Informe de Monitoreo de La Calidad de Aire en La Universidad de La Salle

INFORME DE MONITOREO DE LA CALIDAD DE AIRE EN LA UNIVERSIDAD DE LA SALLE- ZONA LA VIRGEN

HAMILTON ESTIVEN RIAO SUAREZMARA ALEJANDRA ESTRADA LEALANGLICA MARA PACHECO RIAO MARA ALEJANDRA VILA PARADA GUILLERMO GUTIRREZ CASTILLO JIMENA PEDRAZA PREZ

UNIVERSIDAD DE LA SALLEPROGRAMA DE INGENIERA AMBIENTAL Y SANITARIAESTUDIOS DE CALIDADBOGOT2015TABLA DE CONTENIDO

1Objetivos41.1General41.2Especifico42MARCO TERICO52.1Gravimetra52.1.1Partculas menores a 10 Micras (PM10)52.2Espectrofotometra82.2.1Ley de Lambert- Beer82.2.2Medicin de transmitancia y absorbancia102.2.3Redes de difraccin112.2.4Opacidad123MARCO LEGAL133.1RESOLUCIN 610 DE 2010133.2RESOLUCIN 0910 DE 2008134METODOLOGA154.1UBICACIN154.1.1Descripcin fsica155Resultados y anlisis de resultados215.1MATERIAL PARTICULADO MENOR A 10 MICRAS215.1.1Curva de calibracin de PM10215.1.2CONCENTRACIN DE PM10235.2xidos de nitrgeno275.2.1Curva de calibracin.275.2.2Concentracin del NOX285.3CONCENTRACIONES ENCONTRADAS VS CLIMA305.4OPACIDAD306Conclusiones327Bibliografa32

TABLA DE TABLASTabla 1 Lmites permisibles para calidad del aire. (mg/m3 o g/m3: a las condiciones de 298,15K y 101,325 KPa. (25C y 760 mm Hg)13Tabla 2: Lmites mximos de opacidad permisibles para vehculos accionados con disel (ACPM) en aceleracin libre14Tabla 3: caudal de orificios de la calibracin (Qa)22Tabla 4: caudales de salida para la curva de calibracin y el porcentaje de diferencia22Tabla 5: Criterio de Homogeneidad de los puntos de muestreo de PM1024Tabla 6: Caudales de salida de los puntos de muestreo de PM1026Tabla 7 Datos empleados en la curva de calibracin para lectura de NOx27Tabla 8 Desviacin Estndar para la determinacin del criterio de homogeneidad29Tabla 9 Desviacin estndar Recalculada30Tabla 10: Discrepancias tomadas por cada tipo de vehculo segn su tipo de combustible y motor.31Tabla 11: aforo vehicular discriminadas por el tipo de vehculo y cuantificadas por intervalos de tiempo31

TABLA DE ILUSTRACIONESIlustracin 1 Ejemplo de curva de calibracin para espectrofotmetro11Ilustracin 2 Ejemplo de difraccin11Ilustracin 3 Georreferenciacin del sitio de muestreo15Ilustracin 4: Condiciones meteorolgicas inicio muestreo 2 pm16Ilustracin 5 Va destapada sobre la circunvalar19Ilustracin 6 Construccin edificacin sobre la circunvalar19Ilustracin 7Va en construccin Circunvalar con calle 619Ilustracin 8 Chimenea restaurante19Ilustracin 9 Chimenea Restaurante19Ilustracin 10: va des -pavimentada mojada debido fuga en tubera.20Ilustracin 11: Avenida circunvalar con 9, alto flujo de automotores.20Ilustracin 12 Automotor de carga grande debido a va en construccin.20Ilustracin 13 Automotor de carga grande debido a va en construccin.20

Objetivos General

Identificar la influencia de los contaminantes PM10 y NO2 en la universidad de la Salle, con el fin establecer las relaciones existentes entre las concentraciones obtenidas y los factores que inciden en la generacin y transporte de los mismos, durante los das 12 y 13 de marzo de 2015.Especificos

- Establecer las condiciones meteorolgicas que afectan las concentraciones de PM10 y NO2 durante el monitoreo.

- Estimar las fuentes fijas y mviles que influyen directa o indirectamente durante el monitoreo y de esta forma analizar su influencia en las concentraciones de NO2.

- Comparar los resultados obtenidos con los valores permisibles establecidos en la Resolucin 610 del 2010 para definir la calidad de aire en el punto de muestreo.

MARCO TERICO

Gravimetra Es un mtodo de anlisis cuantitativo basado en la medicin precisa y exacta de la masa de la sustancia que se determina, la cual es separada previamente por el resto de los componentes de la muestra como una fase ms o menos pura. (Analisis quimico de los alimentos: mtodo clsicos., 2004)Contiene dos etapas: La separacin del componente que desea cuantificar El peso de la muestra exacta y precisa del componente separado. La gravimetra es aplicada como mtodo para la evaluacin de la contaminacin del aire generado por materiales particulados como Partculas Totales Suspendidas (TSP), partculas menores a 10 Micras (PM10) y la precipitacin de polvo.Partculas menores a 10 Micras (PM10)Para la medicin de partculas de PM10 se utiliza un mtodo que mide la concentracin en masa de partculas con un dimetro aerodinmicos de menor o igual a 10 micras en el aire durante 24 horas. Es un mtodo que no afecta la muestra y permite que posteriormente se realicen los anlisis fsico-qumicos necesarios. Calibracin del equipoEl equipo Hi-Vol. se basa en un muestreador de aire que aspira constantemente aire ambiente por medio de una bomba de vaco a una velocidad de flujo donde el material particulado menor de 10 micras es separado por inercia y es llevado a un filtro que posteriormente ser pesado. La concentracin de estas partculas en el aire se determinara por la variacin inicial y final del peso del filtro sobre el volumen del aire hallado por los caudales y el tiempo que se llev a cabo el procedimiento.Ecuacin 1: hallar la concentracin del material particulado de la muestra.

