Metrología en química inorgánica trabajando a favor de la calidad

AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Metrología en química inorgánica
trabajando a favor de la calidad
del agua
División de Materiales
Metálicos
Área de Metrología de
Materiales.
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Mediciones ambientales
Suelo
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
Agua
Aire
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Ciclo hidrológico
Fuente: Cotler et al., 2006 Atlas de la cuenca Lerma- Chapala
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Distribución del agua
Fuente: CONAGUA, 2011. Estadísticas del agua en México
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Usos del agua
Distribución de los volúmenes concesionados para usos agrupados consuntivos, 2009
Abastecimiento
público
14%
Industria
autoabastecida
4%
Energía eléctrica
excluyendo
hidroelectricidad
5%
Agrícola
77%
Fuente: CONAGUA, 2011. Estadísticas del agua en México
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Usos consuntivos agrupados, según origen del tipo de fuente de
extracción, 2009
90
76.7
80
Superficial (km3)
70
61.8
Subterráneo (km3)
50
Volumen total
(km3)
40.9
40
Porcentaje de extracción
30
20.9
20
11.4
10
4.3
14.1
7.1
4.1
1.6 1.7 3.3
3.5
4.1 5.1
0.4
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
Energía eléctrica excluyendo
hidroelectricidad
Industria autoabastecida
Abastecimiento publico
0
Agrícola
Porcentaje
60
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Calidad del agua
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Calidad del agua
Metales
Sólidos
(totales,
sedimentables,
suspendidos)
pH
Coliformes
totales y
fecales
Nutrientes
(P, N)
Calidad del agua
Color
Demanda
química de
oxígeno
Olor
Demanda
bioquímica
de oxígeno
Oxígeno
disuelto
Temperatura
Fuente: NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-001-SEMARNAT-1996, Que establece los límites máximos
permisibles de contaminantes en las descargas de aguas residuales en agua y bienes nacionales
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Normatividad
Ley Federal de
Derechos de Aguas
Nacionales
Ley de Aguas
Nacionales
NOM-127-SSA1-1994 As, Cd, Cr,
Pb, CN
Secretaría de Salud
NOM-117-SSA1-1994 As, Cd, Pb
Secretaría de Economía
NOM-014-CONAGUA-2003 Fe,
Ag, Se
Secretaría de Turismo
SAGARPA
Ley general del
equilibrio ecológico
SEMARNAT
LEYES
NOM-001-SEMARNAT-1996
Metales
STPS
Secretaría de Energía
Secretaría de Comunicaciones
y Transporte
SEGOB
Secretaría de
Seguridad Pública
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Limites máximos permisibles en descarga industrial
Límites máximos permisibles para metales pesados y cianuros
Parámetros
Embalses
naturales y
artificiales
Ríos
Aguas costeras
Suelo
Explotación
Uso Protección Uso en
Uso público
pesquera,
público de vida
riego
Recreación Estuarios
urbano
navegación y
urbano acuática agrícola
otros usos
mg/L
(promedio
mensual)
Uso en
riego
agrícola
Uso en
Humedales
riego
naturales
agrícola
Arsénico
0.2
0.1
0.1
0.2
0.1
0.1
0.2
0.1
0.2
0.1
Cadmio
0.2
0.1
0.1
0.2
0.1
0.1
0.2
0.1
0.05
0.1
Cianuro
2
1
1
2
1
1
2
1
2
1
Cobre
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
Cromo
1
0.5
0.5
1
0.5
0.5
1
0.5
0.5
0.5
Mercurio
0.01
0.005
0.005
0.01
0.005
0.01
0.01
0.01
0.005
0.005
Níquel
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Plomo
0.5
0.2
0.2
0.5
0.2
0.2
0.5
0.2
5
0.2
Zinc
10
10
10
10
10
10
10
10
10
10
Fuente: NORMA OFICIAL MEXICANA NOM-001-SEMARNAT-1996, Que establece los límites máximos permisibles de contaminantes en
las descargas de aguas residuales en agua y bienes nacionales
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
SECTOR AMBIENTAL
NOM-001-SEMARNAT-1996
DISOLUCIONES CALIBRANTES
Elementos tóxicos
NOM-002-SEMARNAT-1996
NOM-004-SEMARNAT-2002
NOM-021-SEMARNAT-2000
NOM-052-SEMARNAT-2005
NOM-053-SEMARNAT-1993
PROY-NOM-088-ECOL-1994
SECTOR SALUD Y ALIMENTOS
NOM-002-SSA1-1993
NOM-004-SSA1-1993
NOM-041-SSA1-1993
As
Cd
NOM-042-SSA1-1993
NOM-091-SSA1-1994
