METODO CH-5 (2)

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METODO CH-5: DETERMINACION
ESTACIONARIAS
DE
1.0
Principio y Aplicabilidad.
1.1
Principio
LAS
EMISIONES
DE
PARTICULAS
DESDE
FUENTES
Se basa en extraer isocinéticamente el material particulado de una fuente y se recoge en
un filtro de fibra de vidrio mantenido a una temperatura del rango de 120 ± 14 ºC (248 ±
25 ºF) u otra temperatura según se especifique en la reglamentación aprobada por la
Autoridad Competente, para una aplicación en particular. La masa de particulado, que
incluye todo material que se condense a ó sobre temperatura de filtración, se
determinará gravimétricamente después de llevar a sequedad.
1.2
Aplicabilidad
Este método se aplica para determinar las emisiones de partículas desde una fuente
estacionaria.
2.0
Aparatos.
2.1
Tren de muestreo
En la figura 5-1 se entrega un esquema del tren de muestreo utilizado en este método.
Se entregan los detalles completos de su construcción en el documento PB-203060 (Cita
2 en la Bibliografía).
Los procedimientos de operación y de mantenimiento del tren de muestreo se describen
en el documento PB-209022 (Cita 3 en la Bibliografía). Puesto que el uso correcto es
importante para obtener resultados válidos, todos los usuarios deben leer el documento
PB-209022 y adoptar los procedimientos de operación y mantenimiento que se indican
allí, a menos que se especifique lo contrario. El tren de muestreo consiste en los
siguientes componentes:
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2.1.1
Boquilla de la sonda
De acero inoxidable (316) o de vidrio con el borde principal afilado y ahusado. El ángulo
de ahusamiento debe ser igual ó menor a 30 y este ahusamiento debe ir por el exterior
para mantener un diámetro interno constante. La boquilla de la sonda debe tener un
diseño de gancho o codo, a menos que la Autoridad Competente indique lo contrario. Si
la boquilla está hecha de acero inoxidable, debe ser construida de un tubo sin costura. Se
pueden usar otros materiales, sujetos a la aprobación Autoridad Competente.
Se debe tener a disposición un rango de tamaños de boquilla adecuados para muestreo
isocinético, por ejemplo, 0,32 a 1,27 cm (1/8 a 1/2 pulg.), o mayor si se usan trenes de
muestreo de volúmenes superiores, con diámetros internos (DI) en aumentos de 0,16 cm
(1/16 pulg.). Cada boquilla debe estar calibrada conforme a los procedimientos indicados
en la sección 5. Cada boquilla debe ser marcada con un número de identificación para los
fines de inventario y de calibración.
2.1.2
La sonda
Tubo de vidrio de cuarzo o de borosilicato con un sistema calefactor con la capacidad
para mantener, durante el muestreo, la temperatura del gas en la salida de la sonda a
120 ± 14 ºC (248 ± 25 ºF). (Durante la medición se puede optar por operar el equipo a una
temperatura inferior a la especificada). Ya que, generalmente, no se monitorea la
temperatura real en la salida de la sonda durante el muestreo, se consideran aceptables
las sondas fabricadas conforme a PB-203060 y que utilizan curvas de calibración de PB209022 (o calibradas según el procedimiento señalado en PB-209022).
Es posible usar sondas de vidrio de cuarzo o de borosilicato para temperaturas de
chimenea de hasta aproximadamente 480 ºC (900 ºF). Se usará solo de cuarzo para
temperaturas entre 480 y 900 ºC (900 y 1.650 ºF). Se pueden usar ambos tipos de sondas
a temperaturas más elevadas que las especificadas, pero durante breves períodos de
tiempo, sujeto a la aprobación de la Autoridad Competente. La temperatura de
reblandecimiento para el vidrio de borosilicato es de 820 ºC (1.508 ºF) y para el cuarzo,
1.500 ºC (2.732 ºF).
Cuando resulte práctico, se deben hacer todos los esfuerzos posibles para usar sondas de
vidrio de cuarzo o de borosilicato. Alternativamente, se pueden usar sondas de metal
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construidas de tubería sin costura (por ejemplo, acero inoxidable 316 u otros metales
anticorrosivos), sujetos a la aprobación de la Autoridad Competente.
2.1.3
Tubo Pitot
Se usa un tubo Pitot tipo S, tal como está descrito en la sección 2.1 del Método CH-2, u
otro aparato aprobado por Autoridad Competente. El tubo Pitot debe estar adherido a la
sonda (según se muestra en la figura 5-1) para permitir un monitoreo constante de la
velocidad del gas de chimenea. El plano el orificio de impacto del tubo Pitot (alta presión)
debe estar al mismo nivel o sobre el plano de entrada de la boquilla (ver Método CH-2,
Fig. 2-6B) durante el muestreo. El montaje del tubo Pitot tipo S debe tener un coeficiente
conocido, determinado según se indica en la sección 4 del Método CH-2.
2.1.4
Medidor de la presión diferencial
Manómetro inclinado o un equipo equivalente (dos), según se describe en la sección 2.2
del Método CH-2. Un manómetro se usará para obtener lecturas del diferencial de
presión de la velocidad ( p), y el otro para lecturas del diferencial de presión en la placa
orificio.
2.1.5
Portafiltro
De vidrio de borosilicato, con un disco de vidrio fritado para soporte del filtro y una
empaquetadura de silicona. Se pueden usar otros materiales de construcción (por
ejemplo, acero inoxidable, Teflón, Viton), sujeto a la aprobación de la Autoridad
Competente. El diseño del portafiltro debe proporcionar una eficaz obturación contra
filtraciones desde el exterior o alrededor del filtro. El portafiltro debe conectarse
inmediatamente a la salida de la sonda (o del ciclón, en caso de ser utilizado).
2.1.6
Sistema calefactor para el filtro
Todo sistema calefactor con la capacidad para mantener, durante el muestreo, una
temperatura alrededor del portafiltro de 120 ± 14ºC (248 ± 25 ºF).
Alternativamente, el operador puede optar por operar el equipo a una temperatura más
baja de lo especificado, sujeto a la aprobación de la Autoridad Competente. Se debe
instalar un medidor de temperatura con la capacidad para medir temperaturas dentro de
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3 ºC (5,4 ºF), con el objeto de regular y monitorear la temperatura alrededor del
portafiltro durante el muestreo. También es posible utilizar sistemas calefactores
distintos de los que se muestran en PB-203060.
2.1.7
Condensador
Se puede usar el siguiente sistema para determinar el contenido de humedad del gas en
el ducto o chimenea: 4 impingers conectados en serie con accesorios de vidrio
esmerilado sin filtraciones o cualquier sistema de conexiones no contaminantes, libre de
filtraciones. El primer, tercer y cuarto impingers deben ser del tipo Greenburg-Smith
modificado, consistente en el reemplazo de la punta por un tubo de vidrio de DI de 1,3
cm (1/2 pulg.) que se extiende hasta 1,3 cm (1/2 pulg.) desde el fondo del frasco. El
segundo impinger también debe ser del tipo Greenburg-Smith pero con la punta
estándar. Es posible usar modificaciones, sujetas a la aprobación de la Autoridad
Competente, (por ejemplo, usar conexiones flexibles entre los impingers, usar materiales
de vidrio o líneas de vacío flexibles para conectar el portafiltros con el sistema
condensador). El primer y segundo impinger deben contener cantidades conocidas de
agua (sección 4.1.3), el tercero debe estar vacío y el cuarto, contener un peso conocido
de sílica gel o desecante equivalente.
Se debe colocar un medidor de temperatura, con la capacidad para medir temperaturas
dentro de 1,5% , a la salida del cuarto impinger para propósitos de monitoreo.
Alternativamente, se puede utilizar todo sistema que enfríe la corriente de gas y permita
medir la humedad y agua condensada que sale del sistema condensador, dentro de 1 mL.
o 1 g., según corresponda para cada caso, sujeto a la aprobación de la Autoridad
Competente. Se consideran medios aceptables para medir el agua condensada, ya sea
gravimétrica o volumétricamente, y para medir la humedad que sale del condensador, lo
siguiente: (1) monitorear la temperatura y presión a la salida del condensador y aplicar
las leyes de Dalton de las presiones parciales, o (2) pasar la corriente de gas a través de
una trampa de sílica gel tarada (o desecante equivalente) con los gases de salida
mantenidos a menos de 20 ºC (68 ºF) y determinar la ganancia en peso de la sílica.
En caso de usar otros medios distintos de la sílica gel para determinar el contenido de
humedad que sale del sistema condensador, se recomienda seguir usando la sílica gel (o
equivalente) entre el sistema condensador y la bomba para evitar la condensación de la
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humedad en la bomba e instrumentos de medición y también para evitar el tener que
hacer correcciones, relacionadas con la humedad, en el volumen medido.
NOTA: Si además del contenido de humedad se desea determinar el material particulado
retenido en los impingers, entonces se debe emplear el sistema de impingers ya descrito,
sin ninguna modificación. La Autoridad Competente o estudios individuales que
requieren esta información se les debe comunicar tanto la recuperación de las muestras
como los análisis del contenido de los impingers.
2.1.8
Sistema de medición
Medidor de vacío, bomba sin filtraciones, medidor de temperaturas con la capacidad
para medir temperaturas dentro 1,5% , medidor de gas seco con la capacidad para medir
el volumen dentro de un 2%, y el equipo adecuado, según se muestra en la figura 5-1.
También se pueden usar otros sistemas de medición con la capacidad para mantener
velocidades de muestreo dentro de un 10% de la velocidad isocinética y para determinar
volúmenes de muestras dentro de un 2%, sujetos a la aprobación de la Autoridad
Competente. Cuando se usa un sistema de medición junto con un tubo Pitot, entonces el
sistema debe permitir chequeos de las velocidades isocinéticas.
Es posible utilizar trenes de muestreo que emplean sistemas de medición diseñados para
velocidades de flujo más altas que las descritas en PB-203060 o PB-209022, siempre y
cuando se cumpla con las especificaciones de este método.
2.1.9
Barómetro
Barómetro de mercurio, aneroide u otro, con la capacidad para medir presiones
atmosféricas dentro de 2,5 mm Hg (0,1 pulg. Hg). En muchos casos, se pueden obtener
lecturas barométricas de estaciones del Servicio Nacional Meteorología; en ese caso, se
pedirá el valor a la estación (que corresponde a la presión barométrica absoluta) y se
aplicará un ajuste para las diferencias de altura entre la estación meteorológica y el
punto de muestreo a una razón de -2,5 mm Hg (0,1 pulg. Hg) por cada 30 m (100 pies)
cuando la altura del punto de muestreo esta por sobre el nivel de la estación o viceversa
para cuando la altura esta por debajo del nivel.
