Monitoreo de Fuentes Fijas (Chimeneas) Billy Stevenson Rushford

Transcripción

1 Monitoreo de Fuentes Fijas (Chimeneas) Billy Stevenson Rushford

2 Fuente fija

3 Fuente Fija Toda instalación establecida en un solo lugar, que tenga como finalidad desarrollar operaciones o procesos industriales, comerciales de servicios o actividades que generen o puedan generar contaminantes a la atmosfera

4 Emisión es la cantidad de contaminante vertido a la atmósfera en un período determinado desde un foco. Inmisión: es la concentración de contaminantes a nivel del suelo. Hoy se emplea más el término «calidad de aire ambiente.

5 Para que monitorear

6 La caracterización de una fuente de contaminación atmosférica consiste en darle respuesta a las siguientes preguntas: Que se emite?, Cuánto se emite? Donde se emite?

7 Objetivos de realizar una medición: a) Realizar un inventario general de las fuentes. Con este se persigue normalmente realizar una evaluación inicial de la problemática en un área urbana y/o industrial y por lo tanto no exige una caracterización exhaustiva de las emisiones. b) Establecer un programa de monitoreo de calidad de aire. En este caso se requiere información de tipo general, identificando los principales contaminantes emitidos y las cantidades aproximadas emitidas. c) Definir los parámetros de diseño en un proyecto de control. Se requiere una información detallada de las características de los contaminantes. d) Certificar el cumplimiento de las normas de emisión. En este caso se requiere información muy precisa en lo referente a flujo másico del contaminante emitido.

8 MÉTODOS Métodos no extractivos Balance de Masa Factores de Emisión Monitoreo automático Métodos extractivos Mediciones Isocineticas Equipos de celda electroquímica

9 METODOS NO EXTRACTIVOS

10 MUESTREOS EXTRACTIVOS Análisis de Laboratorio Análisis Instantáneo

11 Monitoreo Isocinetico: ISO: Igual Cinética: Movimiento. Vn > Vs Vn < Vs Vn = Vs HIPERCINETICO HIPOCINETICO Vn Vn Vn ISOCINETICO

12 La muestra debe tomarse cumpliendo con el requisito de no generar una separación mecánica de los contaminantes con respecto al gas portador, en otras palabras la toma de la muestra debe realizarse a la misma velocidad en que son transmitidos los contaminantes en el ducto de muestreo; al cumplimiento de este requisito se le denomina muestreo isocinético. El porcentaje de isocinetismo esta dado por la siguiente ecuación: Isocinetismo= 100(Vn/Vs) En la cual: Vn = Velocidad de toma de muestra. Vs = Velocidad de gases en chimenea.

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15 Lograr que la toma de muestra se realice en forma isocinética, requiere la adopción de una estrategia de muestreo que incluye los siguientes métodos definidos por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA).

16 Método US EPA 1: Determinación de los puntos de monitoreo y ubicación de los puertos de muestreo. PRINCIPIO. Para obtener una medición representativa de las emisiones de contaminantes y/o los caudales de una fuente estacionaria, se selecciona un sitio de medición en la chimenea en donde la corriente fluye en una dirección conocida. Se divide la sección transversal de la chimenea en un número de áreas iguales y se localiza un punto de travesía dentro de cada una de estas áreas iguales. APLICABILIDAD Este método es aplicable para corrientes de gas que fluyen en ductos y chimeneas. El método no puede ser usado cuando: (1) El flujo es ciclónico o turbulento, (2) El diámetro de la chimenea es inferior a 0.30 m ó tiene menos de dos diámetros de chimenea o ducto corriente abajo

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18 Se considera que la sección del ducto más adecuada para ubicar el sitio de medición es aquella que tiene una distancia equivalente de ocho (8) diámetros corriente abajo después de una perturbación y dos (2) diámetros corriente arriba antes de la siguiente es la, ya que en esta franja se encuentra un flujo laminar. Cuando lo anterior no puede cumplirse, se debe localizar el sitio de medición por lo menos a dos (2) diámetros de chimenea o ducto corriente abajo después de una perturbación y por lo menos a medio (0.5) diámetro corriente arriba antes de una perturbación, con el propósito de aumentar el número de puntos de muestreo en la sección transversal y obtener un muestreo más representativo.

