Evaluación técnica de desempeño del Sistema de Monitoreo de la Calidad del Aire de Salamanca, Gto.

Transcripción

1 2016 Evaluación técnica de desempeño del Sistema de Monitoreo de la Calidad del Aire de Salamanca, Gto. Coordinación General de Contaminación y Salud Ambiental 1

2 Directorio Dra. María Amparo Martínez Arroyo Directora General del Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC) Dr. J. Víctor Hugo Paramo Figueroa Coordinador General de Contaminación y Salud Ambiental del INECC Ing. Sergio Zirath Hernández Villaseñor Dirección de Investigación sobre la Calidad del Aire y los Contaminantes Climáticos de Vida Corta Ing. Oscar Alfredo Fentanes Arriaga Subdirección de Evaluación de Emisiones y Monitoreo Atmosférico Ing. José Miguel Noyola Poblete Jefe del Departamento de Monitoreo Atmosférico Ing. Daniel Ordóñez Carmona Técnico en Mantenimiento de Equipo de Monitoreo Atmosférico Ing. Jorge David Santacruz Morhy Técnico en Monitoreo Atmosférico 2

3 D. R. Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático Periférico Sur Col Insurgentes Cuicuilco C. P Delegación Coyoacán, México D. F. RESUMEN EJECUTIVO Con el fin de contar con información del funcionamiento del Sistema de Monitoreo de la Calidad del Aire de la ciudad de Salamanca, personal de la Coordinación de Contaminación y Salud Ambiental del Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático llevó a cabo durante la segunda semana de marzo del presente año, una serie de actividades que incluyen la revisión técnica de desempeño del sistema de monitoreo y, para algunos equipos, su calibración. En lo general se observó que las estaciones se encuentran en buenas condiciones de limpieza, operación y mantenimiento, sin presentar problemas en cuanto al almacenamiento y transmisión de los datos que generan. Estas son operadas por personal capacitado y tienen cantidad suficiente de personal. El sistema de monitoreo mantiene un sistema electrónico de registro de actividades y estado de operación de los equipos y de estaciones, los cuales soportan en gran medida el programa interno de control y aseguramiento de calidad (a pesar de ellos se encontraron algunas áreas de oportunidad respecto a la operación rutinaria, transferencia de estándares y capacitación del personal, los cuales deberán ser considerados para continuar fortaleciendo el sistema de monitoreo). Como resultado de la revisión técnica de desempeño, se evaluaron un total de 10 analizadores; dos de CO, tres de O 3, dos de NOx y tres de SO 2 ; de los cuales, el analizador de SO 2 de la estación Cruz Roja; el de O 3 de la estación DIF; y los analizadores de O 3 y CO de la estación Nativitas tuvieron diferencias superiores al 10% en al menos un punto de prueba, por lo que una vez finalizada dicha revisión, fueron calibrados. El analizador de NOx de la estación Cruz Roja, no pudo ser evaluado debido a que presentó problemas de estabilidad en las mediciones. Los otros dos analizadores de NOx de las estaciones Nativitas y DIF, respondieron aceptablemente a los puntos de prueba, sin embargo, la eficiencia de sus convertidores se encontraron ligeramente fuera del valor sugerido de operación, por lo que se recomienda mantenerlos en observación y evaluar un posible reemplazo. 3

4 De lo anterior se desprende la necesidad de mantener los estándares de transferencia (calibradores dinámicos de gases) bajo un programa de verificación y calibración contra estándares de flujo, pero principalmente de ozono. De la revisión de los cuatro monitores de partículas, todos pasaron la revisión técnica de desempeño. Respecto a los sensores meteorológicos, fueron evaluados nueve equipos, de los cuales seis presentaron respuestas dentro de los criterios de aceptación. Los sensores que tuvieron dificultades de operación fueron los de dirección de viento y temperatura de la estación Cruz Roja, y el de velocidad de viento de la estación Nativitas. Se recomienda considerar la adquisición de dispositivos para la verificación de los sensores meteorológicos, especialmente los de velocidad y dirección de viento, e implementar un programa para la verificación de éstos. Finalmente y aunque hay evidencia de transferencia de conocimientos entre el propio personal del IEEG, se sugiere proveer capacitación especializada en diferentes temas que permitan consolidar al personal y por ende al sistema de monitoreo. 4

