la mayora de los casos, el trmino "muestra compuesta" se refiere a una combinacin de muestras sencillas o puntuales tomadas en el mismo sitio durante diferentes tiempos. Algunas veces el trmino "compuesta en tiempo (time-composite)" se usa para distinguir este tipo de muestras de otras. La mayor parte de las muestras compuestas en el tiempo se emplean para observar concentraciones promedio, usadas para calcular las respectivas cargas o la eficiencia de una planta de tratamiento de aguas residuales.Muestra Compuestas

Para ciertos propsitos, es mejor analizar mezclas de muestras puntuales tomadas simultneamente en diferentes puntos, o lo ms cercanas posible. Un ejemplo de la necesidad de muestreo integrado ocurre en ros o corrientes que varan en composicin a lo ancho y profundo de su cauce. Para evaluar la composicin promedio o la carga total, se usa una mezcla de muestras que representan varios puntos de la seccin transversal, en proporcin a sus flujos relativos.Muestras integradas

El proceso de control y vigilancia del muestreo, preservacin y anlisis (chain-of custody procedure) es esencial para asegurar la integridad de la muestra desde su recoleccin hasta el reporte de los resultados; incluye la actividad de seguir o monitorear las condiciones de toma de muestra, preservacin, codificacin, transporte y su posterior anlisis.Control y vigilancia del muestreo, preservacin y anlisis.

Para prevenir confusiones en la identificacin de las muestras, pegar al frasco de muestra antes de o en el momento del muestreo, papel engomado o etiquetas adhesivas en las que se anote, con tinta a prueba de agua, por lo menos la siguiente informacin: nmero de muestra, nombre del recolector, fecha, hora y lugar de recoleccin, y preservacin realizada.Etiquetas:

Para evitar o detectar adulteraciones de las muestras, sellar los recipientes con papel autoadhesivo, en los que se incluya por lo menos la siguiente informacin: nmero de muestra (idntico al nmero en la etiqueta), nombre del recolector, fecha y hora de muestreo; tambin son tiles los sellos de plstico encogible. Adherir el sello de tal manera que sea necesario romperlo para abrir el recipiente de la muestra, despus de que el personal muestreador ceda la custodia o vigilancia.Sellos:

Registrar toda la informacin pertinente a observaciones de campo o del muestreo en un libro apropiado, en el que se incluya como mnimo lo siguiente: propsito del muestreo; localizacin de la estacin de muestreo, o del punto de muestreo si se trata de un efluente industrial, en cuyo caso se debe anotar la direccin y el nombre del representante de la empresa; tipo de muestra y mtodo de preservacin si es aplicable. Si se trata de una muestra de aguas residuales, identificar el proceso que produce el efluente.Libro de campo

Libro de campo

Diligenciar el formato de control y vigilancia de cada una de las muestras o grupo de muestras, las cuales deben estar acompaadas de este formato; en l se incluye la siguiente informacin: nmero(s) de la(s) muestra(s); firma del recolector responsable; fecha, hora y sitio de muestreo; tipo de muestra; firmas del personal participante en el proceso de control, vigilancia y posesin de las muestras y las fechas correspondientes.Registro del control y vigilancia de la muestra.

La muestra debe llegar al laboratorio acompaada de una solicitud de anlisis; el recolector completa la parte del formato correspondiente a la informacin de campo de acuerdo con la informacin anotada en el libro de campo. La parte del formato correspondiente al laboratorio la completa el personal del laboratorio, e incluye: nombre de la persona que recibe la muestra, nmero de muestra en el laboratorio, fecha de recepcin, y las determinaciones a ser realizadas.Formato de solicitud de anlisis.

Las muestras se deben entregar en el laboratorio lo ms pronto que sea posible despus del muestreo, en el transcurso de dos das como mximo; si el tiempo de almacenamiento y preservacin es menor, debe planificarse el procedimiento para asegurar su entrega oportuna en el laboratorio. En caso de que las muestras sean enviadas por correo a travs de una empresa responsable, se debe incluir el formato de la compaa transportadora dentro de la documentacin del control y vigilancia de la muestra.Entrega de la muestra en el laboratorio

En el laboratorio, el recepcionista inspecciona la condicin y el sello de la muestra, compara la informacin de la etiqueta y el sello con el registro o formato del proceso de control y vigilancia, le asigna un nmero o cdigo para su entrada al laboratorio, la registra en el libro del laboratorio, y la guarda en el cuarto o cabina de almacenamiento hasta que sea asignada a un analista.Recepcin y registro de la muestra.

Muestreo manual: El muestreo manual requiere de un mnimo de equipo, pero para programas de muestreo a gran escala o de rutina puede ser excesivamente costoso y de manejo dispendioso.

Mtodos de muestreo

Muestreo automtico: Los equipos de muestreo automtico pueden eliminar errores humanos, inherentes al muestreo manual, reducen los costos y permiten aumentar la frecuencia del muestreo. El muestreador no debe contaminar las muestras, es el caso de los recipientes plsticos incompatibles para almacenar muestras que contienen compuestos orgnicos y que solubilizan los componentes plsticos.

Los recipientes para las muestras generalmente estn hechos de plstico o de vidrio, y se utilizan de acuerdo con la naturaleza de la muestra y sus componentes. Los recipientes de vidrio son inconvenientes para muestras destinadas a ser analizadas por metales traza; el vidrio libera silicio y sodio, a su vez, pueden adsorber trazas de metales contenidas en la muestra. Por otra parte los recipientes de plstico -excepto los teflonados (politetrafluoroetileno, TFE)- deben descartarse para muestras que contengan compuestos orgnicos, estos materiales liberan sustancias del plstico (por ejemplo, steres de ftalato del plstico) y a su vez disuelven algunos compuestos orgnicos voltiles de la muestra. Las tapas de los envases, generalmente de plstico, tambin pueden ser un problema, por lo que se debe usar empaques o sptum de metal o TFE. Para situaciones crticas, es adecuada la inclusin de un blanco del recipiente para demostrar la ausencia de interferencias. Usar los de vidrio para todos los anlisis de compuestos orgnicos voltiles, semivoltiles, plaguicidas, PCBs, aceites y grasas.RECIPIENTES PARA LAS MUESTRAS