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2.1.10
Equipo para determinar la densidad del gas
Sensor de la temperatura y medidor de presión, según se describe en las secciones 2.3 y
2.4 del Método CH-2 y, en caso de ser necesario, un analizador de gas, según se describe
en el Método CH-3. De preferencia, el sensor de temperatura debe permanecer
ensamblado con el tubo Pitot o sonda de muestreo en una configuración fija, de tal modo
que la punta del sensor se extienda más allá del borde principal de la cubierta de la
sonda y no toque ningún metal. Alternativamente, el sensor puede ensamblarse justo
antes de ser usado en terreno. Sin embargo, se debe considerar que si el sensor de la
temperatura se ensambla en terreno, entonces éste se debe ubicar en una disposición
libre de interferencias con respecto a las caras abiertas del tubo Pitot tipo S (ver el
Método CH-2, Fig. 2-7). Como una segunda alternativa, si se introduce una diferencia no
mayor a 1% en la medición de la velocidad promedio, no es necesario ensamblar el
medidor de la temperatura a la sonda o tubo Pitot. (Esta alternativa está sujeta a la
aprobación de la Autoridad Competente respectiva).
2.2
Recuperación de muestras. Se necesitan los siguientes ítemes:
2.2.1
Escobillas para la sonda y para la boquilla de la sonda
Escobillas con cerdas de nylon y mangos de alambre de acero inoxidable. La escobilla
para la sonda debe ser extendible (por lo menos del mismo largo que la sonda) de acero
inoxidable, nylon, teflón o cualquier otro material inerte similar. Las escobillas deben
poseer el tamaño y forma adecuada para escobillar el interior de la sonda y la boquilla.
2.2.2
Botellas de lavado
Se recomiendan 2 botellas de lavado de vidrio. Se pueden usar botellas de lavado de
polietileno, a opción del operador. Además se recomienda no guardar la acetona en
botellas de polietileno por más de un mes.
2.2.3
Recipientes de vidrio para almacenar muestras
Botellas químicamente resistentes, de vidrio de borosilicato para lavados con acetona,
de 500 ml o 1000 ml. El revestimiento de las tapas roscas debe ser de goma con teflón o
estar hecho de tal forma que no se filtren y sean resistentes a los ataques químicos
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producidos por la acetona. (Se ha comprobado que las botellas de vidrio de boca angosta
son menos propensas a tener filtraciones.).
2.2.4
Cajas Petri
Para el filtro con las muestras, se utilizan cajas de vidrio o polietileno, a menos que la
Autoridad Competente respectiva lo especifique de otro modo.
2.2.5
Probeta y/o balanza
Para medir el agua condensada dentro de 1 mL. o 1 g., las probetas no deben tener
subdivisiones superiores a 2 mL. La mayoría de las balanzas de laboratorio poseen la
capacidad de medir dentro de 0,5 g. o menos. Cualquiera de estas balanzas resulta
apropiada aquí y en la sección 2.3.4.
2.2.6
Recipientes plásticos para almacenar
Recipientes herméticos para guardar la sílica gel.
2.2.7
Embudo y varillas de vidrio con punta de goma
Para ayudar a transferir la sílica gel al recipiente. No es necesario que la sílica gel se pese
en terreno.
2.2.8
Embudo
De vidrio y polietileno, para ayudar a recuperar la muestra.
2.3
Análisis
Se necesita el siguiente equipo para realizar los análisis:
2.3.1
Platillos de vidrio para pesar.
2.3.2
Desecador.
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2.3.3
Balanza analítica
Para medir dentro de 0,1 mg.
2.3.4
Balanza de terreno
Para medir dentro de 0,5 g.
2.3.5
Vasos de precipitados de 250 mL.
2.3.6
Higrómetro
Para medir la humedad relativa del ambiente en el laboratorio.
2.3.7
Medidor de la temperatura
Para medir la temperatura ambiente en el laboratorio
3.0
Reactivos.
3.1
Muestreo
Los reactivos que se emplean en los muestreos son los siguientes:
3.1.1
Filtros
Filtros de fibra de vidrio, sin aglutinante orgánico, que posean al menos un 99,95% de
eficiencia (menos del 0,05 % de penetración) para partículas de humo de Di octil Ftalato
de 0,3 micrones. En fuentes que contienen SO2 o SO3, el material del filtro debe ser de un
tipo que no reaccione con el SO2 o SO3. Se puede utilizar la Cita 10 en la sección 8,
Bibliografía, para seleccionar el filtro adecuado.
3.1.2
Sílica gel
Indicando el tipo, con granulometría entre 6 y 16 mallas. Si se ha utilizado previamente,
se debe regenerar secándola a 175 C (350 F) durante 2 horas. También se puede usar
sílica gel nueva, tal como se recibió. Alternativamente, se pueden emplear otros tipos de
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desecantes (equivalentes o mejores), sujetos a la aprobación de la Autoridad
Competente respectiva.
3.1.3
Agua
Cuando se requiere analizar el material atrapado en los impingers, usar agua destilada y
desionizada. Se debe efectuar blancos de agua antes de usarla en terreno para descontar
del valor medido en las muestras de muestreo la cantidad de residuo del agua.
3.1.4
Hielo molido
3.1.5
Grasa de sellado
Grasa de silicona estable al calor e insoluble en acetona. Esto no es necesario si se usan
conectores que se atornillan con extremos de teflón. Como alternativa, también se
pueden usar otros tipos de grasa de sellado, sujeto a la aprobación de la Autoridad
Competente respectiva.
3.2
Recuperación de la muestra.
Se necesita acetona grado analítico, con un residuo menor al 0,001%, en botella de
vidrio. Generalmente, la acetona en recipientes metálicos posee un blanco elevado de
residuo y no se debe usar. A veces, los proveedores cambian la acetona desde recipientes
metálicos a botellas de vidrio. Por lo tanto, efectuar los blancos de acetona antes del uso
en terreno y sólo se debe usar acetona que presenta valores bajos de blanco (menores al
0,001%). En ningún caso se debe restar del peso de la muestra el valor de blanco superior
a 0,001% del peso de la acetona usada.
El blanco de acetona se determinará seleccionando una muestra correspondiente al 25%
del lote o partida adquirida. De esta muestra se toma una porción 200 mL. directamente
de la botella seleccionada, para realizar el análisis gravimétrico al blanco de acetona.
3.3
Análisis
Se necesitan 2 reactivos para llevar a cabo los análisis:
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3.3.1
Acetona
Igual que en el punto 3.2
3.3.2
Desecante
Sulfato de calcio anhídro, indicando el tipo o sílica gel de acuerdo a especificaciones
indicada en el punto 3.1.2. Alternativamente, es posible emplear otros tipos de
desecantes, sujetos a la aprobación de la Autoridad Competente respectiva.
4.0
Procedimiento.
4.1
Muestreo
La complejidad de este método es tal que con el objeto de obtener resultados
confiables, los operadores deben ser calificados y tener experiencia con los
procedimientos para realizar los muestreos. Para ello, la Autoridad Competente,
establecerá los mecanismos por lo cuales se acreditará dicha competencia.
Las mediciones se realizarán considerando tres corridas de muestreo en aquellas fuentes
que resulten tener un caudal igual o superior a 1000 m3/Hr. estandarizado y dos corridas
con caudal menor a este valor (en ambos casos se deberá considerar el caudal corregido
por exceso de aire de acuerdo al tipo de combustible utilizado por la fuente). Los
resultados que se obtengan deben ser coherentes entre si, por lo que la fuente debe
medirse en una misma condición, salvo que la Autoridad Competente indique lo contrario
para lo cual una dispersión menor a un 12,1% (porcentaje de desviación estándar sobre
la media aritmética) se considera aceptable en el caso de un valor medio superior a 56
mg/m3 estandarizado. Si el promedio aritmético de las concentraciones es igual o inferior
56 mg/m3 estandarizado se considera como criterio de aceptabilidad una desviación
estándar de 7 mg/m3 estandarizado.
4.1.1
Preparación previa al muestreo
Se sugiere que el equipo de muestreo cuente con el mantenimiento señalado en el
procedimiento descrito en el documento PB-209022.
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Pesar, lo más cercano a los 0,5 g., varias porciones de 200 a 300 g. de sílica gel en
recipientes herméticos. Registrar el peso total de la sílica gel más el recipiente, para
cada uno de los recipientes. Como una alternativa, no es necesario pesar previamente la
sílica gel, pudiendo pesarla directamente en el impinger justo antes del montaje del tren.
Revisar visualmente los filtros contra la luz para detectar irregularidades, fallas o
filtraciones casi imperceptibles. Marcar los filtros de diámetro adecuado en la parte
posterior cerca del borde. Como una alternativa, se pueden marcar los envases de
transporte (cajas Petri de vidrio o plástico) y mantener los filtros en estos envases
durante todo el tiempo, excepto durante el muestreo y pesaje.
Desecar los filtros a 20 ± 5,6 C (68 ± 10 F) y a presión ambiente durante al menos 24
horas y pesar a intervalos no inferiores a 6 horas hasta obtener un peso constante, es
decir, cambio de 0,5 mg. del pesaje anterior; registrar los resultados al 0,1 mg. Durante
cada pesaje, no se debe exponer el filtro a la atmósfera del laboratorio por un período
mayor de 2 minutos y a una humedad relativa sobre el 50%. Alternativamente, (a menos
que la Autoridad Competente respectiva lo especifique de otro modo), se pueden secar
los filtros en un horno a 105 C (220 F) durante 2 o 3 horas, desecar durante 2 horas y
pesar.
Se pueden usar otros procedimientos fuera de los descritos, que dan cuenta de los
efectos de humedad relativa, sujetos a la aprobación de la Autoridad Competente
respectiva.
4.1.2
Determinaciones preliminares
Seleccionar el sitio de muestreo y el número mínimo de puntos de muestreo, según el
Método CH-1 o según lo especifique la Autoridad Competente respectiva. Determinar la
presión en la chimenea, la temperatura y el rango de la presión de velocidad de los gases
usando el Método CH-2. Se recomienda efectuar una revisión para detectar filtraciones
en las líneas del Pitot (ver el Método CH-2, sección 3.1). Determinar el contenido de
humedad usando el Método CH-4 de aproximación o sus alternativas con el propósito de
ajustar la velocidad de muestreo isocinético. Determinar el peso molecular seco del gas
de chimenea, según se describe en el Método CH-2, sección 3.6. En caso de usar el
muestreo integrado del Método CH-3 para determinar el peso molecular, la muestra
integrada de la bolsa se debe tomar simultáneamente con, y para la misma duración
total de tiempo que, la corrida de muestreo de partículas.
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Seleccionar un tamaño de boquilla, basándose en el rango de la presión de velocidad, de
modo que no sea necesario cambiar el tamaño de la boquilla para mantener las
velocidades de muestreo isocinético. Durante la corrida no se debe cambiar el tamaño
de la boquilla. Asegurarse de seleccionar el adecuado medidor de presión diferencial
para el rango de las presiones de velocidad observadas (ver la sección 2.2 del Método
CH-2).