NOM-117-SSA1-1994
NOM-121-SSA1-1994
NOM-127-SSA1-1994
Pb
NOM-130-SSA1-1995
Hg
NOM-147-SSA1-1996
NOM-131-SSA1-1995
NOM-159-SSA1-1996
NOM-184-SSA1-2002
NOM-185-SSA1-2002
NOM-186-SSA1/SCFI-2002
NOM-187-SSA1/SCFI-2002
NOM-213-SSA1-2002
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
DISOLUCIONES CALIBRANTES
IMPACTO EN LA NORMATIVIDAD MEXICANA
Actividades del Gobierno
PROY-NOM-088-ECOL-1994
Aprovechamiento Forestal
NOM-021-SEMARNAT-2000
Fabricación de Productos
Metálicos
NOM-002-SSA1-1993
NOM-033-SCFI-1994
Bebidas y Tabaco
NOM-041-SSA1-1993
NOM-142-SSA1-1995
Agua y Gas
NOM-117-SSA1-1994
NOM-127-SSA1-1994
Industrias Manufactureras
NOM-010-SSA1-1993
NOM-015/1SCFI/SSA-1994
NOM-040-SSA1-1993
NOM-201-SSA1-2002
NOM-231-SSA1-2002
Manejo de Desechos
NOM-001-SEMARNAT-1996
NOM-002-SEMARNAT-1996
NOM-003-SEMARNAT-1997
NOM-004-SEMARNAT-2002
NOM-004-SSA1-1993
NOM-005-SSA1-1993
NOM-006-SSA1-1993
NOM-008-SSA1-1993
NOM-009-SSA1-1993
NOM-011-SSA1-1993
NOM-031-ECOL-1993
NOM-052-SEMARNAT-2005
NOM-053-SEMARNAT-1993
NOM-098-SEMARNAT-2002
NOM-147-SEMARNAT/SSA12004 PROY-NOM-089-ECOL1994
Agropecuaria
NOM-004-ZOO-1994
NOM-010-ZOO-1994
NOM-015-ZOO-1994
NOM-016-ZOO-1994
NOM-035-SSA1-1993
NOM-141-SEMARNAT-2003
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
Industria Alimentaria
NOM-042-SSA1-1993
NOM-086-SSA1-1994
NOM-091-SSA1-1994
NOM-121-SSA1-1994
NOM-130-SSA1-1995
NOM-131-SSA1-1995
NOM-147-SSA1-1996
NOM-159-SSA1-1996
NOM-184-SSA1-2002
NOM-185-SSA1-2002
NOM-186-SSA1/SCFI-2002
NOM-187-SSA1/SCFI-2002
NOM-213-SSA1-2002
Pesca y Caza
NOM-028-SSA1-1993
NOM-029-SSA1-1993
NOM-030-PESC-2000
NOM-031-PESC-2000
NOM-032-SSA1-1993
NOM-129-SSA1-1995
Servicios Profesionales
PROY-NOM-211-SSA1-2002
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Organigrama del CENAM
Dirección
General
Órgano
interno de
Control
Dirección de
Administración
y Finanzas
División de
Asuntos
Jurídicos
División de
Finanzas
División de
Administración
Dirección de
Metrología
Eléctrica
División de
Mediciones
Electromagnéticas
División de
Termometría
División de
Aseguramient
o de calidad
Dirección de
Metrología
Física
Dirección de
Metrología
Mecánica
Dirección de
Metrología de
Materiales
Dirección
Servicios
Tecnológicos
División de
Acústica y
Vibraciones
División de
Metrología
Dimensional
División de
Materiales
Metálicos
División de
Enlace
Industrial
División de
Óptica y
Radiometría
División de
Metrología de
Fuerza y
Presión
División de
Materiales
Cerámicos
División de
Apoyo
Tecnológico
División de
Tiempo y
Frecuencia
División de
Metrología de
Masa y
Densidad
División de
Metrología de
Flujo y Volumen
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
División de
Materiales
Orgánicos
Organismo descentralizado
de la Secretaria de Economía.
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Laboratorios y sistemas Primarios de la División de Materiales Metálicos
División de Materiales Metálicos
Espectrometría de masas de alta resolución acoplado inductivamente
Cuarto limpio / dilución isotópica
Sistema primario de dilución isotópica.
Espectrometría de emisión atómica con plasma acoplado inductivamente.
Espectrometría de absorción atómica / horno de grafito
Espectrometría de absorción atómica
Espectrometría
Espectrometría de ultravioleta visible
Determinador de gases en materiales sólidos
Preparación gravimétrica de materiales de referencia
Preparación de muestras para espectrometría
Digestión de muestras para espectrometría
Sistema de pre tratamiento de agua.
Gravimetría
Gravimetria Preparación de muestras para métodos clásicos.
Sistema primario de gravimetría.
Titulación Colulombimetrica a corriente contante.
Sistema primario de titulación coulombimetrica a corriente constante.
Electroquímica Preparación de muestras para gravimetría / electro gravimetría
Sistema primario de electrogravimetría
Titulación gravimétrica potenciométrica
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
¿Qué es la Metrología?
“Ciencia de la medición”
Aspectos teóricos, aspectos técnicos, aspectos legales.