5 CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN 6 2. ACTIVIDADES ENTORNO Y UBICACIÓN UBICACIÓN ESTACIÓN CRUZ ROJA ESTACIÓN DIF ESTACIÓN NATIVITAS SUPERVISIÓN DE LAS ESTACIONES DE MONITOREO EVALUACIÓN TÉCNICA DE DESEMPEÑO RESULTADOS DE LA REVISÍON TÉCNICA DE DESEMPEÑO DE ANALIZADORES DE GASES RESULTADOS DE LA REVISIÓN TÉCNICA DE DESEMPEÑODE LOS MONITORES DE PARTÍCULAS SUSPENDIDAS RESULTADOS DE LA REVISIÓN TÉCNICA DE DESEMPEÑO A LOS SENSORES METEOROLÓGICOS CALIBRACIÓN DE EQUIPOS DE MEDICIÓN CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 20 ANEXO 1 22 FORMATOS DE LA SUPERVISIÓN TÉCNICA DE ESTACIONES 22 ANEXO 2 26 RESULTADOS DE LA REVISIÓN TÉCNICA DE DESEMPEÑO DE ANALIZADORES DE GASES 26 ANEXO 3 37 RESULTADOS DE LA REVISIÓN TÉCNICA DE DESEMPEÑO DE LOS MONITORES DE PARTÍCULAS SUSPENDIDAS 37 ANEXO 4 42 RESULTADOS DE LA REVISIÓN TÉCNICA DE DESEMPEÑO DE LOS SENSORES METEOROLÓGICOS 42 ANEXO 5 49 RESULTADOS DE CALIBRACIONES DE EQUIPO 49 5

6 1. INTRODUCCIÓN La Evaluación Técnica de Desempeño consiste en verificar la respuesta en las mediciones de los sensores, monitores, analizadores y muestreadores, frente a materiales o estándares de referencia, así como la evaluación de otros parámetros de operación de los instrumentos que influyen en las mediciones como son: flujos, temperaturas y presiones. Su objetivo es garantizar y legitimar que las mediciones realizadas con los instrumentos representan verazmente el estado que guarda la calidad del aire, lo que permite evaluar la confiabilidad de la información que se proporciona a la población. Existen diferentes metodologías para realizar pruebas técnicas de desempeño, las cuales dependen del tipo de equipo de medición de que se trate, al respecto, el INECC ha adoptado las metodologías empleadas por la USEPA y por CARB para evaluar el desempeño de las estaciones de monitoreo de la calidad del aire a nivel nacional y tomando como base los criterios de aceptación establecidos por la CARB 1. Considerando que la ciudad de Salamanca, en el Estado de Guanajuato, es una localidad con una impostante actividad económica e industrial, cuenta con una población de 273,271 habitantes 2 y mantiene un programa de vigilancia de la calidad del aire desde el año de 1999, el INECC realiza una serie de actividades tendientes a generar información de utilidad en materia de calidad del aire, entre ellas, la realización de una evaluación de técnica de desempeño de las estaciones de monitoreo de calidad del aire ubicadas en dicha ciudad, lo cual se realiza a través de una comparación de la respuesta de los analizadores y sensores meteorológicos, contra una concentración o señal generada por equipos y materiales propiedad del INECC. La información resultante de esta evaluación técnica de desempeño permitirá generar la información necesaria que apoye en la busqueda de un, cada vez, más seguro, confiable y preciso sistema de monitoreo de la calidad del aire. Lo cual a su vez, aporta en la generación de información, cuya importancia está dada por el uso de la misma en la definición de estrategias para el control y la prevención de emisiones, en la evaluación de de dichas estrategias, y en la disponibilidad de la misma para alertar a la población sobre eventos de alta contaminación del aire, que pudiera poner en riesgo la salud de la población. 1 CARB, Air Monitoring Quality Assurance. Volume V. Audit Procedures for Air Quality Monitoring. Section 5.0.2, Pag. 3/22. 2 INEGI