19 UBICACIÓN PUNTOS DE MONITOREO A: Distancia desde el sitio de toma de muestra hasta la última perturbación NO DEBE SER INFERIOR A DOS VECES EL DIÁMETRO DE LA CHIMENEA (Condiciones Ideales) B: Distancia desde la última perturbación hasta el sitio de medición, DEBE SER IGUAL O SUPERIOR A OCHO VECES EL DIÁMETRO DE LA CHIMENEA (Condiciones Ideales) NOTA: Estas distancias deben ser en un tramo recto sin perturbaciones o modificaciones a la chimenea. Para ductos rectangulares se emplea el diámetro equivalente. Deq: (2x(L1xL2))/(L1+L2)

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23 El total de puntos a muestrear se determina a través del uso de la tabla que se presenta a continuación. Para poder utilizar la tabla se debe calcular la distancia (en números de diámetros de chimenea) antes y después de la perturbación más cercana al punto de medición. Para eso, se debe determinar la distancia desde el lugar de medición hasta las perturbaciones corriente arriba y corriente abajo más cercanas, y dividir cada distancia por el diámetro de la chimenea o diámetro equivalente para determinar la distancia en términos de número de diámetros. Las perturbaciones pueden ser cualquier tipo de curvas, expansiones, contracciones, entradas, etc.

24 Tabla para medición de partículas

25 Para medición de velocidad de gases

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27 UBICACIÓN PUNTOS DE MONITOREO DUCTO CIRCULAR

28 UBICACIÓN PUNTOS DE MONITOREO DUCTO RECTANGULAR

29 Ejercicio No. 1 Determinar los diámetros equivalentes existentes en la chimenea circular de caldera No.1, la cual tiene un diámetro interno de 0.94m, la longitud desde la ultima perturbación hasta el puerto de medición es de 7.6 m, distancia del puerto de medición hasta el final de la chimenea es de 4.9m, la longitud del niple es de 0.10 m. Posteriormente con esos datos determinar la cantidad de puntos en el área transversal para medición de partículas y las diferentes distancias que estará ingresando la sonda de muestreo a la chimenea.

30 Datos: Tipo de chimenea: Circular Diámetro: 0.94 m Distancia B: 7.6 m Distancia A: 4.9 m Niple: 0.10 m Diámetros equivalentes B= 7.6 /0.94 = 8.08 Diámetros equivalente A= 4.9 / 0.94 = 5.21

31 Diámetros equivalentes B = 8.08 Diámetros equivalente A = 5.21

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33 Adecuación del sitio Una vez elegido el sitio se adecua cumpliendo los siguientes requisitos: - Que la plataforma sea amplia y resistente. - Que sea de fácil acceso. - Que cuente con suministro de energía eléctrica (110 V C.A.). - Que cuente con protección necesaria para evitar los cortos circuitos y choques eléctricos.

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39 Método 2: Determinación de la velocidad de los gases en la chimenea

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43 Metodo No. 3 DETERMINACIÓN DE LA MASA MOLAR DEL GAS Principio: Una muestra de gas se extrae de la chimenea. Se analiza en la muestra de gas los porcentajes de dióxido de carbono (CO2), oxígeno (O2) y monóxido de carbono (CO). Si se requiere la determinación de la masa molar seca y el aire en exceso se debe usar para el análisis un analizador Orsat o un analizador específico (método 100). Para determinar estos datos en ECOQUIMSA utilizamos el analizador de celda electroquímica ECOM

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45 Método 4: Determinación del contenido de humedad en los gases Objetivo: Determinar el contenido de humedad en los gases de la chimenea. Principio: Una Muestra de Gas es extraída a una tasa constante de la chimenea, la humedad es removida de la muestra y puede determinarse gravimétrica o volumétricamente.

46 El tiempo de muestreo debe ser tal que recolecte un volumen mínimo de 0.60m3 a un caudal menor o igual a m3/min.

47 Calculo de la Boquilla ideal

48 Método 5: Determinación de material particulado Objetivo: Determinar la emisión de Material Particulado(MP) en fuentes fijas. Principio: Las muestras de material particulado son extraídas isocinéticamente de la fuente fija y son colectadas en un filtro de fibra de vidrio que se mantiene a una temperatura de 120±14 C o a otra temperatura específica para los diferentes procesos. La masa de material particulado incluye material condensado u otros materiales, esta masa es determinada gravimétricamente después de ser removida de la contaminación con la humedad.

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50 Método 6: SO2 Método 7: NOx Método 18: VOC s Método 23: Dioxinas y Furanos Método 29: Metales Etc.

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53 Fotografías de monitoreos

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55 REGISTRO EN CAMPO

56 REGISTRO EN CAMPO

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58 MARCO LEGAL

59 Guía sobre medio ambiente Banco Mundial Normativas\Resolución 909 fuentes fijas completa.pdf Guías para producción de azucar.pdf Normativas\Guias IFC para sector minero.pdf Reglamento para el Manejo de Desechos Sólidos Hospitalarios.pdf Normativas\RTS Emisiones Atmosféricas Fuentes Fijas Puntuales.pdf Normativas\Hoja de Calculo Pre Congreso.xlsx

60 Gracias