Seleccionar una línea y largo de sonda adecuado, de tal modo que todos los puntos
transversales puedan ser muestreados. Para chimeneas grandes, se debe considerar la
posibilidad de tomar muestras desde los lados opuestos de la chimenea para reducir el
largo de las sondas. En chimeneas de diámetros mayor de tres (3) metros se debe
considerar 4 puertos de muestreo distribuidos a 90º sobre el perímetro de la chimenea.
Seleccionar un tiempo total de muestreo mayor o igual al tiempo mínimo total de
muestreo indicado en los procedimientos de muestreos para la industria específica de
modo que: (1) el tiempo de muestreo por punto no sea inferior a 2 minutos (o un intervalo
de tiempo mayor conforme a lo especificado por la Autoridad Competente respectiva), y
(2) el volumen de muestra tomado (corregido a condiciones estándares) exceda el
volumen total mínimo requerido de muestra de gas (1,0 m3 estándar, para fuentes fijas
donde se estime que emitan concentraciones de material particulado inferior o igual a
20 (mg/m3N) y 0,6 m3 estándar para fuentes fijas que emitan concentraciones superiores
a 20 (mg/m3N). Esto último esta basado sobre un promedio aproximado de la velocidad
de muestreo. Para estos efectos se deberá considerar la concentración de material
particulado indicado en el último informe de muestreo isocinético oficial con una
antigüedad no mayor de dos años.
Se recomienda que el número de minutos muestreado en cada punto sea un entero o un
entero más medio minuto, con el fin de evitar errores al registrar el tiempo. El tiempo de
muestreo en cada punto debe ser el mismo.
En algunas circunstancias, por ejemplo, ciclos discontínuos de operación, puede ser
necesario tomar muestras en menos tiempo en los puntos transversales y obtener
volúmenes inferiores de muestras de gas. En estos casos, se debe obtener en primer
lugar la aprobación de la Autoridad Competente respectiva.
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4.1.3
Preparación del tren de recolección
Durante la preparación y montaje del tren de muestreo, se deben mantener tapado
todos los orificios donde puede ocurrir contaminación hasta antes del montaje o justo al
dar inicio al muestreo.
Colocar 150 mL. de agua en c/u de los 2 primeros impingers, dejar el tercer impinger
vacío y transferir aproximadamente 200 a 300 g. de sílica gel previamente pesada desde
su recipiente hasta el cuarto impinger. Se puede usar más sílica gel, pero una cantidad tal
que durante el muestreo no salga del impinger. Ubicar el recipiente en un lugar limpio
para más tarde usarlo en la recuperación de las muestras. Como alternativa, se puede
determinar el peso de la sílica gel más el impinger lo más cercano al 0,5 g. y registrarlo.
Con la ayuda de una pinza o de guantes quirúrgicos desechables, colocar un filtro
marcado (identificado) y pesado en el portafiltro (frita). Asegurarse que el filtro se
encuentre centrado y la empaquetadura bien colocada para evitar que la corriente de
gas salga por los costados del filtro. Revisar el filtro para ver si existen rasgaduras
después de terminar el montaje.
Cuando se emplean líneas de vidrio, se debe instalar la boquilla seleccionada usando un
"O-ring de Viton A" si las temperaturas de chimenea son inferiores a 260 C (500 F), y
cuando las temperaturas son más elevadas emplear una empaquetadura adecuada
(silicona, teflón, neopreno, o similar). Ver PB-209022 para más detalles. También es
posible usar otros sistemas de unión que emplean, ya sea, casquillos de teflón o de acero
inoxidable 316. Cuando se emplean líneas de metal, se debe instalar la boquilla en una
conexión mecánica directa libre de filtraciones. Marcar la sonda con una cinta resistente
al calor o por algún otro método para señalar la distancia adecuada adentro de la
chimenea o ducto para cada punto de muestreo.
Instalar el tren según se muestra en la figura 5-1, usando (en caso de ser necesario) una
capa muy fina de grasa de silicona en todas las uniones de vidrio esmerilado y
colocándola sólo en la parte exterior (ver PB-209022) para evitar la posibilidad de
contaminar. Se puede usar un ciclón de vidrio, sujeto a la aprobación de la Autoridad
Competente respectiva, entre la sonda y el portafiltro cuando se espera que el total de
partículas atrapadas exceda 100 mg. o cuando se presentan gotas de agua en el gas de
chimenea.
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Colocar hielo molido alrededor de los impingers.
4.1.4
Procedimientos para detectar filtraciones
4.1.4.1
Revisión para detectar filtraciones antes del muestreo.
Se recomienda, pero no se exige, una revisión de filtraciones. Si un operador opta por
realizar dicha revisión debe utilizar el siguiente procedimiento.
Después de montar el tren de muestreo, encender y ajustar los sistemas para
calefaccionar la sonda y el filtro a las temperaturas adecuadas de operación. Dejar que se
estabilice la temperatura. En caso de usar un "O-ring de Viton A" u otra conexión, libre de
filtración, para ensamblar la boquilla de la sonda a la línea de la sonda, es necesario, en el
sitio de muestreo, revisar el tren para ver si existen filtraciones tapando la boquilla y
luego produciendo un vacío de 380 mm. Hg. (15 pulg. Hg).
NOTA: Se puede utilizar un vacío menor, siempre y cuando éste no sea excedido durante
el muestreo.
Si se emplea una empaquetadura (silicona, teflón, neopreno, u otra), no se debe conectar
la sonda al tren durante la revisión de filtraciones. La revisión de filtraciones al tren se
debe hacer, en cambio, tapando en primer lugar la bocatoma del portafiltro (o la entrada
del ciclón, en caso de ser utilizado) y produciendo un vacío de 380 mm. Hg. (15 pulg. Hg.)
(ver la NOTA de más arriba). Enseguida, conectar la sonda al tren y hacer una revisión para
detectar fugas a un vacío de aproximadamente 25 mm. Hg. (1 pulg. Hg.).
Alternativamente, se puede revisar la sonda, para detectar filtraciones, con el resto del
tren de muestreo, en un sólo paso, a un vacío de 380 mm. Hg. (15 pulg. Hg). Se consideran
inaceptables las velocidades de filtración de más del 4% de la velocidad promedio de
muestreo ó 0,00057 m3/min. (0,02 pie3/min), la que sea menor.
Las siguientes instrucciones para revisar filtraciones en el tren de muestreo, descritas en
PB-209022 y PB-203060, pueden ser útiles. Hacer funcionar la bomba con la válvula de
ajuste fino (by-pass) completamente abierta y con la válvula de ajuste grueso
completamente cerrada. Abrir parcialmente la válvula de ajuste grueso y cerrar
lentamente la válvula de ajuste fino (by-pass) hasta alcanzar el vacío deseado. No se
debe invertir la dirección de la válvula de ajuste fino (by-pass), ya que esto provocaría
que el agua de los impingers se devuelva al portafiltro. Si se excede el vacío deseado, se
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debe efectuar una revisión para detectar filtraciones en el vacío mayor o terminar la
revisión como ya se indico anteriormente y recomenzar.
Una vez que ha finalizado la revisión de filtraciones, se debe, en primer lugar, sacar
lentamente el tapón de la bocatoma de la sonda, portafiltro o ciclón (en caso de ser
utilizado) y apagar inmediatamente la bomba de vacío. Esto evita que el agua en los
impingers se vaya al portafiltro y que la sílica gel se vaya al tercer impinger.
4.1.4.2
Revisiones para detectar fugas durante el desarrollo del muestreo. Si, durante la
ejecución de un muestreo, es necesario cambiar un componente (por ejemplo, montaje
de filtro o impinger), entonces se debe efectuar una revisión de fugas justo antes de
hacer el cambio. Esta revisión se debe llevar a cabo conforme al procedimiento indicado
en la sección 4.1.4.1 de más arriba, pero con la única excepción que se debe hacer a un
vacío igual o superior al valor máximo registrado hasta ese momento en el muestreo. Si
la velocidad de fugas no es superior a 0,00057 m3/min. (0,02 pie3/min) o al 4% de la
velocidad promedio de muestreo (la que sea menor), se consideran aceptables los
resultados y no es necesario corregir el volumen total de gas seco medido. Sin embargo,
si se obtiene una velocidad de fuga mayor, el operador deberá registrar la velocidad de la
fuga y planificar la corrección del volumen de muestra como se indica en la sección 6.3
de este método o rechazar la corrida de muestreo. Inmediatamente después de cambiar
los componentes, son opcionales las revisiones para detectar las fugas. Si se efectúan
estas revisiones, entonces se debe utilizar el procedimiento indicado en la sección 4.1.4.1
de más arriba.
4.1.4.3
Revisión para detectar filtraciones después de un muestreo
Es obligatorio revisar para ver si existen fugas al término de cada corrida de muestreo. La
revisión se debe hacer conforme a los procedimientos señalados en la sección 4.1.4.1,
pero con la diferencia de que se debe hacer a un vacío igual o superior al valor máximo
obtenido durante la corrida de muestreo. Si la velocidad de las fugas no es superior a
0,00057 m3/min. (0,02 pie3/min) o al 4% de la velocidad promedio de muestreo (la que
sea menor), se consideran los resultados aceptables y no es necesario corregir el
volumen total de gas seco medido. Sin embargo, si se obtiene una velocidad de filtración
mayor a 0,00057 m3/min. e inferior a 0,001 m3/min., el operador deberá registrar la
velocidad de filtración y podrá corregir el volumen de la muestra tal como se indica en la
sección 6.3 de este método o rechazar la corrida de muestreo.
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4.1.5
Operación del tren para el particulado
Durante la corrida de muestreo, mantener una velocidad de muestreo isocinética (dentro
de un 10% del isocinético real, a menos que la Autoridad Competente respectiva lo
especifique de otro modo) y una temperatura alrededor del filtro de 120 ± 14 ºC (248
±25 ºF).
Para cada corrida, se deberán registrar los datos requeridos de acuerdo a la hoja de datos
como la que se muestra en la figura 5-2. Se debe asegurar el registrar las lecturas
iniciales del medidor de gas seco. Registrar las lecturas del medidor de gas seco al
comienzo y al final de cada incremento del tiempo de muestreo, cuando se efectúan
cambios en las velocidades de flujo, antes y después de cada revisión de fugas y cuando
se detiene el muestreo. Tomar otras lecturas requeridas en la figura 5-2 por lo menos
una vez en cada punto de muestreo durante cada incremento de tiempo y lecturas
adicionales cuando cambios significativos (variación de 20% en las lecturas de la presión
de la velocidad) requieren de ajustes en la velocidad de flujo. Nivelar y colocar en cero el
manómetro. Ya que el nivel del manómetro y el cero se pueden desviar por vibraciones y
cambios en la temperatura, se deben realizar revisiones periódicas durante la
transversal.