Fuente: laboratorio especializado en anlisis de elementos trazaDnde:PM10 = material particulado menor a 10 micrasPf = Presin finalPi = Presin inicialVaire = volumen del aire

El equipo Hi-Vol. es un muestreador activo y requiere que el caudal este ente un rango de 1.02 a 1.24 m3/min. Para evitar que las lecturas tomadas se vean afectadas se debe hacer una calibracin previa que consiste en comprobar que los errores que pueda arrojar el equipo sean mnimos;para esto se inicia con una prueba de fugas y seguido a esto se debe variar la posicin de los orificios con el fin de tomar 5 lecturas de presiones de orificios (diafragma) y de estancamiento (tubo Venturi) que permitirn comprobar que los caudales estn en el rango del equipo y que el porcentaje de diferencia no sobrepase al 4%El caudal de orificio (Qa) se calcula con la Ecuacin 2, donde es necesario conocer previamente el serial del diafragma utilizado en el momento de la calibracin para conocer los datos de la pendiente (m) y el intercepto (b)

Ecuacin 2: Calculo para hallar el caudal de orificios solicitado para hacer la curva de calibracin.

Fuente: laboratorio especializado en anlisis de elementos trazaDnde:Qa= caudal de orificios. (m3/min).m= pendiente. = diferencia de presiones del orificio.Ta= temperatura ambiente. (K)Pa= presin del lugar. (mmHg)b= intercepto.

El caudal de salida se determina por la relacin entre la presin de radio y la presin baromtrica (Po/Pa) que se halla por medio de la ecuacin 3.

Ecuacin 3: relacin entre la presin de radio y la presin baromtrica

Fuente: laboratorio especializado en anlisis de elementos trazaDnde: Po/Pa = relacin entre la presin de radio y la presin baromtricaPe= presin de estancamiento Pa= presin del lugar

Posteriormente se obtiene el caudal de salida por medio de las tablas de po/pa suministradas a partir del serial del tubo Venturi y la temperatura del ambienteA partir de los datos obtenidos en el caudal de orificio y el de salida se determina el porcentaje de diferencia a partir de la ecuacin 4. Que ser utilizada posteriormente en el muestreo de 24 horas.Ecuacin 4: porcentaje de diferencia entre caudal de orificio y el de salida.

Fuente: laboratorio especializado en anlisis de elementos traza.Dnde: %Dif: porcentaje de diferencia.Qd= caudal de salida. (m3/min)Qa= caudal de entrada. (m3/min)

Clculos de muestreo PM10

Una vez realizada la calibracin se debe proseguir a la recoleccin de los datos durante 24 horas donde el equipo arrojar datos de cada de presin. A estos se les debe determinar el criterio de homogeneidad por el mtodo estadstico de la desviacin estndar, en donde se especifica que si es de tipo ambiental se permiten errores de dos desviaciones estndar que representa menos del 10%

Ecuacin 5: clculo para hallar la desviacin estndar.

Fuente: Resolucin 0062Se debe proseguir con los clculos de caudales de salida siguiendo el mismo procedimiento que se llev a cabo para los QS de la curva de calibracin (ver Ecuacin 3). Al obtener estos datos se deben corregir por medio de la Ecuacin 6.

Ecuacin 6: corregir los datos de caudal obtenidos en el muestreo.

Fuente: laboratorio especializado en anlisis de elementos trazaDnde:Qcorregido= caudal corregido. (m3/min)Qd= Caudal de salida. (m3/min)%Dif = porcentaje de diferencia.

Con el caudal corregido se lleva a condiciones de referencia estndar, por medio de la siguiente ecuacin:Ecuacin 7: caudal corregido a condiciones estndar Fuente: laboratorio especializado en anlisis de elementos trazaDnde:Qstd= caudal corregido a condiciones estndar (m3/min)Qcorregido= caudal corregido (m3/min)Pa = presin del lugar (mmHg)Pstd = presin a nivel del mar (760 mmHg)Tstd = temperatura estndar (273 K)

EspectrofotometraSe denomina espectrofotometra a la medicin de la cantidad de energa radiante que absorbe un sistema qumico en funcin de la longitud de onda de la radiacin, y a las mediciones a una determinada longitud de onda(Brunatti & Martn, 2010). La teora ondulatoria de la luz propone la idea de que un haz de luz es un flujo de cuantos de energa llamados fotones; la luz de una cierta longitud de onda est asociada con los fotones, cada uno de los cuales posee una cantidad definida de energa. Ley de Lambert- BeerCuantifica la radiacin absorbida en funcin de la concentracin de las molculas del analito depende de la longitud que recorre el rayo en el medio absorbente.