7 2. ACTIVIDADES La visita técnica al sistema de monitoreo local consistió en analizar el entorno de cada estación para determinar la cobertura y la representatividad de cada una de ellas; asimismo, se evaluó el estado operativo de los equipos para determinar la concentración de gases y de partículas en el aire, así como de aquellos que determinan las condiciones meteorológicas en los alrededores de las estaciones que prevalecen. Finalmente, y cuando los equipos los requirieron, se desarrollaron actividades de calibración de los equipos (debiendo aplicarse algún mantenimiento correctivo en algunos de los equipos, para que la calibración fuese adecuada) ENTORNO Y UBICACIÓN La ubicación y el entorno inmediato de una estación de monitoreo de calidad del aire define la cobertura y representatividad espacial de la misma. A continuación se muestran los resultados obtenidos respecto a este tema UBICACIÓN De las observaciones realizadas sobre el entorno de las tres estaciones de monitoreo de calidad del aire en Salamanca, se estimó una representatividad espacial de dos kilómetros radiales para cada una de ellas. En la Figura 1 se indica, con un distintivo amarillo, la ubicación de cada estación de monitoreo de calidad del aire y cada una de ellas, están rodeadas por un círculo concéntrico de 4 km de diámetro, lo cual representa el área para la cual, es representativo el resultado del monitoreo de la calidad del aire obtenido en cada estación. El espacio que ocupan los tres círculos cubren, prácticamente, toda el área urbana de la Ciudad de Salamanca por lo que la cobertura del Sistema de Monitoreo apropiada (inclusive se observa un traslape espacial entre ellas, lo que podría estarse reflejando en redundancia en los datos que generan). De lo anterior se concluye que no es necesaria la instalación de nuevas estaciones, a menos de que se tengan otros objetivos de monitoreo tales como transporte de contaminantes y concentraciones de fondo. 7

8 Figura 1 UBICACIÓN Y COBERTURA DE LAS ESTACIONES EN SALAMANCA Fuente: INECC, Elaboración propia con imágenes de Google Earth ESTACIÓN CRUZ ROJA La estación ubicada al norte de la Ciudad se encuentra en las instalaciones de la Cruz Roja. En 1999 fue instalada la estación, iniciando operaciones en es mismo año, aunque en el período comprendido entre los años salió de operación, debido a la renovación de la caseta de monitoreo. En la Figura 2 se presentan varias exposiciones fotográficas en donde se muestra que la estación no presenta obstáculos al libre paso del aire, ni fuentes cercanas de emisiones, por lo que se ha catalogado como una estación de tipo vecindario, es decir, que los datos de calidad del aire que genera son representativos de una extensión de entre 500 metros y cuatro kilómetros a la redonda (el distanciamiento depende de la uniformidad de la superficie 3 ). 3 USEPA, U.S. Environmental Protection Agency Quality Assurance Handbook for Air Pollution Measurement Systems, Volume II: Ambient Air Quality Monitoring Program. Report No: EPA-454/B

9 Figura 2 ENTORNO DE LA ESTACIÓN CRUZ ROJA Fuente: INECC, Elaboración propia ESTACIÓN DIF Al Suroeste de la ciudad de Salamanca se encuentra ubicada otra estación automática de monitoreo de la calidad del aire, misma que inició operaciones en Agosto del año La estación está dentro de las instalaciones del Centro de Desarrollo Integral de la Familia DIF y, como se puede observar en la Figura 3, no presenta problemas respecto a obstáculos o fuentes cercanas que pudieran afectar las mediciones, por lo que se catalogó como de tipo local o vecindario, con una representatividad espacial de 2 km radiales a la estación. Figura 3 ENTORNO DE LA ESTACIÓN DIF Fuente: INECC, Elaboración propia ESTACIÓN NATIVITAS En Marzo del 2002 se instaló la tercera y más reciente estación automática de monitoreo en Salamanca. Esta se encuentra ubicada al este de la ciudad, en la Colonia Nativitas, y al igual que las estaciones anteriores, no presenta obstáculos al paso del aire ni impacto por fuentes cercanas de emisión de contaminantes (ver Figura 4), por lo que se cataloga como una estación de tipo vecindario. 9