Limpiar los puertos de muestreo antes del muestreo para minimizar la posibilidad de
tomar muestras del material depositado. Para comenzar el muestreo se debe retirar la
tapa de la boquilla, verificar que los sistemas para calefaccionar la sonda y el filtro se
encuentren a la temperatura adecuada y que el tubo Pitot y la sonda se encuentren en la
posición apropiada. Ubicar la boquilla en el primer punto transversal con la punta dirigida
directamente hacia la corriente de gas. Inmediatamente hacer funcionar la bomba y
ajustar el flujo a las condiciones isocinéticas. Se encuentran disponibles nomogramas,
que se utilizan para ajustar con rapidez la velocidad isocinética de muestreo sin cálculos
excesivos. Estos nomógramas están diseñados para emplearlos cuando el coeficiente del
tubo Pitot tipo S corresponde a 0,85 ± 0,02 y la densidad equivalente del gas de
chimenea (peso molecular seco) es igual a 29 ± 4. En PB-209022 se entregan los detalles
del procedimiento para utilizar nomógramas. Si Cp y Md se encuentran fuera de los rangos
establecidos más arriba, entonces no se deben usar nomógramas a menos que se
adopten los pasos necesarios (ver Cita 7 en la Bibliografía) para compensar las
desviaciones.
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Cuando la chimenea se encuentra bajo una presión negativa significativa (los cuellos de
los impingers deben tener una altura adecuada), se debe tener cuidado de cerrar la
válvula de ajuste grueso antes de insertar la sonda en la chimenea, para así evitar que el
agua se devuelva al portafiltro. En caso de ser necesario, se puede encender la bomba
con la válvula de ajuste grueso cerrada.
Cuando la sonda se encuentra en su posición, se deben bloquear los orificios alrededor de
la sonda y de los puertos de muestreo, para así evitar una dilución no representativa de la
corriente de gas.
Recorrer la sección transversal de la chimenea, como se requiere en el Método CH-1 o
según lo especifique la Autoridad Competente respectiva, teniendo cuidado de no
golpear la boquilla de la sonda en las paredes de la chimenea al tomar muestras cerca de
las paredes o cuando se esta desplazando o cuando se inserta la sonda a través de los
puertos de muestreo. Esto minimiza la posibilidad de extraer material depositado.
Durante la corrida de prueba, se deben hacer ajustes periódicos para mantener la
temperatura alrededor del portafiltro al nivel adecuado. Poner más hielo y, en caso de ser
necesario, agregar sal para mantener una temperatura inferior a 20 ºC (68 ºF) en la salida
del condensador. También se debe revisar periódicamente el nivel y el cero del
manómetro.
Si la caída de presión a través del filtro es demasiado alta, lo cual hace difícil mantener el
muestreo isocinético, entonces se puede cambiar el filtro en la mitad de un muestreo. Se
recomienda usar un montaje completo de filtro en vez de tratar de cambiar sólo el filtro.
Antes de instalar un nuevo montaje de filtro, se debe revisar para detectar fugas (ver
sección 4.1.4.2). El peso total de partículas debe incluir la suma de todo lo recuperado del
montaje de filtro.
Se debe usar un sólo tren para toda la corrida de muestra, excepto en casos donde se
requiere de un muestreo simultáneo en dos o más ductos separados o en dos o más
lugares diferentes dentro de un mismo ducto o en casos donde fallas en el equipo exigen
cambiar el tren. En todas las otras situaciones el uso de 2 o más trenes estará sujeto a la
aprobación de la Autoridad Competente respectiva.
Considerar que, cuando se emplean 2 o más trenes, se deben efectuar análisis por
separado de lo recuperado en la mitad anterior desde el portafiltro y también (en caso de
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ser aplicable) de lo recuperado de los impingers de cada tren, a menos que se usen
tamaños idénticos de boquillas en todos los trenes. En este caso, lo recuperado en la
mitad anterior desde el portafiltro de cada tren, se puede combinar (al igual que los
recuperado en los impingers) y efectuar un sólo análisis de lo recuperado en la mitad
anterior desde el portafiltro y un sólo análisis de lo recuparado en los impingers.
Consultar con la Autoridad Competente respectiva para los detalles concernientes al
cálculo de los resultados cuando se usan 2 o más trenes.
Al terminar la corrida de muestreo, cerrar la válvula de ajuste grueso retirar la sonda y
boquilla de la chimenea, apagar la bomba, registrar la lectura final del medidor de gas
seco y realizar una revisión de filtraciones después del muestreo, según se indica en la
sección 4.1.4.3. También se debe revisar para ver si existen filtraciones en las líneas de
Pitot como se señala en el Método CH-2, sección 3.1. Las líneas deben pasar la revisión
de filtraciones para validar los datos sobre la presión de la velocidad.
4.1.6
Cálculo del porcentaje de isocinetísmo
Calcular el porcentaje isocinético (ver cálculos, sección 6) para determinar si es válida la
corrida o si se debe hacer otra corrida de muestreo. Si existen dificultades para mantener
las velocidades isocinéticas debido a las condiciones de la fuente, entonces consultar a
la Autoridad Competente respectiva para una posible variación de las velocidades
isocinéticas.
4.2
Recuperación de muestras
El procedimiento adecuado de limpieza comienza cuando se retira la sonda de la
chimenea al finalizar el período de muestreo. Dejar que se enfríe la sonda.
Cuando sea posible manipular la sonda con seguridad, limpiar todo el material
particulado al exterior y cerca de la punta de la boquilla de la sonda y tapar para evitar
perder o aumentar el material particulado. No se debe destapar la punta de la sonda
mientras se enfría el tren de muestreo ya que esto podría crear un vacío en el portafiltro,
y por consiguiente llevar el agua desde los impingers hasta el portafiltro.
Antes de trasladar el tren de muestreo al lugar de limpieza, sacar la sonda del tren, quitar
la grasa de silicona y tapar la salida de la sonda que se encuentra abierta. Se debe tener
cuidado de no perder ningún condensado que pueda haber. Luego, sacar la grasa de
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silicona de la bocatoma del filtro donde estaba colocada la sonda y tapar. Retirar el
cordón umbilical del último impinger y taparlo. Si se usa una línea flexible entre el primer
impinger o condensador y el portafiltro, se debe desconectar la línea al portafiltro y dejar
que escurra toda el agua condensada o líquido a los impingers o condensadores. Después
de sacar la grasa de silicona, tapar la salida del portafiltro y la entrada del impinger. Para
tapar estos orificios se pueden usar tapones de vidrio esmerilado o tapas plásticas.
Trasladar la sonda y el montaje de filtro-impinger hacia el área de limpieza. Esta área
debe permanecer limpia y protegida del viento, de modo de minimizar las posibilidades
de contaminar o perder la muestra.
Inspeccionar el tren antes y durante el desmontaje y observar toda condición anormal.
Tratar las muestras del siguiente modo:
Recipiente Nº 1:
Sacar cuidadosamente el filtro del portafiltro y colocarlo en un recipiente de caja Petri
identificado. Emplear un par de pinzas y/o guantes quirúrgicos desechables para
manipular el filtro. En caso de ser necesario, doblar el filtro de tal modo que la masa
retenida de partículas permanezca dentro del doblez. Trasladar con mucho cuidado a una
caja Petri todo material particulado y/o fibras del filtro que se adhieran a la
empaquetadura del portafiltro, usando una escobilla de cerdas de nylon seca y/o un
cuchillo filudo. Luego se sella el recipiente.
Recipiente Nº 2:
Recuperar el material particulado y todo condensado desde: la boquilla, conexiones de la
línea de la sonda y de la mitad frontal del portafiltro; teniendo cuidado de no introducir
polvo del exterior de la sonda o de otras superficies externas en la muestra, lavando
estos componentes con acetona y colocando el lavado en un recipiente de vidrio con
tapa roscada y sello hermético. Se puede usar agua destilada en vez de acetona cuando
se cuenta con la aprobación de la Autoridad Competente respectiva, lo cual es
obligatorio en el caso de medición de fuentes de emisión de ácidos orgánicos. Cuando se
miden fuentes de emisión de pinturas, lacas o barnices se debe utilizar para el lavado el
solvente adecuado. En estos casos, guardar un blanco del lavado y seguir las indicaciones
de la Autoridad Competente correspondiente respecto de los análisis. Efectuar los
lavados con acetona del siguiente modo:
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Retirar cuidadosamente la boquilla de la sonda y limpiar la superficie interna, lavando
con acetona (con una botella de lavado) y escobillando con un cepillo de cerdas de nylon.
Cepillar hasta que el lavado de acetona no muestre partículas visibles, después de lo cual
se debe hacer un lavado final con acetona en la superficie interna.
Escobillar y lavar con acetona las partes internas de las conexiones, del modo ya indicado
hasta que no se observen partículas visibles.
Lavar la línea de la sonda con acetona, inclinando y rotando la sonda mientras se
introducen chorros de acetona por el extremo superior, de modo que toda la superficie
interna se moje con ésta. Dejar que la acetona escurra por el extremo inferior al
recipiente de la muestra. Se puede usar un embudo (de vidrio o de polietileno) para
ayudar a transferir los líquidos de lavado al recipiente. Después del lavado con acetona,
escobillar la sonda. Mantener la sonda en una posición inclinada, introducir chorros de
acetona en el extremo superior a medida que se empuja el cepillo por la sonda con un
movimiento circular. Poner un recipiente de muestreo debajo del extremo inferior de la
sonda y recoger toda la acetona y material particulado que salga de ésta. Pasar el cepillo
3 veces o más por la sonda hasta no observar material particulado visible que es
arrastrado hacia afuera con la acetona o hasta que no se observen ningún resto de
partículas en la línea de la sonda al inspeccionar visualmente. Con sondas de acero
inoxidable o de otro metal, pasar el cepillo en la forma ya indicada más arriba al menos 6
veces, ya que estas poseen pequeñas grietas donde puede quedar atrapado el material
particulado. Lavar el cepillo con acetona y recoger los lavados en el recipiente de
muestreo. Después del cepillado, efectuar un lavado final con acetona en la sonda tal
como se describe más arriba.
Se recomienda que 2 personas limpien la sonda para minimizar las pérdidas de muestra.
Entre corridas de muestreo, se deben mantener los cepillos limpios y protegidos de
contaminaciones.
