En los últimos años, y tomando en consideración los efectos que el cambio climático ha provocado sobre sobre la salud humana, ha tomado una especial relevancia la necesidad de medir la calidad del aire, apuntando hacia el control de la concentración de los agentes contaminantes más importantes presentes en nuestro entorno.
Este control y monitorización, que se lleva a cabo principalmente en las grandes urbes, ha permitido poder obtener datos concluyentes acerca de lo perjudicial de estas partículas, así como también ha ayudado a tomar acciones sobre los numerosos aspectos de la vida en las ciudades que influyen en la calidad del aire, como la reducción del tráfico rodado, entre otras.
En este sentido, este artículo solo pretende mostrar algunos ejemplos de agentes contaminantes que no son tan conocidos por la opinión pública, pero que de igual manera son importantes a fin de tomar consciencia de su presencia al momento de medir la calidad del aire en aplicaciones industriales. En posteriores artículos explicaremos cómo detectarlos y gestionarlos de forma correcta tanto por organismos públicos como privados.
¿Cuáles son estos agentes contaminantes que se deben detectar al momento de medir la calidad del aire en aplicaciones industriales?
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Los BTX (Benceno-Tolueno-Xileno)
Los BTX forman parte de la gran familia de los denominados Compuestos Orgánicos Volátiles (COV) presentes en numerosas aplicaciones industriales y no tan industriales, como pueden ser las gasolineras, que frecuentamos a menudo cuando repostamos nuestros coches.
El benceno es, para comenzar, un hidrocarburo aromático minoritario en la gasolina. La mayor fuente del benceno presente en las atmósferas urbanas procede en su mayor parte de las emisiones que se generan en la distribución y venta en las gasolineras y, en segundo lugar, obviamente por la combustión incompleta de la gasolina en los motores de escape de los automóviles.
El tolueno es otro producto que también está presente en la atmósfera, como consecuencia de la manipulación de diversos procesos industriales, entre los que destacan las pinturas y disolventes, por mencionar solo a dos de ellos.
Los xilenos son otra de las familias dentro de los BTX presentes en numerosos aplicaciones industriales que deben de controlarse debido a su toxicidad y que se deben tener en cuenta al momento de medir la calidad del aire exterior.
La capacidad cancerígena del benceno se ha demostrado científicamente y ha sido clasificada por la IARC (Agencia Internacional para la Investigación del Cáncer) en la clase 1 como un determinado carcinógeno para los humanos.
De hecho, su capacidad para causar leucemia aguda y crónica se ha determinado, en concentraciones presentes en el pasado en entornos laborales, con un riesgo proporcional a la dosis acumulada. El efecto cancerígeno parece estar relacionado, como con otras sustancias, con la acción de los metabolitos intermedios que se forman en el cuerpo.
Durante la evaluación del riesgo que se realiza al momento de medir la calidad del aire en aplicaciones industriales, no solo se debe considerar la concentración de benceno en la atmósfera, teniendo en cuenta el tiempo limitado de exposición al aire libre, sino, en especial, la exposición en espacios confinados (contaminación interior) y la introducción de la sustancia a través de alimentos ingeridos.
Estas concentraciones estarán sujetas a variaciones significativas en relación con las estaciones, la actividad física al aire libre, las residencias cerca de carreteras concurridas o las fuentes de puntos de benceno, pero sobre todo a fumar cigarrillos activos y pasivos.
La norma europea EN14662:2015 especifica un método de medición semicontinua para determinar la concentración de benceno presente en el aire ambiente basada en el muestreo y análisis automáticos por cromatografía de gases.
El método describe las características de rendimiento deseadas y establece los criterios mínimos necesarios para seleccionar el equipo adecuado (cromatógrafo de gases (GC) automático apropiado), mediante el análisis de las pruebas de homologación.
También, incluye la evaluación de la idoneidad de un analizador para ser utilizado en un sitio determinado con el fin de cumplir con los requisitos de calidad de datos como se especifica en el Apéndice I de la Directiva 20018/50/CE y los requisitos durante el muestreo, la calibración y la garantía de calidad de uso.
El método es aplicable a la determinación de la concentración de masa de benceno presente en el aire ambiente hasta 50μg/m3 (15.4 ppb). Este valor representa el nivel de concentración utilizado para la prueba de aprobación. Se pueden usar otros niveles de concentración, dependiendo de las concentraciones presentes en el aire ambiente.
La detección en tiempo real de estos compuestos es de suma importancia para poder prevenir y actuar de forma inmediata frente a cualquier tipo de accidente.
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SH2 a niveles de ppb
La detección del ácido sulfhídrico se ha estandarizado desde varias décadas con los equipos tanto de tipo personal como de instalación fija. La normativa de seguridad e higiene indica claramente los límites de concentración permisibles para la salud humana.