Ecuacin 8. Ley de Lambert-Beer

Fuente Ing. Carlos BrunattiDnde:A= Absorbancia definida como la cantidad de radiacin que absorbe na solucin y una magnitud adimensional.P0= Intensidad de la radiacin del haz en fotones que incide sobre la celda.P= Intensidad de la radiacin del haz que abandona la celda (PP0).a= Constante de proporcionalidad (absortividad)b= Longitud interna de la celda 1cmc= Concentracin de las especies absorbentes. Absorbancia Cuando un haz de luz incide sobre un cuerpo traslcido, una parte de esta luz es absorbida por el cuerpo, y el haz de luz restante atraviesa dicho cuerpo (Lambert, n.d.)o. A mayor cantidad de luz absorbida, mayor ser la absorbancia del cuerpo, y menor cantidad de luz ser transmitida por dicho cuerpo. La absorbancia, a una determinada longitud de onda lambda, se define como:

Ecuacin 9: Determinacin de absorbancia en base a la intensidad de la luz transmitida.

Fuente: La gua qumicaDondeIes la intensidad de la luz que pasa por la muestra (luz transmitida) yI0es la intensidad de la luz incidente.

La medida de la absorbancia de una solucin es usada con mucha frecuencia en laboratorio clnico, para determinar la concentracin de analitos tales como colesterol, glucosa, creatinina y triglicridos en sangre. Cada uno de estos analitos se hace reaccionar qumicamente con determinados compuestos, a fin de obtener una solucin coloreada. A mayor intensidad de color, mayor ser la absorbancia de la solucin en una determinada longitud de onda. La absorbancia es entonces directamente proporcional a la concentracin del analito en el medio que se est determinando(Brunatti & Martn, 2010).

Para medir esta absorbancia, se hace incidir un haz de luz con determinada intensidad y longitud de onda, sobre la solucin, y se mide la luz transmitida al otro lado de la cubeta que contiene dicha solucin. Estas tcnicas estn comprendidas en el rea de la espectrofotometra.Transmitancia

Es la fraccin de la radiacin que se trasmite la cual se mide en unidades de transmitancia o porcentaje de transmitancia.

Ecuacin 10 Determinacin de trasmitancia en base a la intensidad de la luz transmitida

Fuente: Ing. Carlos Brunatti Ya que l %T= T x 100% entonces; A= -log T = 2- log % T donde 2=Log 100, luego la escala de absorbancia se encuentra en un intervalo entre 0 y 2.Medicin de transmitancia y absorbancia La transmitancia y la absorbancia se miden en un instrumento llamado espectrofotmetro, la solucin del analito se debe contener en algn recipiente transparente, tubo o celda.Ocurre reflexin en las interfaces: aire-pared, tanto como en la pared-solucin. La atenuacin del haz resultante es sustancial. Adems, la atenuacin de un haz puede ocurrir por dispersin de las molculas grandes y a veces por absorcin de las paredes del recipiente.Para compensar estos efectos la potencia del haz transmitido por la solucin del analito es comparada comnmente con la potencia del haz transmitido por una celda idntica que contiene solamente solvente. Los espectrofotmetros, estn a menudo equipados con un dispositivo que tiene una escala lineal que se extiende de 0 a 100%. De manera de hacer tal instrumento de lectura directa en porcentaje de transmitancia, se efectan dos ajustes preliminares, llamados 0%T y 100%T (Brunatti & Martn, 2010). El ajuste del 0%T se lleva a cabo mediante un cierre mecnico del detector. El ajuste 100%T se hace con el cierre abierto y el solvente en el camino de la luz. Normalmente el solvente est contenido en una celda que es casi idntica a las que contienen las muestras. Cuando una celda del solvente es reemplazada por la celda que contiene la muestra, la escala de la transmitancia porcentual (Brunatti & Martn, 2010).Los instrumentos actuales poseen un sistema electrnico que realiza la operacin matemtica y da la respuesta directamente absorbancia. Tambin hay que hacer una calibracin previa con el solvente o blanco.Curva de CalibracinDenominamos espectro de una sustancia a la representacin de absorbancia (A) en funcin de longitud de onda (), este grfico presenta ondulaciones con mximos y mnimos. Para hacer las determinaciones cuantitativas se elige, en general, la longitud de onda correspondiente a un mximo, pues el error de medicin es mnimo y la sensibilidad mxima. Para verificar el cumplimiento de la ley de Beer, se debe realizar la curva de calibracin; absorbancia (A) en funcin de concentracin (c), para lo cual se preparan soluciones de la sustancia de concentraciones conocidas y se mide la absorbancia a la longitud de onda elegida(Lambert, n.d.).Ilustracin 1 Ejemplo de curva de calibracin para espectrofotmetro

Fuente Ing. Carlos Brunatti Si es vlida la ley de Beer, para esa sustancia a esas concentraciones, la relacin debe ser una recta, que pase por el origen de los ejes cartesianos; a menudo se observan desviaciones debidas a diversos factoresRedes de difraccin Sea un foco de luz monocromtica (compuesta de una nica longitud de onda\lambda que emite frente de ondas de cualquier forma). Cuando esta luz atraviesa un agujero cuyo tamao sea del orden de o menor que la longitud de onda, independientemente de la forma del frente de ondas que est incidiendo sobre el agujero, ste se convierte en un foco emisor de ondas (casi) semiesfricas. A este fenmeno se llama difraccin, y no debe ser confundido con la refraccin. Si en cambio ser un agujero es una rendija muy alargada de anchura del orden de la longitud de onda $\lambda$, la rendija se convierte en una foco emisor de ondas (casi) semicilndricas (Previo & Fundamentales, n.d.). Una onda cilndrica, as como una onda esfrica, se propaga en todas las direcciones. Se llama red de difraccin a la sucesin de rendijas muy estrechas separadas entre s por la misma distancia d.Ilustracin 2 Ejemplo de difraccin