Después de asegurarse de retirar de todas las uniones la grasa de silicona, limpiar el
interior de la mitad frontal del portafiltro, escobillando las superficies con un cepillo de
cerdas de nylon y lavando con acetona. Lavar cada superficie 3 o más veces, en caso de
ser necesario para eliminar todo material particulado visible. Efectuar un lavado final del
cepillo y del portafiltro. También lavar cuidadosamente el ciclón de vidrio (en caso de ser
utilizado). Después de haber recogido en el recipiente de muestreo todos los lavados de
acetona y el material particulado, cerrar la tapa del recipiente de muestreo de manera
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que no se evapore la acetona cuando se lleve al laboratorio. Marcar el nivel del fluido
para determinar si hubo filtraciones durante su transporte. Etiquetar el recipiente con
claridad para identificar su contenido.
Recipiente Nº 3:
Observar el color de la sílica gel para determinar si se ha gastado completamente y
anotar su condición. Transferir la sílica gel desde el cuarto impinger a su recipiente
original y sellar. Se puede emplear un embudo para vaciar la sílica gel y evitar derrames.
También se puede usar una varilla con punta de goma para ayudar a sacar la sílica gel del
impinger. No es necesario retirar las pequeñas cantidades de partículas de polvo que se
pueden adherir a las paredes del impinger y que son difíciles de sacar. Como se hace uso
de la ganancia en peso para calcular la humedad, no se debe emplear agua u otros
líquidos para trasladar la sílica gel. Si se dispone en terreno de una balanza, entonces
seguir el procedimiento para el recipiente 3 dada en la sección 4.3.
Agua en los impingers.
Tratar los impingers del siguiente modo: Hacer una marca de cualquier color o con una
cinta, en el líquido recolectado. Medir el líquido que se encuentra en los 3 primeros
impingers dentro de ± 1 mL, utilizando una probeta o pesando dentro de ± 0,5 g., con una
balanza (en caso de tener una disponible). Registrar el volumen o peso del líquido
presente. Esta información es necesaria para calcular el contenido de humedad del
efluente de gas. Botar el líquido después de medir y registrar el volumen o peso, a menos
que se requiera analizar el contenido de los impingers (ver NOTA, sección 2.1.7).
Si se emplea un tipo diferente de condensador, se debe medir la cantidad de humedad
condensada ya sea volumétricamente o gravimétricamente.
Cuando sea posible, enviar los recipientes de tal modo que permanezcan siempre
verticales.
4.3
Análisis
Registrar los datos requeridos en una hoja como la que se muestra en la figura 5-3.
Manipular cada recipiente con muestras de la siguiente manera:
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Recipiente Nº 1:
Transportar el recipiente con el contenido o transferir el filtro y todo material
particualdo suelto desde el recipiente de la muestra a un plato de vidrio tarado. Desecar
durante 24 horas en un desecador que contenga sílica gel según especificaciones
indicadas en 3.1.2, u otro desecante (previa aprobación de la Autoridad Competente).
Pesar a un peso constante y informar los resultados al 0,1 mg. más próximo. Para los fines
de esta sección, 4.3, el término "peso constante" implica una diferencia de no más de 0,5
mg. o un 1% del peso total menos el peso de la tara, el que sea mayor, entre 2 pesajes
consecutivos, con no menos de 6 horas de desecación entre los pesajes.
Recipiente Nº 2:
Observar el nivel del líquido en el recipiente y confirmar en la hoja de análisis si hubo o
no filtraciones durante su transporte. Si hubo una filtración significativa entonces, se
debe eliminar la muestra o usar métodos, sujetos a la aprobación de la Autoridad
Competente respectiva, para corregir los resultados finales. Enseguida medir el líquido
en el recipiente ya sea volumétricamente a ±1 mL. o gravimétricamente a ± 0,5 g.
Transferir los contenidos a un vaso de precipitado de 250 mL. tarado y evaporar hasta
sequedad a una presión y temperatura ambiente. Desecar durante 24 horas y pesar a un
peso constante. Informar los resultados al 0,1 mg. más próximo.
Recipiente Nº 3:
Pesar al 0,5 g. más próximo la sílica gel usada (o sílica gel más impinger) utilizando una
balanza. Este paso se puede efectuar en terreno.
Recipiente del blanco de acetona
Medir la acetona en el recipiente ya sea volumétricamente o gravimétricamente.
Transferirla a un vaso precipitado de 250 mL. previamente tarado, y evaporar hasta
sequedad a presión y temperatura ambiente. Desecar durante 24 horas y pesar a un peso
constante. Informar los resultados al 0,1 mg. más próximo.
NOTA: A opción del analista y sujeto a la aprobación de la Autoridad Competente
respectiva, los contenidos del recipiente Nº 2 al igual que el recipiente del blanco de
acetona se pueden evaporar a temperaturas mayores que la ambiental. Si se efectúa la
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evaporación a una temperatura mayor que la ambiental, ésta debe ser siempre menor a
50 C, y se debe efectuar en un vaso precipitado de 500 mL. previamente marcado en los
30 y 50 mL., cubierto por un vidrio reloj. Suspender la evaporación cuando el volumen de
muestra llegue al rango señalado anteriormente. Traspasar la muestra a un vaso
precipitado de 50 mL., tarado previamente y evaporar hasta sequedad a temperatura y
presión ambiente en desecador, y llevar a peso constante.
Tratar las muestras de acetona en un lugar que cuente con campana de extracción.
Cuando se tratan muestras provenientes de muestreos isocinéticos de fuentes con
combustible leña, no se acepta esta alternativa.
4.4
Procedimientos de control de calidad
Se sugieren el siguiente procedimiento de control de calidad, para chequear los valores
de calibración del sistema de medición de volumen en el sitio del muestreo antes de la
recolección de muestras. Estos procedimientos son opcionales para el operador.
4.4.1
Revisión de la placa orificio
Usando los datos de calibración obtenidos durante el procedimiento de calibración
descrito en la sección 5.3., determinar ∆H@ para la placa orificio. ∆H@ es el diferencial
de presión en la placa orificio, medido en unidades de pulg. de H2O cuando se hacen pasar
0,75 pie3/min (21 L/min.) de aire a una temperatura de 536,7 ºR (25 ºC) y una presión
barométrica 29,92 pulg. Hg. (760 mm.Hg.). ∆H@ se calcula del siguiente modo:
Ecuación 5-A
∆H @ = 0,0313 ∆H
Tm
θ2
Pbar Y 2 Vm2
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Donde:
∆H
=
Promedio del diferencial de presión en la placa orificio, pulg. H2O.
Tm
=
Temperatura absoluta promedio del medidor de gas seco, ºR.
Pbar
=
Presión barométrica, pulg. Hg.
θ
=
Tiempo total de muestreo, min.
Y
=
Factor de calibración del medidor de gas seco, adimensional.
Vm
=
Volumen de muestra de gas medido por el medidor de gas seco, pie3
0,0313 = (0,0557 pulg. Hg/ R) x (0,75 cfm)2.
Antes de comenzar el muestreo en terreno (generalmente un set de 3 corridas
constituye un muestreo en terreno), se debe operar el sistema de medición (es decir, la
bomba, medidor de volumen, la placa orificio) a una presión diferencial H@ durante 10
minutos. Registrar el volumen recolectado, la temperatura del medidor de gas seco y la
presión barométrica. Calcular el valor de revisión de calibración de medidor de gas seco,
Yc, como se indica a continuación:
Ecuación 5-B
10  0,0313 Tm 
Yc =


Vm  Pbar 
1/ 2
Donde:
Yc
=
Valor de revisión de calibración del medidor de gas seco, adimensional.
10
=
10 minutos, tiempo de la corrida.
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Comparar el valor Yc con el factor de calibración del medidor de gas seco Y para
determinar que:
0,97 Y < Yc < 1,03 Y
Si el valor Yc no se encuentra dentro de este rango, se debe investigar el sistema de
medición del volumen antes de comenzar el muestreo.
5.0
Calibración.
Mantener un registro de laboratorio para anotar todas las calibraciones.
5.1
Sistema del Medidor de la Muestra
El sistema del medidor de la muestra, que consiste en la bomba, el medidor de vacío, las
válvulas, el medidor de la paca orificio y el medidor del gas seco, se ha calibrado
inicialmente por medio de estrictos métodos de laboratorio antes de ser utilizado en el
terreno. Después de la aceptación inicial, la calibración se vuelve a chequear después de
cada serie de mediciones. Este rechequeo está diseñado para entregarle al operador un
método que pueda ser usado más a menudo y con menos esfuerzo para asegurar que la
calibración no ha cambiado.
Cuando el chequeo rápido indica que el factor de calibración ha cambiado, el operador
debe usar de nuevo el procedimiento de laboratorio completo para obtener el nuevo
factor de calibración. Después de la recalibración, el volumen de la muestra medida debe
ser multiplicado ya sea por el factor de la calibración inicial o por el factor recalibrado
que entregue el volumen de gas más bajo para cada aplicación del muestreo.
Antes de la calibración inicial del sistema de medición, se debe practicar un chequeo
para detectar fugas. El sistema de medición debe hallarse libre de fugas. Se deben
realizar chequeos para detectar fugas tanto negativas (vacío) como positivas (presión). El
siguiente es un procedimiento que chequeará el sistema de medición desde la entrada
del conector rápido a la salida del orificio y chequeará las fugas del manómetro
inclinado:
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1.-
Desconectar la línea del medidor de la placa orificio de la toma de presión del
orificio corriente abajo (aquella que está más cerca al escape del orificio) y
obture la toma.
2.-
Ventile el lado negativo del manómetro inclinado hacia la atmósfera. Si el
manómetro inclinado está equipado con una válvula de tres vías, este paso puede
ser llevado a cabo simplemente al girar la válvula de tres vías que se halla en el
lado negativo del manómetro inclinado hacia la posición de ventilación.
3.-
Coloque un tapón de goma en el orificio ubicado inmediatamente después de la
placa orificio y conecte un tapón de goma con un tubo de plástico en la salida del
tubo como se muestra en la figura 5.4.
4.-
Abra el lado positivo del manómetro inclinado de la placa orificio hacia la
posición de "lectura". Si el manómetro inclinado está equipado con una válvula de
tres vías, ésta será la posición de línea.
5.-
Tape la entrada hacia la bomba de vacío. Si se emplea un conector rápido, en el
módulo de control, con una válvula a la que se le han chequeado las fugas, la
entrada no tiene que ser tapada.
6.-
Abra la válvula principal y la válvula by-pass.
7.-
Sople por el tubo conectado al extremo del orificio hasta que se alcance una
presión de 127 a 178 mm. (5 a 7 pulg.) H2O en el sistema.
8.-
Doble y apriete el tubo para mantener esta presión.
9.-
Observe la lectura de presión por un período de 1 minuto. No debe ocurrir ningún
movimiento perceptible en el nivel del fluido del manómetro. Si la caja del
medidor tuviera una filtración, una solución jabonosa puede ayudar a localizar la
o las fugas.