Estas normativas indican no tan solo el limite puntual al que una persona puede estar expuesta, sino también el límite en promedio durante un periodo de trabajo durante de ocho horas. Sin embargo, existen otras aplicaciones en las cuales el objetivo no es buscar los límites de toxicidad en periodos largos o puntuales, sino detectar concentraciones de SH2 muy inferiores, de forma concreta, valores de ppb.
En este tipo de aplicaciones es muy frecuente encontrarlos en los perímetros de las estaciones de depuración de agua, suelos contaminados y en otras en las cuales la presencia de este gas puede ser detectable por su característico olor, pero no por su concentración en ppm.
En este caso, una de las primeras decisiones que se deben tomar al planificar la solución de monitoreo de olores es si se deben emplear instrumentos portátiles o equipos punto fijo. Estas decisiones estarán en función de la proximidad de la fuente de SH2 de lugares habitados y de la ubicación física y geográfica de la planta industrial ya que diversos factores meteorológicos pueden afectar de forma importante a la detección del gas.
Otro factor importante si el objetivo es obtener una medida puntual o bien la construcción de una red de sensores de SH2 a niveles de ppb en todo el perímetro de la planta y donde sea posible gestionar los datos obtenidos de forma rápida utilizando las tecnologías que podamos tener disponibles.
Este tipo de acciones pueden producir resultados como el que se produjo en una planta de depuración de agua, donde además de rediseñar el terraplén occidental de la planta, se consiguió mejorar el paisaje para poder poner en marcha nuevas instalaciones que aumentarían las operaciones.
La gestión de todos estos parámetros puede proporcionar las herramientas necesarias para corregir, por ejemplo, en depuradoras, el desbordamiento de aguas residuales cerca de la instalación, que es producido por lluvias torrenciales y cumplir con los estándares de calidad de la propia planta, así como de la calidad del aire en dicha zona.
Tal y como hemos mencionado antes de la toma de decisiones, es importante disponer también de estaciones meteorológicas que proporcionen entre otros parámetros información sobre la dirección y velocidad del viento con el fin de poder conocer la fuente del olor.
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Negro de carbón
Tal y como hemos indicado al inicio de este artículo, el cambio climático y la salud pública están, con razón, en el centro y en el frente de las redes sociales.
Muchos países se han comprometido a abordar el cambio climático mediante la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y la prevención de un aumento de la temperatura global de 1.5ºC para fines de siglo. En un intento por alcanzar las emisiones netas cero para 2050, estamos considerando cambiar los comportamientos personales, como la calefacción doméstica, la dieta, el transporte personal y la gestión mejorada de los residuos domésticos.
En resumen, se está considerando cada oportunidad para reducir las emisiones de carbono y el monitoreo del negro de carbón en tiempo real jugará un papel importante en la evaluación de la contaminación.
El dióxido de carbono (CO2) tiene una vida atmosférica de más de 100 años, por lo que, en comparación, el negro de carbón solo permanece en la atmósfera durante un tiempo relativamente corto (varios días a semanas), lo que hace que el monitoreo del negro de carbón sea un desafío. Las mediciones de nivel de laboratorio deben realizarse en tiempo real, proporcionando mediciones fiables en condiciones exteriores variadas.
El negro de humo o negro de carbón es un producto prácticamente indispensable en la industria de las mezclas de caucho. Actúa como reforzante, aunque también tiene aplicación en otros sectores industriales como pigmento, agente conductor o estabilizante a los rayos ultravioletas. El negro de humo es carbón elemental, constituido principalmente por partículas con estructura grafítica.
Se obtiene convirtiendo los hidrocarburos líquidos o gaseosos en carbono elemental y en hidrógeno mediante combustión parcial o por descomposición térmica. Una vez integrado en las mezclas, el negro de humo aporta a la goma diferentes cualidades que ésta por sí sola no posee: resistencia a la abrasión, resistencia a la tensión y disipación de calor, entre otras. Por ello, no es casual que la mayoría de las gomas que vemos en nuestro entorno sean negras.
La presencia de este compuesto en el caucho de las ruedas de los automóviles y su presencia en el aire, fundamentalmente en las grandes ciudades, es uno de los factores más importantes para poder ser considerado uno de los parámetros más importantes ya en la actualidad.
Si deseas saber más acerca de medir la calidad del aire en aplicaciones industriales, suscríbete al Newsletter de Medioambiente y Procesos Industriales, un boletín que está al día con las nuevas tendencias para aplicaciones industriales en calidad del aire, protección radiológica y equipos para el control de la calidad del aire en túneles.