Fuente: VIM 2009
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Material calibrante empleado en métodos clásicos
Material de
Referencia
(concentración
conocida)
Muestra
(concentración
desconocida)
Material de calibrante empleado en métodos espectrométricos
Curva de Calibración
0.2
0.18
y = 0.0183x + 0.0005
R² = 1
0.16
0.14
0.12
0.1
Medición de la Concentración
0.08
0.06
0.04
0.02
0
0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
Concentración en mg/L
2 g
4 g
6 g
8 g
10
12 g
10.0
12.0
Funciones de la División de Materiales Metálicos
Comparaciones
internacionales
Desarrollo,
producción y
certificación
de MRC
Publicaciones
técnicas
Apoyo técnico
a laboratorios
que realizan
mediciones
Químicas.
División de
Materiales
Metálicos (Agua)
Participación en
la regulación
Normatividad
(NOM y NMX)
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
Ensayos de
aptitud
técnica
Cursos de
capacitación
en metrología
química
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Sistema Metrológico Mundial
Traza de elementos en agua
de beber
Traza de elementos en agua
Metales tóxicos en pescado
Cd, Pb, Zn, As, Cu, Ni,
Ba
Cd, Pb, Zn.
Cd, Zn
Cd, Pb, Zn, As, Al, Cr, Cu, Ni, en
agua
Fe, Pb, Se, Ag en agua
GULFMET
SADCMET
Fuente: Curso básico de Metrología. CENAM, 2011.
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Sistema Metrológico Mundial
Nombre
Pb, Cd en sedimento
HCl
Chloride
HCl
Cd en sedimento
Disoluciones calibrantes de aniones Cloruros.
Preparación de disoluciones elementales de
Cu, Mg
Medición de Hg en agua pura
Análisis de HCl
Análisis de EDTA
Disoluciones calibrantes mono elementales
Medición de Hg en agua natural
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
Comparación
CCQM-K13
Año
2000
INM coordinador
IRMM
CCQM-P19 (Ampoule set 2)
2001
NIST
CCQM-P32
2001
EMPA
CCQM-P19.1 (AMPOULE),
(BOTTLE)
2002
NIST
CCQM K13.1
CCQM-K29.1
2003
2004
NIST
SMU
CCQM-P46
2004
NIST
CCQM P100.1
CCQM-K73
CCQM-P112
CCQM-K87
CCQM P100.2
2007
2009
2009
2011
2007/2008
PTB/BAM/LNE
NIST
BAM/SMU/PTB
PTB
PTB/BAM/LNE
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Materiales de Referencia Certificados
Disoluciones Calibrantes
H
He
+
Li
Be
B
Na Mg
K
Rb
Al
Ca Sc
V
Cr
Mn Fe Co
Ni
Si
N
P
O
S
Cu Zn Ga Ge As Se
Y
Zr
Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd
In
Sn Sb Te
Cs Ba
Ba La
Hf
Ta
Tl
Pb
Fr
Sr
Ti
C
W
Re Os
Ir
Pt
Au Hg
Bi
Po
F-
Ne
-
Br
Cl
Desarrollados
6
1998
Ar
8
1999
Kr
9
2000
3
2001
I
Xe
3
2002
At
Rn
1
2005
1
2008
1
2010
Ra Ac Ku Ha
Ce
Pr
Th Pa
Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho
U
Np Pu Am Cm Bk
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
Cf
Er Tm Yb Lu
Es Fm Md No Lw
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Ensayos de aptitud Técnica
Cadmio
20
Ejemplo de mediciones de
metales en agua residual
16
8
4
0
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Año
Arsénicos
24
20
16
% CV
% CV
12
12
8
4
0
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Año
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Ensayos de aptitud Técnica
Ejemplo de mediciones de metales en agua residual
Mercurio
300
250
% CV
200
150
100
50
0
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Año
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Ensayos de aptitud Técnica
Cromo Hexavalente
25
20
Ejemplo de mediciones de
metales en agua residual
% CV
15
10
5
0
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Año
Cianuro
50
40
% CV
30
20
10
0
1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
Año
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Ensayos de aptitud Técnica
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Personal de la División de Materiales Metálicos
I.Q. Judith Velina Lara Manzano.
M. en C. María del Rocío Arvizu Torres.
Dr. José Luis Ortíz Aparicio.
Dra. Flora E. Mercader Trejo.
M. en C. Edith Valle Moya.
I.Q. Francisco Segoviano Regalado.
Q en A. Pedro Ramírez Cruz.
I.A. Griselda Rivera Sanchez.
I.Q. Itzel Santiago Castellanos.
I.M. Alejandro Alvarado Alvarado.
Q en A. Aura Bibiana García Alcántara.
I.Q.M. Francisco Javier Matehuala
Sánchez.
I.Q. Jazmín Montero Ruíz.
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.
Gracias por su atención.
AÑO INTERNACIONAL DE QUIMICA 2011
“Mediciones químicas para nuestra vida, nuestro futuro”.