10 Figura 4 ENTORNO DE LA ESTACIÓN NATIVITAS Fuente: INECC, Elaboración propia SUPERVISIÓN DE LAS ESTACIONES DE MONITOREO Se llevó a cabo la supervisión técnica de las tres estaciones de monitoreo de calidad del aire de la ciudad de Salamanca, la cual consistió en la revisión de bitácoras, formatos, limpieza de los equipos de medición, estado físico y operativo; así como de los elementos aportados por los operarios de las redes para confirmar la ejecución de buenas prácticas. Dicha revisión, se enfocó principalmente en los equipos automáticos de monitoreo de calidad de aire, los equipos de monitoreo y muestreo de partículas, así como de los sensores meteorológicos y equipos de soporte. En general, las estaciones se encontraron operando adecuadamente, es decir, presentaban buenas condiciones de limpieza (incluyendo la toma de muestra, el manifold, las tuberías de ingreso de muestra a los analizadores, e interna de los equipo y los filtros de muestra), con equipos operando adecuadamente (sin presencia de alarmas y con valores de operación dentro del intervalo sugerido por los fabricantes) y con sistemas de adquisición de datos funcionado correctamente (recibiendo datos de todos los analizadores, sensores meteorológicos y muestreador de partículas). En lo particular, las áreas de oportunidad determinadas para cada estación fueron: En la estación Cruz Roja se tenía y se mantiene fuera de operación el analizador de Monóxido de Carbono, ya que de acuerdo al personal del IEEG, éste presenta una falla en el sistema electrónico; de igual forma, el monitor de PM 2.5 no se encontró en la estación, dado que se encontraba recibiendo mantenimiento por parte del proveedor del equipo. En el caso de la tubería de teflón que proviene del manifold, la misma no estaba conectada de forma hermética y los puertos de conexión que no son utilizados, no se encontraron sellados, condición que, de acuerdo a una estimación propia, puede propiciar una subestimación de hasta el 65%. 10

11 En el caso de la estación DIF, solamente se observó que hay una diferencia de 2 ppm por abajo de las lecturas del analizador de CO con respecto a los del sistema de adquisición de datos. La estación Nativitas no cuenta con el monitor de PM 2.5. Respecto al monitor de PM 10, el valor de calentamiento del tubo de muestreo se encontró en 0 C por lo que no estaba realizando su función. Se recomienda la operación de acuerdo a especificaciones del fabricante para que el calentador haga la función de secar el aire muestreado. Los elementos específicos de revisión se presentan en los formatos que fueron llenados en campo, mismos que se presentan en el Anexo 1 de este documento. 3. EVALUACIÓN TÉCNICA DE DESEMPEÑO El propósito de una evaluación técnica de desempeño es garantizar y legitimar que las mediciones realizadas con los instrumentos representan verazmente el estado que guarda la calidad del aire, lo que permite evaluar la confiabilidad de la información que se proporciona a la población. La evaluación técnica de desempeño que se realizó al Sistema de Monitoreo de Salamanca del IEEG, consistió en comparar la respuesta de los analizadores y sensores meteorológicos, contra materiales o estándares de referencia (concentraciones o señales eléctricas) del Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC), aplicando criterios de aceptabilidad de la EPA y la CARB para evaluar el desempeño de los equipos RESULTADOS DE LA REVISÍON TÉCNICA DE DESEMPEÑO DE ANALIZADORES DE GASES La revisión técnica por toma de muestra en la estación Cruz Roja no fue completada debido a que se identificó dilución de muestra en el manifold, lo anterior debido a que las tuberías de entrada de muestra de los analizadores de ozono, bióxido de azufre y óxidos de nitrógeno no estaban herméticamente conectados a los puertos correspondientes del manifold. Debido a lo anterior, la evaluación de los equipos de la estación se realizó directamente por la entrada de muestra de cada uno de los analizadores (al día siguiente, las conexiones fueron corregidas por lo que la estación queda colectando aire ambiente de forma adecuada). 11

