EQUIPOS UTILIZADOS PARA MEDIR LA CALIDAD DEL AIRE

Para determinar la concentración de un conta¬minante se han montado diversos métodos, de-finidos como métodos de referencia, los cuales describen con claridad y exactitud las condiciones y los procedimientos necesarios para medir los valores de una o más propiedades y se ha de¬mostrado que tienen una exactitud y una precisión apropiadas para el uso que pretende hacerse del mismo, de manera que pueden utilizarse para evaluar la exactitud de otros métodos, los cuales son definidos como métodos equivalentes y son empleados para realizar la misma medición.

En la medición de contaminantes criterio, gases y partículas, los principios de operación de los equipos utilizados en una estación deben cumplir con los métodos de referencia o equivalentes es¬tablecidos en las Normas Oficiales Mexicanas. En caso de no contar con una NOM se podrá apegar a los métodos equivalentes que cuenten con la designación de la US-EPA.

A continuación se describen los principios de operación que actualmente utilizan los analizadores automáticos de gases, los monitores de partículas, así como el método de referencia para el muestreo manual de partículas suspendidas. También se describen los tipos de equipos para la medición de parámetros meteorológicos, para la adquisición de los datos y para la calibración de los demás equipos de medición.

ANALIZADORES AUTOMATICOS:

Los analizadores automáticos aprovechan las propiedades físicas y/o quími¬cas de un contaminante gaseoso para determinar su concentración.

Métodos de los analizadores automáticos

Todos los analizadores automáticos cuentan con tres sistemas internos e interdependien¬tes: electrónico, neumático y óptico.

• El sistema electrónico contiene el software de operación, controla el funcionamiento del analizador y realiza automáticamente los cál¬culos para el reporte de los resultados.

• El sistema neumático consta principalmen¬te de la bomba de succión y de las conexio¬nes y tuberías por donde circula la muestra de gas.

• El sistema óptico es donde se aplica el mé¬todo de medición del analizador, mediante procesos físicos y/o químicos, dependiendo del gas a analizar.

Analizador de O3 (Fotometría UV).

El principio de operación que utilizan los analiza¬dores de ozono, O3, se conoce como el método de fotometría UV y consiste en medir la canti¬dad de luz ultravioleta, a una longitud de onda de 254 nm, absorbida por el ozono presente en una muestra.

El principio de operación se basa en la Ley de Beer-Lambert. Cuando la muestra pasa por el interior de las celdas, la molécula de ozono absorbe una cantidad de luz (I), la cual se compara con la cantidad de luz medida en la celda de referencia (I0) para calcular la con¬centración (C). La concentración obtenida se corrige a condiciones de temperatura y presión del interior de la celda de absorción, los cuales son medidos de manera independiente.

Componentes básicos de un analizador de ozono

La con¬centración del gas se puede obtener mediante la siguiente ecuación: (a condiciones estándar de P y T)

Analizador de CO (Fotometría Infrarroja, IR).

Los analizadores de Monóxido de Carbono, CO, se sirven del prin¬cipio de operación que se basa en la capacidad que tiene este gas para absorber energía en determinadas longitudes de onda. En los equipos de medición que utilizan este principio se mide la absorción de luz infrarroja, llevada a cabo por las moléculas de CO en interva¬los relativamente pequeños de longitudes de onda centradas sobre la región de máxima absorción del contaminante.

En los analizadores de CO se aplica una variación denominada filtro de correlación de gas cuyo funcionamiento se muestra en la Figura

Esquema del principio de operación para un analizador de monóxido de carbono.

En este caso el haz de luz infrarroja pasa por un filtro rotatorio inte¬grado por dos celdas, una de las cuales contiene CO en alta concen¬tración y la otra N2 como blanco para crear el haz de referencia de modo tal que el detector mida la diferencia de energía entre la radia¬ción absorbida en la celda de muestra y la señal modulada por la al¬ternancia entre los filtros de gas. La señal del detector es procesada y acondicionada por microprocesadores para desplegarla como una lectura de concentración de CO.

Analizador de NOx (Quimiluminiscencia).

La quimiluminiscencia es una técnica analítica basada en la medi¬ción de la cantidad de luz generada por una reacción química. Los analizadores de Óxidos de Nitrógeno, NOx utilizan este principio a partir de la reacción que tiene lugar entre el óxido nítrico (NO) conte¬nido en la muestra de aire y el ozono (O3) que genera, en exceso, un dispositivo que es parte de los componentes del instrumento. La luz emitida se encuentra en el intervalo del infrarrojo entre 500 y 3000 nm.

El NO en una muestra de aire reacciona con el O3 para formar dióxi¬do de nitrógeno en estado de excitación (NO2*). Posteriormente, cuando el dióxido de nitrógeno generado vuelve al estado inicial emi¬te una luz característica en una cantidad proporcional a la concen¬tración del NO

contenido en la muestra (Jahnke, 1993). En la Figura se muestran los componentes básicos del módulo óptico de un analizador de NOx.

Esquema del principio de operación para un analizador de óxidos de nitrógeno.

La concentración de NOx se determina en dos etapas de medición. Cuando la muestra llega directamente a la celda de reacción sin pasar por el convertidor la concentración detectada corresponde a la concentración del NO existente y la lectura es guardada por el microprocesador. Cuando la muestra pasa por el convertidor y llega hasta la celda de reacción el NO2 se convierte en NO y la concentra¬ción detectada se suma a la del NO de la etapa anterior y se reporta como

...