Fuente: Jose Luis MrquezEs Ilustracin 2 donde hay representadas tres rendijas de una red de difraccin; la anchura de cada rendija se toma prcticamente como cero, de tal forma que podamos considerar que cada rendija es una fuente de frente de ondas cilndricas perfectas. Supongamos que ahora sobre la red incide perpendicularmente no una luz monocromtica sino luz blanca (compuesta de muchas longitudes de onda\lambda distintas)(Lambert, n.d.). Cada rendija emite en todas las direcciones cada una de las longitudes de onda\lambda de la luz blanca. Tomemos una direccin, determinada por el ngulo/theta medido con respecto a la perpendicular a la red: en esta direccin llegan los rayos de cada longitud de onda a nuestro ojo situado a gran distancia, por lo que podemos considerar que los rayos llegan. En el ojo se enfocan todos los rayos en punto y de esta forma se llevan todos los rayos a interferir entre s. Para cada longitud de onda, esta interferencia ser constructiva o destructiva dependiendo de si los rayos que llegan desde cada rendija estn o no en fase entre s.xidos de Nitrgeno NOxEl xido ntrico (NO) y el dixido de nitrgeno del aire urbano se producen a travs de dos procesos consecutivos. En primer lugar, las altas temperaturas alcanzadas en las combustiones provocan la combinacin directa del oxgeno y el nitrgeno del aire para dar xido ntrico (NO), y ste luego se oxida parcialmente a NO2. Por tanto, las instalaciones fijas de combustin, los vehculos de gasolina, y los motores diesel emiten xidos de nitrgeno con proporciones variables de NO2 y NO. Posteriormente, el NO introducido en la atmsfera urbana por las fuentes emisoras se oxida a NO2, principalmente por reacciones fotoqumicas (consorci sanitari de Barcelona, 2015). Por otra parte, para la determinacin de xidos de nitrgeno (NO2) se utiliza el mtodo de (Jacobs-Hochheiser), el cual se basa en la absorbancia de NO2 por medio de una solucin acuosa de trietanolamina; posteriormente, la muestra se analiza usando un reactivo que forma un compuesto ozocolorante y el color producido se mide por medio de un espectrofotmetro a 540nm. Opacidad Se denomina opacidad a la reduccin de la intensidad de la luz visible ocasionada por una sustancia, que para efectos prcticos se llamar emisin.Medicin de la opacidad tarjera RingelmannLa tarjeta Ringelman cuenta con un principio de funcionamiento basado en la comparacin de su escala de grises pasadas por cinco tonalidades en funcin de la emisin de la fuente; con lo cual se puede determinar la densidad del humo de forma visual.Hay que tener en cuenta que la percepcin de la opacidad depende de condiciones como: tamao de la partcula, concentracin del material particulado en la fuente, el fondo de la columna de humo (preferiblemente blanco), la posicin del observador con respecto al sol (dndole la espalda al sol y mirando de frente al vehculo) y el color de las partculas. Para esta medicin, el observador deber estar mnimo a 10 metros y mximo 30 metros del exhosto del vehculo.

MARCO LEGAL RESOLUCIN 610 DE 2010En la actualidad la norma para calidad del aire colombiana la establece la Resolucin 610 de 2010. En la Tabla 1, se establecen los niveles mximos permisibles a condiciones de referencia para contaminantes criterio, los cuales se calculan con el promedio geomtrico para PST y promedio aritmtico para los dems contaminantes.

Tabla 1 Lmites permisibles para calidad del aire. (mg/m3 o g/m3: a las condiciones de 298,15K y 101,325 KPa. (25C y 760 mm Hg)ContaminanteNivel Mximo Permisible (g/m3)Tiempo de Exposicin

PST100Anual

30024 horas

PM1050Anual

10024 horas

PM2.525Anual

5024 horas

SO280Anual

25024 horas

7503 horas

NO2100Anual

15024 horas

2001 hora

O3808 horas

1201 hora

CO10.0008 horas

40.0001 hora

Fuente MADS

RESOLUCIN 0910 DE 2008Por medio de esta resolucin se reglamentan los niveles permisibles de emisin de contaminantes que debern cumplir las fuentes mviles terrestres.La tabla a continuacin muestra los valores mximos permisibles de opacidad emitidas por fuentes mviles (vehculos).Tabla 2: Lmites mximos de opacidad permisibles para vehculos accionados con disel (ACPM) en aceleracin libreAo modeloOpacidad (%)

1970 y anterior50

1971-198445

1985-199740

1998 y posterior35

Fuente: MADSMETODOLOGA

UBICACINEl monitoreo se realiz del da 12 de Marzo a las 2:00 pm al 13 de Marzo a las 12:00 pm del ao en curso, su ubicacin fue en la localidad La Candelaria en la zona centro de la ciudad de Bogot dentro de las instalaciones de la Universidad de la Salle. El punto exacto de muestreo se localiz en la parte de arriba de la universidad identificado como La virgen cuyas coordenadas geogrficas son 4 3539.2 N y 74 4 11.26 W. En la Ilustracin 3 se muestra la georreferenciacin del punto de muestreo, sealado con verde.Ilustracin 3 Georreferenciacin del sitio de muestreo