Después de que se ha determinado que el sistema de medición se haya libre de fugas por
medio del procedimiento para detectar fugas positivo, el sistema de vacío e incluso la
bomba deben ser chequeados obturando la entrada de aire hacia la caja del medidor.
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Si se haya presente un conector rápido con un sistema de tapón libre de fugas en la caja
del medidor, entonces la entrada no tendrá que ser tapada. Encienda la bomba, obtenga
un vacío dentro de los 7,5 cm. (3 pulg.) de Hg. del cero absoluto y observe el medidor de
gas seco. Si a velocidad de fuga excede los 0,00015 m3/min (0,005 pies3/min), la o las
fugas deben encontrarse y minimizarse hasta satisfacer las especificaciones.
El chequeo del sistema del medidor antes de la calibración inicial no es obligatorio, pero
se recomienda.
Nota: Para los sistemas de medición que tienen bombas de diafragma, el procedimiento
normal de chequeo de fugas descrito anteriormente no detectará fugas dentro de la
bomba. En estos casos, se recomienda el siguiente procedimiento de chequeo de fugas:
haga una corrida de calibración de 10 minutos a 0,00057 m3/min. (0,02 pies3/min.). Al
término de la corrida, tome la diferencia del medidor del test húmedo medido y los
volúmenes del medidor de gas seco; divida la diferencia por 10 para obtener la velocidad
de fuga. La velocidad de fuga no debe exceder los 0,00057 m3/min. (0,02 pies3/min.).
5.1.1
Calibración Inicial
El medidor de gas seco y el medidor de placa orificio pueden ser calibrados
simultáneamente y deben calibrarse cuando recién se compran y en cualquier
oportunidad en que el chequeo posterior al muestreo produzca una Y fuera del rango del
factor de calibración (Y = 1 ± 0,05). Un medidor del test húmedo (de tamaño apropiado
con una exactitud de más o menos 1%) se debe usar para calibrar el medidor de gas
seco y el medidor de placa orificio.
El medidor de gas seco y el medidor de placa orificio deben ser calibrados de la siguiente
manera:
1.-
Antes de uso inicial en el terreno, efectúe un chequeo para detectar fugas en el
sistema de medición, como se describe en la subsección 5.1. Si hay fugas
presentes, estas deben ser eliminadas antes de proceder.
2.-
Ensamble el aparato, como se muestra en la figura 5.5, con el medidor de test
húmedo reemplazando la sonda y los impinger; es decir con la salida del medidor
de gas húmedo conectado a una válvula de aguja que esté conectada al lado de
la entrada de la caja del medidor.
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3.-
Haga funcionar la bomba durante 15 minutos con el diferencial del medidor de
placa orificio (∆H) instalado a 12,7 mm. (0,5 pulg.) H2O para permitir que la bomba
se caliente y para permitir que la superficie interior del medidor del test húmedo
se humedezca.
4.-
Ajuste la válvula de aguja de modo que el medidor de vacío del medidor lea entre
50 y 100 mm. (2 a 4 pulg) Hg. durante la calibración.
5.-
Recoja la información requerida en los formularios que se entregan (figura 5.6).
Se deben usar los volúmenes de la muestra, como se indica.
6.-
Calcule Yi para cada una de las cinco corridas, utilizando la ecuación de la figura
5.6 bajo la columna Yi y registre los resultados en el formulario en el espacio que
se entrega.
7.-
Calcule el promedio Y (factor de calibración) para las cinco corridas usando la
siguiente ecuación:
Y=
Y1 + Y 2 + Y 3 + Y 4 + Y 5
5
Registre el promedio en la figura 5.6 en el espacio que se entrega.
8.-
Limpie, ajuste, y vuelva a calibrar el medidor de gas seco o rechácelo si uno o
más valores de Y se sale del intervalo Y ± 0,02Y. De otro modo, el promedio Y
(factor de calibración) es aceptable y debería utilizarse para futuros.
9.-
Calcule ∆H@ para cada una de las cinco corridas utilizando la ecuación en la
figura 5.6 bajo la columna ∆H@i y registre en el formulario en el espacio que se
entrega.
10.-
Calcule el promedio ∆H@ para las cinco corridas, utilizando la siguiente
ecuación:
∆H@ = ∆H@1+∆H@2+∆H@3+∆H@4+∆H@5
5
Registre el promedio en la figura 5.6 en el espacio que se entrega.
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11.- Ajuste el medidor de la placa orificio o rechácelo si ∆H@i, varía en más de ± 3,9 mm.
(0,15 pulg.) H2O por sobre el rango de 10 a 100 mm. (0,4 a 4,0 pulg.) H2O. De otro
modo, el ∆H@ promedio es aceptable y será utilizado para corridas posteriores al
muestreo.
5.1.2
Chequeo de calibración posterior al muestreo
Después de cada serie de muestreos en terreno lleve a cabo un chequeo de calibración
del sistema de medición, como lo indica la subsección 5.1, con las siguientes variaciones:
1.-
Con el equipo de vacío, colocado al máximo valor alcanzado durante la serie de
muestreos, pueden realizarse tres corridas simples de calibración a una
instalación de medidor de placa orificio. El chequeo simple del vacío en el
medidor de placa orificio debiera estar basado en el muestreo de terreno previo.
Se debe insertar una válvula entre el medidor de test húmedo y la entrada del
sistema de medición para ajustar el vacío.
2.-
Si fuera usado un medidor de gas seco que compensa la temperatura, la
temperatura de calibración para el medidor de gas seco debe hallarse dentro de
± 6 ºC (10,8 ºF) de la temperatura promedio del medidor durante el muestreo.
3.-
Utilice la figura 5.6 y registre la información requerida.
Si el factor de calibración Y se desvía en ± 5 % vuelva a calibrar el sistema de medición
(como se indica en la Subsección 5.1) y use cualquier factor de calibración (inicial o
recalibrado) que produzca el volumen más bajo de gas para cada corrida de muestreo.
Se pueden usar procedimientos alternativos (por ej., usando los coeficientes del medidor
de placa orificio); éstos se hallan sujetos a la aprobación del organismo de control.
5.2
Medidores de temperatura
5.2.1
Medidor de Temperatura de 4º impinger, entrada y salida medidor de gas seco
El medidor de temperatura de 4º impinger, de entrada y de salida del medidor de gas
seco debe ser calibrado al ser recibido o debe ser chequeado antes del uso en terreno.
Cada medidor de temperatura debe ser marcado de manera única para los propósitos de
identificación. La calibración se debe llevar a cabo en tres puntos, (se sugiere 0º, 25º y
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50ºC). Para los tres puntos de calibración, se debe usar un medidor de temperatura
certificado (referencia).
Se recomienda el siguiente procedimiento para calibrar los medidores de temperatura
de 4º impinger, de entrada y de salida del medidor de gas seco para su uso en terreno.
1.-
Para la calibración de punto de hielo (0ºC), forme una mezcla de hielo molido y
agua líquida (de preferencia desionizada o destilada) en un recipiente aislado, por
ej. un frasco Dewar.
Preocupándose de que no toquen los costados del frasco, inserte el medidor de
temperatura de 4º impinger, de entrada y de salida del medidor de gas seco, y el
medidor de temperatura calibrado (referencia), en la mezcla hasta una
profundidad de al menos 2 pulgadas (5 cm.). Espere un minuto para lograr el
equilibrio térmico y registre la lectura. Obtenga tres lecturas tomadas a
intervalos de 1 min.
Nota: Puede ser que se requiera tiempos más prolongados para conseguir un
equilibrio térmico con termocuplas que tengan un revestimiento grueso.
2.-
Llene un vaso precipitado Pyrex grande con agua hasta una profundidad de 4
pulgadas (10 cm). Coloque el agua sobre una superficie calefactora que permita
un calentamiento uniforme y haga que ésta llegue a una temperatura de 25ºC. Se
puede utilizar una placa calefactora como fuente calórica o baño
termorregulado. Inserte el medidor de temperatura de 4º impingar, de entrada y
de salida del medidor de gas seco, y el medidor de temperatura calibrado
(referencia), en el agua hasta una profundidad de al menos 2 pulgadas (5 cm.),
teniendo cuidado de no tocar los lados o el fondo del recipiente.
Después de 3 minutos, los instrumentos alcanzarán el equilibrio térmico. Tres
veces a intervalos de 1 minuto registre la temperatura del medidor de
temperatura calibrado (referencia) y de los medidores de temperatura de 4º
impinger, de entrada y de salida del medidor de gas seco simultáneamente.
3.-
Repita el paso 2 para una temperatura de 50 ºC. Registre todos los datos en la
figura 5.7.
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4.-
5.2.3
Si los valores de las temperaturas absolutas del medidor de temperatura
calibrado (referencia) y de los medidores de temperatura se enmarcan dentro de
± 1.5 % en cada uno de los tres puntos de calibración, se pueden utilizar. Si el
valor es mayor que ± 1,5 %, el medidor de temperatura debe ser ajustado y
recalibrado hasta que se satisfagan los criterios, en caso contrario debe ser
rechazado.
Medidor de temperatura de chimenea
El medidor de temperatura de chimenea debe ser calibrado al ser recibido o debe ser
chequeado antes del uso en terreno. Cada medidor debe ser marcado de manera única
para los propósitos de la identificación. La calibración se debe llevar a cabo en tres
puntos y luego debe ser extrapolada por sobre el rango de las temperaturas esperadas
durante el verdadero muestreo. Para los tres puntos de calibración, se debe usar un
medidor de temperatura certificado (referencia).
Se recomienda el siguiente procedimiento para calibrar los medidores de temperatura
de chimenea para su uso en terreno (termocuplas).
1.-
Para la calibración de punto de hielo, forme una mezcla de hielo molido y agua
líquida (de preferencia desionizada o destilada) en un recipiente aislado, por ej.
un frasco Dewar.
Preocupándose de que no toquen los costados del frasco, inserte el medidor de
temperatura de chimenea y el medidor de temperatura calibrado (referencia), en
la mezcla hasta una profundidad de al menos 2 pulgadas (5 cm.). Espere un
minuto para lograr el equilibrio térmico y registre la lectura. Obtenga tres
lecturas tomadas a intervalos de 1 minuto.
Nota: Puede ser que se requiera tiempos más prolongados para conseguir un
equilibrio térmico con termocuplas que tengan un revestimiento grueso.
2.-
Llene un vaso precipitado Pyrex grande con agua hasta una profundidad de 4
pulgadas (10 cm.). Coloque el agua sobre una superficie calefactora que permita
un calentamiento uniforme y haga que ésta hierva completamente. Se puede
utilizar una placa calefactora como fuente calórica o baño termorregulado.
Inserte el medidor de temperatura de chimenea y el medidor de temperatura
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calibrado (referencia), en el agua hirviendo hasta una profundidad de al menos 2
pulgadas (5 cm.), teniendo cuidado de no tocar los lados o el fondo del recipiente.