12 En el caso de las estaciones DIF y Nativitas, no se tuvo problema con el sistema de entrada de muestra y se efectuó la revisión técnica a través del sistema. En la Figura 5 se muestran los puntos de prueba para los analizadores de ozono de las tres estaciones evaluadas en porcentaje de diferencias con respecto a las concentraciones de entrada de referencia. Figura 5 DIFERENCIA PORCENTUAL EN EVALUACIÓN DE OZONO EN ESTACIONES DE SALAMANCA DIFERENCIA EN PORCENTAJE DE OZONO [%] PUNTO DE EVALUACIÓN CR DIF NAT ±10% De los tres analizadores de ozono, se observa que el único que pasó todos los puntos de prueba fue el de la estación Cruz Roja, el analizador de la estación DIF presentó diferencias superiores al 10% y, en el caso del analizador de la estación Nativitas, uno de los puntos de prueba presentó una diferencia del 69%. Los analizadores que mostraron diferencias superiores al 10% durante la evaluación técnica de desempeño fueron calibrados una vez finalizada la evaluación técnica de desempeño, lo cual permite que los analizadores continúen midiendo y generen datos de mayor confiabilidad (los resultados de las calibraciones se muestran en un apartado posterior). 12

13 Con relación a los Los analizadores de NOx de las estaciones DIF y Nativitas, se evaluaron sus tres canales de medición (NO, NO 2 y NO X ), presentando mediciones por debajo del 10% de tolerancia, aprobando en su totalidad los puntos de prueba como se muestra en la Figura 6. Aunque los puntos de evaluación arrojaron resultados positivos, la eficiencia del convertidor de moliebdeno de ambos analizadores se encontraron ligeramente por fuera del valor sugerido de operación, que es entre 96% y 104%, por lo que se recomienda mantenerlos en observación y evaluar su posible reemplazo. Por otro lado, el analizador de óxidos de nitrógeno de la estación Cruz Roja presentó variaciones en los puntos de prueba de hasta 100 ppb, lo que impidió realizar la evaluación de desempeño de este equipo, así como su calibración (ver Figura 6). Figura 6 DIFERENCIA PORCENTUAL EN EVALUACIÓN DE NOx EN ESTACIONES DE SALAMANCA [%] DIFERENCIA EN PORCENTAJE ÓXIDOS DE NITRÓGENO PUNTO DE EVALUACIÓN NO_DIF NO2_DIF NOx_DIF ±10% NO_NAT NO2_NAT NOx_NAT Respecto a los analizadores de SO 2 de las tres estaciones, todas midieron valores dentro del 10% de tolerancia establecido como criterio para la revisión técnica de desempeño, sin embargo, el analizador de la estación Cruz Roja, mostró una diferencia superior al 10% en uno de los puntos, por lo cual se realizó la calibración del mismo. Los resultados de los puntos de prueba para este contaminante se muestran en la Figura 7. 13

14 Adicionalmente, se observó que el flujo de muestra del analizador de bióxido de azufre de la estación DIF, está por debajo (0.373 [ccm], centímetros cúbicos por minuto) del valor de flujo de diseño (0.500 [ccm]), por lo que se sugiere realizar el mantenimiento preventivo o correctivo que corresponda, además de habilitar la alarma (flujos bajos dan como resultado poca sensibilidad a cambios de concentración en el aire ambiente). Figura 7 DIFERENCIA PORCENTUAL EN EVALUACIÓN DE SO2 EN ESTACIONES DE SALAMANCA DIFERENCIA EN PORCENTAJE BIÓXIDO DE AZUFRE [%] PUNTO DE EVALUACIÓN CR DIF NAT ±10% La estación Cruz Roja no tenía analizador de CO al momento de llevar a cabo la revisión técnica, por lo que sólo se evaluaron los analizadores de CO de las estaciones DIF y Nativitas. El analizador de la estación DIF aprobó los puntos de prueba, mientras que el analizador de la estación Nativitas, tuvo mediciones con diferencias mayores al 10%, por lo que la evaluación fue no aprobatoria (ver Figura 8). Dado lo anterior, se realizó la calibración del mismo al finalizar dicha revisión técnica. 14