Fuente Google Earth

Descripcin fsicaEl punto de muestreo est ubicado sobre la parte alta de la universidad y cerca de la falda de la cordillera oriental; las influencias de este se distribuyen espacialmente de la siguiente manera: Al costado sur se ubica la Iglesia de la Santa Cruz y la calle dcima Al costado norte se localizan los parqueaderos de la universidad junto a la calle 11. Al este se encuentra ubicado el muro de cercamiento de aproximadamente 5 metros, que separa los predios de la universidad con la carrera primera y la avenida circunvalar; adems, en este costado se observa a menos de 5 metros alta densidad de vegetacin. Al oeste est ubicada la carrera segunda, al igual que las canchas, la cafetera y parte de la estructura de la universidad (bloques A, B Y C). Meteorologa del sitio de muestreo Las condiciones meteorolgicas predominantes durante el muestreo del 12 de marzo, en las horas de la tarde se caracterizaron por cielo despejado, humedad relativa del 55% con una temperatura mxima de 21C y una mnima de 15.9 C, en el transcurso de la tarde (5:00 pm) el cielo se torn parcialmente nublado y con eventos de precipitacin mnima.Para el da 13 de Marzo el cielo estuvo parcialmente nublado, humedad relativa de 53% y sin eventos de precipitacin con una temperatura mxima 18.6 C y mnima de 11,5 C. El promedio de temperatura en general para nuestro tiempo de monitoreo de 22 horas fue de 15 C, la mxima fue de 20,5 C y se present al inicio (2:00 pm); la mnima fue de 11,5 C (Grfica 1); segn datos reportados de la estacin meteorolgica de San Cristbal. Ilustracin 4: Condiciones meteorolgicas inicio muestreo 2 pm

Grfica 1: Comportamiento de la Temperatura en funcin del Tiempo de monitore

En cuanto a humedad relativa el promedio en general estuvo en 50,21%. La hora con mayor humedad fue a las 5:00 am del da 13 de Marzo (62,04%) y la hora de menor humedad fue a las 2:00 pm (33,89%), es decir en el inicio (Grfica 2) ; segn datos reportados de la estacin meteorolgica de San Cristbal.

Grfica 2 Comportamiento de la Humedad Relativa en funcin del tiempo de monitore

Descripcin entorno del punto de muestreo y las fuentes de generacin de los contaminantes evaluados

La principal fuente de contaminacin en la localidad es debida a los gases producidos por el trnsito vehicular, esto es considerando ya que en el rea no se presentan industrias que puedan aportar a las emisiones por fuentes fijas. Segn el POT de Bogot el uso del suelo de la zona no es de tipo industrial, ni tiene reas por desarrollar, por lo anterior la contaminacin por fuentes fijas es mnima.Por otra parte, la afectacin por fuentes mviles es alta, debido a que en el sector de influencia la contaminacin atmosfrica es producida por el alto nivel de trfico y las emisiones no controladas de vehculos automotores, generando incomodidad a la poblacin residente y flotante, afectando notablemente la calidad ambiental y generando graves efectos en la salud.

Los efectos a la salud que generan las emisiones de contaminantes atmosfricos pueden provocar importantes y delicadas enfermedades en el sistema respiratorio. Por una parte, se encuentra el material particulado que puede penetrar directamente al sistema respiratorio, llegando hasta la zona traqueo bronquial para el caso de PM10; adicionalmente, la mala disposicin de los materiales de construccin (arena abandonada y escombros) en algunos sectores de la localidad, en especial obras que han sido terminadas, constituye un aumento en la concentracin del mismo.

Teniendo en cuenta el sistema vial de la Candelaria est conformado por la Avenida circunvalar, calle 3, Avenida Jimnez, carrera dcima, que son parte del subsistema urbano que garantiza la conexin del Centro metropolitano con las reas de vivienda en suelo urbano de La Candelaria . DAPD, POT. Por otra parte, La Candelaria cuenta con tres importantes ejes viales que son la Carrera Sptima, la Carrera dcima con un alto flujo de vehculos de servicio pblico y la Avenida Jimnez por donde circula el sistema de transporte pblico Transmilenio, ubicando dos estaciones (Estacin Museo del Oro, Estacin Las Aguas), donde la Alcalda Mayor de Bogot, a travs del Instituto de Desarrollo Urbano IDU, desarrollo el proyecto de Eje Ambiental, mediante el cual se logr la recuperacin efectiva del espacio pblico. A travs de estos ejes viales la localidad se comunica con todos los puntos cardinales de la ciudad.