Se debe colocar el medidor de temperatura calibrado (referencia), a lo largo del
medidor termocupla).
Después de 3 minutos, ambos instrumentos alcanzarán el equilibrio térmico. Tres
veces a intervalos de 1 minuto registre la temperatura del medidor de
temperatura calibrado (referencia) y del medidor de temperatura (termocupla)
de chimenea simultáneamente.
3.-
Repita el paso 2 con un líquido (por ejemplo aceite de comer, aceite de silicona,
etc.) que tenga un punto de ebullición en el rango de 150 a 250 ºC (300 - 500 ºF).
Registre todos los datos en la figura 5.7.
4.-
Si los valores de las temperaturas absolutas del medidor de temperatura
calibrado (referencia) y del medidor de temperatura de chimenea se enmarcan
dentro de ± 1.5 % en cada uno de los tres puntos de calibración, grafique los
datos en un papel de gráfica lineal y dibuje la mejor línea de ajuste entre los
puntos o calcule la ecuación lineal usando el método de mínimos cuadrados. Los
datos se pueden extrapolar y abarcan todo el rango aconsejado por el fabricante
respecto de la termocupla. No es necesario hacer corrección alguna, para el
tramo del trazado o ecuación que se enmarca dentro de ± 1,5 % de la
temperatura absoluta de referencia. Para todos los otros tramos que no se
enmarcan dentro de ± 1,5 %, emplee el gráfico o la ecuación para corregir los
datos.
Si los valores de temperatura absoluta del medidor de temperatura calibrado
(referencia) y del sensor de temperatura de la chimenea (diferentes a la
termocupla) se enmarcan dentro de ± 1,5% en cada uno de los tres puntos, se
puede usar el medidor de temperatura por sobre el rango de los puntos de
calibración sin aplicar factor de corrección alguno. Los datos no se pueden
extrapolar fuera de los puntos de calibración.
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5.3
Barómetro
El barómetro de terreno debe ajustarse inicialmente y antes de cada muestreo para
coincidir con los ± 2,5 mm. (1 pulg.) Hg. del barómetro de mercurio in vitro o con el valor
de presión transmitido por la estación meteorológica más cercana y corregida para la
elevación. La corrección para la diferencia de elevación entre la estación meteorológica
y el punto de muestreo debe aplicarse a una razón de -2,5 mm. (0,1 pulg.) de Hg. por cada
30 metros (100 pies).
5.4
Tubo de Pitot.
Hay que calibrar el tubo de pitot tipo S, empleando el procedimiento descrito en la
sección 4.1 del Método CH-2.
5.5
Balanza de Terreno.
La balanza de terreno debe ser calibrada inicialmente usando pesos estándares clase S (o
su equivalente de acuerdo a clasificación ASTM o OIML) y debe hallarse dentro de los ±
0,5 g. del peso estándar. Ajuste la balanza si no se cumplen los límites.
5.6
Balanza Analítica.
La balanza analítica se debe chequear inicialmente con pesas clase S (o su equivalente
de acuerdo a clasificación ASTM o OIML).Los datos deben ser registrados en un libro de
calibración analítica o un formulario similar. Las balanzas debe hallarse dentro de los ± 2
mg. del peso estándar en un rango de 0,5 g. a 100 g. Ajuste la balanza si no se cumplen los
límites.
5.7
Boquilla de la sonda.
Se deben calibrar las boquillas de la sonda antes de su uso inicial en terreno. Con un pie
de metro, medir el diámetro interno de la boquilla. Efectuar 3 mediciones separadas,
utilizando cada vez diámetros diferentes y obtener el promedio de las mediciones. La
diferencia entre el valor más alto y el más bajo no debe exceder 0,1 mm. (0,004 pulg.).
Cuando las boquillas están gastadas, abolladas o corroídas, se les debe dar forma
nuevamente, hacerles el ángulo de la punta y recalibrarlas antes de su uso. Cada boquilla
debe estar identificada permanentemente.
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5.8
Calibración del calefactor de la sonda.
Se debe calibrar el sistema calefactor de la sonda antes de su uso inicial en terreno.
Emplear una fuente de calor para generar aire caliente a las temperaturas seleccionadas
que se aproximan a las que se espera que ocurran en las fuentes a muestrear. Pasar el
aire a través de la sonda a una velocidad de flujo simple típica, mientras se miden las
temperaturas en la entrada y salida de la sonda en varios ajustes de calefactor de sonda.
Para cada temperatura del aire generado, hacer un gráfico del ajuste del sistema
calefactor de la sonda versus temperatura en la salida de la sonda. También se puede
utilizar el procedimiento en PB-209022. No es necesario calibrar las sondas fabricadas
conforme a PB-203060 si se emplean las curvas de calibración del PB-209022, (salvo que
la sonda tenga mantenciones mayores como reemplazo del calefactor). Tampoco
requieren calibración las sondas con capacidad para monitorear las temperaturas en la
salida.
6.0
Cálculos.
Efectuar los cálculos, reteniendo al menos un decimal extra fuera del de los datos
obtenidos. Redondear las cifras después de los cálculos finales. Se pueden usar otras
formas de ecuaciones, siempre y cuando entreguen resultados equivalentes.
6.1
Nomenclatura.
An
=
Área de la sección transversal de la boquilla, m2 (pies2).
Bws
=
Vapor de agua en la corriente de gas, proporción por volumen.
Ca
=
Concentración del residuo del blanco de acetona, mg/mg.
Cs
=
Concentración del material particulado en el gas de chimenea, base
seca, corregido a condiciones estándares, g/m3 (g/pie3).
I
=
Porcentaje del muestreo isocinético.
La
=
Velocidad máxima aceptable de filtración para una revisión de filtración
previa a un muestreo o posterior a un cambio de componente; igual a
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0,00057 m3/min (0,02 pie3/min) o 4% de la velocidad promedio de
muestreo, la que sea menor.
Li
=
Velocidad de filtración individual observada durante una revisión de
filtración efectuada antes del cambio "i" de componente (i = 1, 2, 3,... n),
m3/min. (pie3/min).
Lp
=
Velocidad de filtración observada en la revisión posterior a un muestreo,
m3/min. (pie3/min).
Ma
=
Masa de residuo de acetona después de la evaporación, mg.
Mn
=
Cantidad total de material particulado recogido, mg.
Mw
=
Peso molecular del agua, 18,0 g/g-mol (18,0 lb/lb-mol).
Pbar
=
Presión barométrica en el sitio de muestreo, mm. Hg (pulg. Hg).
Ps
=
Presión absoluta del gas de chimenea, mm. Hg (pulg. Hg).
Pstd
=
Presión absoluta estándar, 760 mm. Hg (29,92 pulg. Hg).
R
=
Constante de los gases ideales, 0,06236 mm. Hg-m3/K-g-mol (21,85
pulg. Hg pies3/R-lb-mol).
Tm
=
Ts
=
Temperatura absoluta promedio del medidor de gas seco (Ver Fig. 5-2),
ºK (ºR).
Temperatura absoluta promedio del gas de chimenea (ver Fig. 5-2), ºK
(ºR).
Tstd
=
Temperatura absoluta estándar, 298 ºK (536,7 ºR).
Va
=
Volumen del blanco de acetona, mL.
Vaw
=
Volumen de la acetona usada en el lavado, mL.
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Vlc
=
Volumen total del líquido recogido en los impingers y sílica gel (ver Fig.
5-3), mL.
Vm
=
Volumen de la muestra de gas medido por el medidor de gas seco, m3
(pie3).
Vm(std)
=
Volumen de la muestra de gas medido por el medidor de gas seco,
corregido a condiciones estándares, m3 (pie3).
Vw(std)
=
Volumen de vapor de agua en la muestra de gas, corregido a condiciones
estándares, m3 (pie3).
Vs
=
Velocidad de gas de chimenea, calculado con el Método CH-2, ecuación
2-9, usando los datos obtenidos del Método CH-5, m/seg. (pies/seg.)
Wa
=
Peso de residuo en la acetona de lavado, mg.
Y
=
Factor de calibración del medidor de gas seco.
∆H
=
Diferencia de presión promedio en la placa orificio (ver Fig. 5-2), mm.
H2O (pulg. H2O).
ρa
=
Densidad de la acetona, mg/mL (ver la etiqueta en la botella).
ρw
=
Densidad del agua, 0,9982 g/mL.(0,002201 lb/mL).
θ
=
Tiempo total de muestreo, min.
θ1
=
Intervalo de tiempo de muestreo, desde el comienzo de una corrida
hasta el primer cambio de componente, min.
θi
=
Intervalo de tiempo de muestreo, entre 2 cambios sucesivos de
componente, comenzando con el intervalo entre el primer y segundo
cambio, min.
=
Intervalo de tiempo de muestreo, desde el cambio final (n) de
componente hasta el final de la corrida de muestreo, min.
θp
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13,6
=
Gravedad específica del mercurio.
60
=
s/min.
100
=
Conversión a porcentaje.
6.2
Temperatura promedio del medidor de gas seco y promedio de la caída de presión de la
placa orificio. Ver la hoja de datos (Fig. 5-2).
6.3
Volumen del gas seco.
Corregir a condiciones estándares el volumen de muestreo determinado por el medidor
de gas seco (25 ºC, 760 mm. Hg ó 77 ºF, 29,92 pulg. Hg), usando la ecuación 5-1.
Ecuación 5-1
∆H 
∆H

Pbar +
Pbar +


13,6
13,6
 Tstd 
Vm( std ) = Vm Y 
 = K 1 Vm Y

 Tm  
Pstd
Tm



Donde:
K1
=
=
0,3921 K/mm. Hg. en unidades métricas
17,94 R/pulg. Hg. en unidades inglesas.
NOTA: Se puede usar la Ecuación 5-1 tal como está escrita, a menos que la velocidad de
filtración observada durante cualquiera de las revisiones de filtración obligatorias (es
decir, la revisión de filtración posterior a un muestreo o revisiones efectuadas antes de
cualquier cambio de componente) sobrepase el valor de La. Si Lp o Li sobrepasa La,
entonces se debe modificar la ecuación 5-1 del siguiente modo:
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(a)
Caso I. No se ha realizado ningún cambio de componente durante la corrida de
muestreo. En este caso, se debe reemplazar Vm en la ecuación 5-1 con la
expresión:
[Vm − ( Lp − La ) θ ]
(b)
Caso II. Se han llevado a cabo 1 ó más cambios de componente durante las
corridas de muestreo. En este caso, reemplazar Vm en la Ecuación 5-1 por la
expresión:

Vm − ( Li − La ) θ 1 −

n
∑ ( Li − La ) θ
i=2

i − ( Lp − La ) θ p 

y sustituir solo por las velocidades de filtración (Li o Lp) que excedan La.
6.4
Volumen del vapor de agua.