Ilustracin 5 Va destapada sobre la circunvalar

Ilustracin 6 Construccin edificacin sobre la circunvalar

Ilustracin 7Va en construccin Circunvalar con calle 3

Ilustracin 8 Chimenea restaurante

Ilustracin 9 Chimenea Restaurante

Descripcin de los eventos que promovieron o modificaron la concentracin de contaminantes en el aire

Durante muestreo la concentracin de los contaminantes del aire se vio afectados por diversos eventos factores como meteorolgicos y fsicos del jueves 12 de marzo de 2015 al viernes 13 de marzo de 2015, que a continuacin se detallan: En cuanto a los factores meteorolgicos no se presentaron lloviznas ni lluvias, en el lapso de tiempo del monitoreo se present tiempo soleado y parcialmente nublado. El punto de muestreo se encuentra influenciado por estos factores fsicos que influyen en la emisin de PM10, como lo es la construccin de la va ubicada en la calle 9 entre la carrera 2 y 3, que se encuentra parcialmente destapada, con personal trabajando en ella y un arrume de escombros en la esquina, igualmente se encuentra una va destapada sobre la circunvalar , adems un edificio en construccin con escombros al aire libre y finalmente la inmediatez a los cerros orientales que son una fuente importante de material particulado. El jueves 12, se present un rompimiento de la tubera de agua en la va que estaba en construccin y este evento duro hasta el da siguiente a las seis de la maana, el agua mojo la va pavimentada, (ver Ilustracin 11)Tambin en cuanto a la variacin de NOx disperso en el aire influenciado, por la va circunvalar siendo esta de doble carril y teniendo varias intersecciones a esta, el flujo vehicular es grande vase ilustracin por la maquinaria grande que llega de manera regular a la va en construccin, ya que estos motores generan mayor emisin.Ilustracin 10: va des -pavimentada mojada debido fuga en tubera.

Ilustracin 11: Avenida circunvalar con 9, alto flujo de automotores.

Ilustracin 12 Automotor de carga grande debido a va en construccin.

Ilustracin 13 Automotor de carga grande debido a va en construccin.

Resultados y anlisis de resultados

MATERIAL PARTICULADO MENOR A 10 MICRASCurva de calibracin de PM10 Para la calibracin del equipo Hi Vol (ver Calibracin del equipo) se utiliz un diafragma vertical (sistema de orificios) con un serial de 2038 y un tubo Venturi con un serial de P7644 que son necesarios para realizar la curva de calibracin. El da de muestreo en el momento de la calibracin se present una temperatura de ambiente de 22C y una presin atmosfrica de 556 mmHg A partir de la Ecuacin 2 se obtuvo el caudal de orificios para verificar que se encontrara en el rango de 1,02 a 1,24 m3/min. Los datos de m y b se obtuvieron a partir de la informacin del certificado de verificacin del estndar de transferencia de orificio donde m= 1,0827 y b= -0,05458. (Tabla 1). Como ejemplo de clculo se tom el primer dato obtenido para la realizacin de la curva de calibracin

Ecuacin 11: caudal de orificio para el primer dato de calibracin

Tabla 3: caudal de orificios de la calibracin (Qa)

CAUDAL DE ENTRADA

LECTURA MANMETRO DIAFRAGMA (LDM)

# DE PUNTOSH (in H2O)TaTaPabmQa

C. Izq.C. Der.TotalCKmmHg

10,622,622295556-0,054581,08271,139

20,622,622295556-0,054581,08271,139

30,522,522295556-0,054581,08271,118

40,522,522295556-0,054581,08271,118

50,522,522295556-0,054581,08271,118

Para determinar el caudal de salida es necesario conocer el po/pa (ver Ecuacin 3) donde a partir de este dato se puede conocer el caudal en la tabla de la serie del tubo Venturi. Como ejemplo se tomar el primero dato medido en la calibracin. Es necesario dejar las presiones del en mmHg. (Ver Tabla 3)Ecuacin 12: diferencia de presiones tomada del manmetro en mmHg

Ecuacin 13: relacin de la presin de radio y la presin del lugar del primer punto de calibracin

A partir de las tablas suministradas por el tubo de Venturi serial P7644 se compara el dato de Po/Pa= 0,968 con la temperatura de 22C y nos arroja el caudal de salida de 1,181m3/min. (Ver Tabla 3)Al tener los datos de caudal de orificios y el caudal de salida del primer dato de calibracin se puede hallar el porcentaje de diferencia (Ecuacin 4). (Ver Tabla 3)

Tabla 4: caudales de salida para la curva de calibracin y el porcentaje de diferenciaCAUDAL DE SALIDA

LECTURA MANMETRO PORTAFILTRO (LME)

# DE PUNTOSH (in H2O)PePo/PaQd% DIF

C. Izq.C. Der.Total

145,59,517,740,9681,1813,651

25,87,413,224,650,9561,1662,335

36,88,415,228,380,9491,1573,458

47,89,517,332,310,9421,1482,653

59,410,519,937,160,9331,1361,580

promedio2,735

La curva de calibracin del equipo de medicin de PM10 (ver Grfica 3) arrojo una correlacin de 0,9993 lo que demuestra que la calibracin quedo bien hecha y se puede proceder a tomar los datos del muestreo.Grfica 3: Curva de calibracin del equipo de medicin de PM10 Hi Vol . (po/pa vs Qd)

CONCENTRACIN DE PM10

El muestreo se llev a cabo desde las 2:00 pm del da 12 de marzo del 2015 hasta las 12:00 pm del da 13 de marzo del 2015, donde cada dos horas se tomaba los datos de cada de presin. Para comprobar que los datos se encuentren en el criterio de homogeneidad se hall la desviacin estndar de los datos (Ver Ecuacin 5) y se comprob que todos cumplen con este criterio (Ver Tabla 4) y en la carta de flujo ()Ecuacin 14: desviacin estndar de los datos obtenidos en el muestreo de PM10.