Ecuación 5-2
Vw( std ) =
Vlc ρ R Tstd
= K 2 Vlc
Mw Pstd
Donde:
K2
=
=
0,001356 m3/mL. en unidades métricas
0,047925 pies3/mL. en unidades inglesas.
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6.5
Contenido de humedad.
Ecuación 5-3
Bws =
Vw ( std )
Vm( std ) + Vw ( std )
NOTA: En corrientes de gas saturadas o cargadas con gotas de agua, se deben realizar 2
cálculos del contenido de humedad del gas de chimenea, uno desde el análisis de los
impingers (Ecuación 5-3) y el otro desde la suposición de las condiciones saturadas. Se
debe considerar correcto el menor de los dos valores de Bws.
Se entrega el procedimiento para determinar el contenido de humedad basándose en la
suposición de las condiciones saturadas, en la Nota de la sección 1.2 del Método CH-4.
Para los fines de este método, se puede usar la temperatura promedio del gas de
chimenea de la Fig. 5-2 para esta determinación, siempre y cuando la precisión del
sensor de temperatura se encuentre dentro del 1,5%.
6.6
Concentración del blanco de acetona.
Ecuación 5-4
Ca =
6.7
ma
Va ρ a
Blanco de la acetona de lavado.
Ecuación 5-5
Wa = Ca Vaw ρ a
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6.8
Peso total de material particulado.
Determinar el total del material particulado recogido como la suma de los pesos
obtenidos del recipiente 1 y 2 menos el blanco de acetona (ver Fig. 5-3).
NOTA: Remitirse a la sección 4.1.5 para ayudar en el cálculo de los resultados que
involucran 2 o más montajes de filtro o 2 o más trenes de muestreo.
6.9
Concentración de material particulado.
Ecuación 5-6
Cs = ( 0.001g / mg ) ( mn / Vm( std ) )
6.10
Variación isocinética.
6.10.1
Cálculos a partir de los datos brutos.
Ecuación 5-7
I =
100 Ts [ K 3 Vlc + (Vm Y / Tm)( Pbar + ∆H / 13,6)]
60 θ Vs Ps An
Donde:
K3
=
=
0,003396 mm. Hg. - m3/mL - oK en unidades métricas.
0,002626 pulg. Hg. - pies3/mL - oR en unidades inglesas.
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6.10.2
Cálculos a partir de los valores intermedios.
Ecuación 5-8
100 Ts Vm( std ) Pstd
K 4 Ts Vm( std )
=
60 Tstd Vs θ An Ps (1 − Bws)
Ps Vs An θ (1 − Bws)
I =
Donde:
K4
6.11
=
=
4,250 en unidades métricas.
0,0929 en unidades inglesas.
Resultados aceptables.
Si 90% < I < 110%, los resultados son aceptables. Si los resultados de particulado son
bajo comparado con el estándar, e I se encuentra sobre 110% o bajo 90%, la Autoridad
Competente respectiva puede aceptar los resultados. Es posible usar la Cita 4 en la
sección de la Bibliografía para efectuar juicios de aceptabilidad. Si se considera que I es
inaceptable, se deben rechazar los resultados del muestreo y repetir la medición.
6.12
Velocidad del gas de chimenea y velocidad del flujo volumétrico.
Calcular el promedio de la velocidad del gas de chimenea y la velocidad del flujo
volumétrico, en caso de ser necesario, usando los datos obtenidos en este método y las
ecuaciones en las secciones 5.2 y 5.3 del método CH-2.
7.0
Procedimientos alternativos.
7.1
Medidor de gas seco como estándar de calibración.
Se puede usar un medidor de gas seco como estándar de calibración para medir
volúmenes en vez del medidor de test húmedo especificado en la sección 5.3, siempre y
cuando se calibre inicialmente y se recalibre periódicamente como se indica a
continuación:
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7.1.1
Calibración del medidor de gas seco estándar.
7.1.1.1
El medidor de gas seco que se calibra y usa como un medidor de referencia secundario
debe ser de alta calidad y tener una capacidad adecuada, por ejemplo, 3 litros/revolución
(0,1 pies3/revolución). Se puede usar un espirómetro (400 litros o de mayor capacidad), o
equivalente, para esta calibración, a pesar de que generalmente resulta más práctico un
medidor de test húmedo. Se sugiere que el medidor de test húmedo tenga una capacidad
de 30 litros/revolución (1 pie3/revolución) y capaz de medir volúmenes dentro de + 1%.
Se deben revisar los medidores de tests húmedos con un espirómetro o un medidor de
desplazamiento de líquido para asegurar la precisión del medidor de test húmedo. Se
pueden usar espirómetros o medidores de tests húmedos de otros tamaños, siempre y
cuando se mantengan las precisiones especificadas del procedimiento.
7.1.1.2
Instalar los componentes tal como se indica en la figura 5.8. Se puede usar en el
sistema un espirómetro, o equivalente, en lugar del medidor de test húmedo. Hacer
funcionar la bomba durante al menos 5 minutos a una velocidad de flujo de
aproximadamente 10 L/min. (0,35 pie3/min) para acondicionar la superficie interna del
medidor de test húmedo. La caída de presión indicada por el manómetro en el lado de
entrada del medidor de gas seco se debe minimizar [no mayor de 100 mm. H2O (4 pulg.
H2O) a una velocidad de flujo de 30 L/min. (1 pie3/min)]. Esto se puede lograr usando
conexiones de tubo de diámetro grande y conexiones de tubería recta.
7.1.1.3
Recopilar los datos como se indica en la hoja de datos (ver figura 5-9). Hacer corridas por
triplicado en cada una de las velocidades de flujo y en no menos de 5 velocidades de
flujo diferentes. El rango de las velocidades de flujo debe estar entre 10 y 34 L/min. (0,35
y 1,2 pie3/min) o sobre el rango de operación esperado.
7.1.1.4
Calcular la velocidad de flujo, Q, para cada corrida usando el volumen de gas del medidor
de test húmedo, Vw, y el tiempo de la corrida, θ. Calcular el coeficiente del medidor de
gas seco, Yds, para cada corrida. Estos cálculos son los siguientes:
Q = K1
Pbar
Vw
tw + tstd θ
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Yds =
Vw
Vds
(tds + tstd )
(tw + tstd )
Pbar
∆p 

 Pbar +


13.6 
Donde:
K1
=
0,3921 para el sistema internacional de unidades (SI); 17,94 en unidades
inglesas.
Vw
=
Volumen del medidor de test húmedo, litros (pies3).
Vds
=
Volumen del medidor de gas seco, litros (pies3).
tds
=
Temperatura promedio de medidor de gas seco, ºK (ºR).
tstd
=
298 ºK en unidades SI, 536,7 ºR en unidades inglesas.
tw
=
Temperatura promedio del medidor de test húmedo, ºK(ºR).
Pbar
=
Presión Barométrica, mm. Hg. (pulg. Hg).
p
=
Diferencia de presión en la entrada de medidor de gas seco, mm. H2O,
(pulg. H2O).
=
Tiempo de la corrida, min.
θ
7.1.1.5
Comparar los 3 valores Yds en cada una de las velocidades de flujo y determinar los
valores máximos y mínimos. La diferencia entre estos valores en cada velocidad de flujo
no debe ser mayor de 0,030. Se pueden hacer grupos extras de corridas por triplicado
para completar este requerimiento. Además los coeficientes del medidor deben estar
entre 0,95 y 1,05. Si no se puede cumplir con las especificaciones en 3 grupos de corridas
triplicadas sucesivas, significa que el medidor no es adecuado como un estándar de
calibración y, por lo tanto, no se debe usar como tal. Si se cumplen con las
especificaciones, se deben promediar los 3 valores de Yds en cada velocidad de flujo
resultante de los 5 coeficientes promedio del medidor, Yds.
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7.1.1.6
Preparar una curva del coeficiente de medidor, Yds, versus la velocidad de flujo, Q, para el
medidor de gas seco. Se usará esta curva como una referencia cuando se utilice el
medidor para calibrar otros medidores de gas seco y para determinar, en caso de ser
necesario, una nueva calibración.
7.1.2
Recalibración del medidor de gas seco estándar.
Anualmente o después de cada 200 horas de operación se debe recalibrar el medidor de
gas seco estándar con un medidor de test húmedo o espirómetro. Este requisito es
válido, siempre y cuando el medidor de gas seco estándar se mantenga en un laboratorio
y, en caso de tener que trasladarlo, se tenga el mismo cuidado que con cualquier
instrumento de laboratorio. El mal trato del medidor estándar puede provocar un cambio
en la calibración y por lo tanto requerir recalibraciones más frecuentes.
7.1.2.2
Como una alternativa para una recalibración completa, se puede revisar la calibración en
2 puntos. Seguir el mismo procedimiento y disposición de equipo como para una
recalibración completa, pero sólo se hace funcionar el medidor en 2 velocidades de flujo
[velocidades sugeridas: 14 y 28 litros/min (0,5 y 1 pie3/min)]. Calcular los coeficientes del
medidor para los 2 puntos y comparar los valores con la curva de calibración del medidor.
Si los 2 coeficientes se encuentran dentro de + 1,5% de los valores de la curva de
calibración para las mismas velocidades de flujo, no es necesario calibrar nuevamente el
medidor hasta la próxima fecha para una revisión de la recalibración.
7.2
Uso de Flexible calefaccionado previo al filtro
7.2.1
Se aceptará el uso de flexible:
7.2.1.1
En aquellos casos en que el acceso de la sonda al puerto de muestreo dificulte su manejo
durante la medición, utilizando el tren de muestreo tradicional.
7.2.1.2
En aquellos casos que por razones extraordinarias (recursos y/o disponibilidad de
equipos), el laboratorio de medición deberá esperar la aprobación de la Autoridad
Competente respectiva, para la realización del muestreo.
7.2.2
En cualquiera de los dos casos señalados, la recolección de material particulado deberá
satisfacer los siguientes requerimientos:
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7.2.2.1
El lavado ya sea con agua o acetona se realizará las veces que sea necesario hasta
verificar transparencia del líquido.
7.2.2.2
En caso de utilizarse escobilla para la remoción del particulado, ésta deberá estar
confeccionada en teflón, material del que también estará revestido el alambre o piola
(en caso de ser metálico) utilizado para el desplazamiento interior de la escobilla,
durante el lavado.
8.0
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NCAPC. Dec 6, 1967.
2.
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Felix, L.G.I. Clinard G.E. Lacey and J.D. McCain Inertial Cascade Impactor Substrate
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Bibliografía utilizada para la proposición del método.
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of Federal Regulations 40, pt.60, app. A. Revised July 1990.
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Figura 5-7: Registro Calibración de Sensores de temperatura
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Figura 5-8: Disposición del equipo para calibración del medidor de gas seco.
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