Tabla 5: Criterio de Homogeneidad de los puntos de muestreo de PM10DESVIACIN ESTNDAR

HoraH (in H2O)

# DE PUNTOS

C. Izq.C. Der.TotalDelta2 SCumple

102:00 p.m.6,78,114,80,9si

204:00 p.m.6,78,114,80si

306:00 p.m.6,78,214,9-0,1si

408:00 p.m.6,78,214,90si

510:00 p.m.6,88,014,80,1si

606:00 a.m.7,18,0015,1-0,3si

708:00 a.m.7,28,315,5-0,4si

810:00 a.m.7,38,415,7-0,2si

912:00 p.m.7,48,515,9-0,2si

Para determinar los caudales de salida del muestreo se realiz el mismo procedimiento que en los caudales de salida para hallar la curva de calibracin. Como ejemplo de clculo se toma el primer punto de muestreo que se dio a las 2:00pm con una temperatura de 24,9C y una presin de 556mmHg.Ecuacin 15: diferencia de cada de presin en mmHg en el primer punto de muestreo

Ecuacin 16: relacin de la presin del radio y la presin del lugar en el primer punto de muestreo

El caudal de salida que arrojaron las tablas suministradas por el serial del tubo Venturi a partir del dato de Po/Pa y la temperatura que era 24,9 C fue de 1,165m3/min. (Ver Tabla 5).Los caudales hallados se les deben hacer la correccin (Ver Ecuacin 6) para lo que es necesario el dato de % de diferencia hallado anteriormente en la curva de calibracin (Ver Ecuacin 12) y posteriormente es necesario estandarizarlo con las condiciones de temperatura de 25C y presin de 760mmHg.Ecuacin 17: caudal corregido del caudal de salida del primer punto de muestreo

Ecuacin 18: caudal corregido a condiciones estndar.

La concentracin de PM10 se calcula con la Ecuacin 1 donde la diferencia de pesos de los filtros es de 0,0445g de y el volumen de aire del da de muestreo se halla por el caudal estndar (Ver Ecuacin 18) por las lecturas del horometro inicial 19827,49 y final 19849,39.

Ecuacin 19: volumen de aire en el da del muestreo Ecuacin 20: concentracin de PM10 en el da del muestreo.

CAUDAL DE SALIDA

LECTURA MANMETRO (LME)

# DE PUNTOSHoraH (in H2O)T CPa mmhgPePo/PaQd% DIF PromedioQd CorregidoQ Std

C. Izq.C. Der.Total

102:00 p.m.6,78,114,824,955627,640,9501,1652,7351,1330,829

204:00 p.m.6,78,114,820,155627,640,9501,1551,1550,859

306:00 p.m.6,78,214,918,355627,830,9501,1511,1510,861

408:00 p.m.6,78,214,917,655627,830,9501,1501,1500,863

510:00 p.m.6,88,014,816,955627,640,9501,1491,1490,864

606:00 a.m.7,18,0015,113,855628,200,9491,1431,1430,869

708:00 a.m.7,28,315,515,155628,950,9481,1431,1430,865

810:00 a.m.7,38,415,718,955629,320,9471,1491,1490,858

912:00 p.m.7,48,515,92155629,700,9471,1511,1510,854

Tabla 6: Caudales de salida de los puntos de muestreo de PM10

xidos de nitrgenoCurva de calibracin.Para la curva de calibracin de tomaron 5 alcuotas para su construccin, en la Tabla 7 se relaciona el volumen utilizado para cada punto de calibracin, junto con la concentracin que se determin con la ecuacin xx y la absorbancia leda en el espectrofotmetro a una longitud de onda de 540, a continuacin empleada para uno de los clculos como ejemplo.Ecuacin 21: Concentracin.

Tabla 7 Datos empleados en la curva de calibracin para lectura de NOxvolumen NO2 (ml)Concentracin de NO2 (g/mL)Absorbancia

00,0000

10,0720,091

20,1440,204

30,2160,336

40,2880,501

50,3600,643

A continuacin se muestra la curva de calibracin obtenida, relacionando la concentracin de NO2 y la Absorbancia (Tabla 7 ). Grfica 4: Curva de Calibracin NOxDe la siguiente grafica al obtener un coeficiente de correlacin de 0.9905 podemos afirmar que es vlida su empleo en el clculo de la concentracin de NO2 de la muestra.Concentracin del NOX

Una vez obtenido el modelo lineal, con base a la ecuacin de la recta se pudo calcular la absorbancia de NO2 en la muestra segn su concentracin, de la siguiente manera: Ecuacin 22 Absorbancia en trminos de la ecuacin de la recta obtenida en la curva de calibracin NOx

A partir del dato calculado de absorbancia cuyo valor fue 0.025 se obtiene una concentracin de:

Ecuacin 23 Concentracin de NOx obtenida segn Ecuacin 1

La concentracin determinada en la Ecuacin 2 est determinada por el volumen de solucin absorbente utilizada en el monitoreo (50 ml), por ende se debe calcular la masa real de NO2 de la siguiente manera:Ecuacin 24 Determinacin Masa de NO2 para monitoreo

La masa obtenida en la Ecuacin 3 corresponde a la recogida durante el monitoreo, sin embargo se debe calcular la concentracin real y esta se hace por medio del volumen total de aire que paso a travs del equipo.Caudal EstndarDurante el monitoreo se leyeron caudales cada dos horas por medio del Trical, con esto se determin la desviacin estndar para definir el criterio de homogeneidad. La Tabla 2 muestra los resultados obtenidos.

Tabla 8 Desviacin Estndar para la determinacin del criterio de homogeneidadDESVIACIN ESTNDAR

# DE PUNTOSHoraQa (lpm)Delta2 SCumple

12:00 p. m.0,3270,039no

24:00 p. m.0,2850,042si

36:00 p. m.0,2800,005si

48:00 p. m.0,2660,014si

510:00 p. m.0,268-0,002si

66:00 a. m.0,286-0,018si

78:00 a. m.0,290-0,004si

810:00 a. m.0,2660,024si

912:00 p. m.0,267-0,001si

Con esto se pudo comprobar que se cumpli la homogeneidad en 8 de los 9 datos obtenidos, Para el dato que no cumpli se realiz el siguiente clculo independiente, empezando con la estandarizacin: Ecuacin 25 Estandarizacin del caudal obtenido

Ya con el caudal estandarizado se procede a calcular el volumen, este se realiza por medio del tiempo que duro el monitoreo segn horometro, en este caso 21 horas y 54 minutos.Ecuacin 26 Determinacin del Volumen de Aire monitoreado

Ya con el volumen determinado en la Ecuacin 4 se proceder a determinar la concentracin real de NO2 muestreado durante ese punto de monitoreo el monitoreo con la ecuacin.

Luego de obtenida esta concentracin, se calcul de nuevo la desviacin estndar esta vez descartando el dato que no cumpli y en la tabla se muestra el resultado obtenido.

Tabla 9 Desviacin estndar RecalculadaDESVIACIN ESTNDAR

# DE PUNTOSHoraQaDelta2 SCumple

14:00 p. m.0,2850,185si

26:00 p. m.0,2800,005si

38:00 p. m.0,2660,014si

410:00 p. m.0,268-0,002si

56:00 a. m.0,286-0,018si

68:00 a. m.0,290-0,004si

710:00 a. m.0,2660,024si

812:00 p. m.0,267-0,001si

En este caso el criterio de homogeneidad se cumple en su totalidad, lo que permite calcular un dato promediado de caudal para este tiempo de monitoreo, en este caso de 0.276 lpm. Y se realiza los mismos clculos anteriores (Ecuacin 4, Ecuacin 5)

Luego de todos os clculos realizados se obtuvo que para el dia del monitoreo, segn el volumen de aire que paso por el equipo la concentracin 5,62

CONCENTRACIONES ENCONTRADAS VS CLIMAPara analizar el comportamiento de PM10 y NOx es de vital importancia asociar la dinmica de la atmosfera OPACIDADHaciendo una comparacin de los resultados del ndice de opacidad obtenido de la carta Ringelmann con la norma 0910 de 2008 que reglamenta los valores mximos permisibles de opacidad para vehculos accionados con diesel (ACPM) en aceleracin libre (ver tabla tal.) se hall que la densidad de opacidad no supera la norma.AFORO DE VEHICULOS

El aforo vehicular realizado en la tarde entre el jueves 12 de marzo de 2015 a las 2 de la tarde y el viernes 13 de marzo de 2015 hasta las 12 del medioda, se realiz sobre la carrera 3 con calle 9, frente a la estacin de bomberos B-17 centro histrico, punto estratgico debido que es un rea de influencia sobre la cual llegan los contaminantes a la Universidad de La Salle. En la Tabla 10:. continuacin se describe la clasificacin que se tuvo en cuenta para el aforo vehicular.Tabla 10: Discrepancias tomadas por cada tipo de vehculo segn su tipo de combustible y motor.Motor grande (gasolina o diesel)Carros particulares (gasolina)Taxis y escolares (gas natural vehicular)Motos (gasolina)

El aforo fue seccionado por horas vase la Tabla 11 dando por resultado que el mayor flujo de vehculos fue para carros particulares con 6675 durante el monitoreo y los intervalos de tiempo donde ms se registr flujo fue durante a partir de las 5:00 pm a las 6:00 pm el da jueves con 1192 vehculos y el da viernes de 6:00 am a 7:00 pm con 3268 vehculos.

Tabla 11: aforo vehicular discriminadas por el tipo de vehculo y cuantificadas por intervalos de tiempoDa aforadoIntervalo de tiempoMotor grandeCarros particularesTaxis y escolaresMotosTotal vehculos por intervalo de tiempo

Jueves, 12 de marzo de 20152:00 A 3:00 PM392106772388






Viernes, 13 de marzo de 20156: 00 A 7:00 AM77410616807533268

Viernes, 13 de marzo de 20157:00 A 8:00 AM5228304171411910





Total vehculos2251667533632277

Conclusiones Bibliografa Brunatti, C., & Martn, A. M. (2010). Introduccin a la Espectroscopa de Absorcin Molecular Ultravioleta, Visible e Infrarrojo Cercano, 110.Lambert, F. L. De. (n.d.). Fundamentos de espectrofotometra, 611.Previo, T., & Fundamentales, C. (n.d.). Sesin 7: espectroscopia. difraccin, 116.

Informe de Monitoreo de La Calidad de Aire en La Universidad de La Salle

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