15 Figura 8 DIFERENCIA PORCENTUAL EN EVALUACIÓN DE CO EN ESTACIONES DE SALAMANCA [%] DIFERENCIA EN PORCENTAJE MONÓXIDO DE CARBONO PUNTO DE EVALUACIÓN DIF NAT ±10% El Cuadro 1 resume los resultados obtenidos durante la revisión técnica de desempeño del sistema de monitoreo de la calidad del aire de Salamanca, en cuanto a analizadores de gases se refiere. Cuadro 1 EVALUACIÓN DE LOS ANALIZADORES DE GASES ESTACIÓN O3 NO NO2 NOX SO2 CO CRUZ ROJA Pasó NE NE NE No pasó NA DIF No pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó NATIVITAS No pasó Pasó Pasó Pasó Pasó No pasó Pasó NE No pasó NA Analizadores que pasaron los puntos de prueba. Analizadores con algún problema de operación durante la prueba que impidió concluir la misma. Analizadores que no pasaron uno o varios puntos de prueba. Analizadores que no hay en la estación. 15

16 EL primer cuadro muestra el total de los analizadores de gases revisados, en color verde aquellos que mostraron resultados de todos los puntos de prueba dentro de los criterios de aceptación; en rojo aquellos que tuvieron al menos un punto fuera de los criterios aplicados, en amarillo se encuentran aquellos que presentaron algún tipo de problema de operación durante el desarrollo de la revisión técnica y que impidió su evaluación de desempeño, tal es el caso del analizador de óxidos de nitrógeno de la estación Cruz Roja que presentó un ruido de hasta 100 ppb. Los puntos evaluados en diferencias en porcentaje con respecto a las concentraciones de referencia de entrada, pueden consultarse en las gráficas anteriores y se presentan en concentraciones en el Anexo 2. De acuerdo con la tabla anterior, se evaluaron un total de diez analizadores automáticos de gases (el equipo analizador de óxidos de nitrógeno permite obtener datos de NO, NO2 NOx), de los cuales, seis pasaron todos los puntos de prueba (uno de O 3, dos de NOx, dos de SO 2 y uno de CO); cuatro de ellos, tuvieron respuestas fuera del criterio de aceptación en uno o más de los puntos evaluados (mismos que fueron calibrados posterior a los trabajos de revisión). Como se mencionó, en la estación Cruz Roja, no fue posible llevar a cabo la prueba a través del sistema de toma de muestra debido a la presencia de fugas, por lo que se recomendó como acción correctiva inmediata, revisar y efectuar las modificaciones necesarias para tener conexiones herméticas en los puertos del manifold. En la estación Nativitas se encontró que el extractor de muestra estaba desconectado (considerando que la revisión técnica se realizó a través de la toma de muestra, estas situaciones afectan la prueba. Sin embargo, cabe aclarar que, precisamente el objetivo de la evaluación técnica de desempeño mediante éste método, es evaluar todo el sistema de medición y corregir, cuando es posible, este tipo de eventos de manera inmediata. Sin embargo, como acción correctiva de mediano y largo plazo de las observaciones anteriores, se sugiere incluir puntos de revisión en el programa de visitas a la estación, que faciliten la identificación de estos detalles de manera efectiva. 16

17 3.2. RESULTADOS DE LA REVISIÓN TÉCNICA DE DESEMPEÑODE LOS MONITORES DE PARTÍCULAS SUSPENDIDAS Se revisaron cuatro monitores de partículas de las estaciones Cruz Roja, DIF y Nativitas, dos de marca Met One y dos de marca Thermo, la revisión técnica consiste en la comparación directa del flujo de entrada de muestra contra el estándar de referencia de flujos y de temperatura del INECC. Los resultados obtenidos mostraron que las diferencias respecto a flujos, estuvieron por debajo del 2%, los cuales se encuentran dentro de los criterios de aceptación de la prueba. En el caso de las temperaturas ambiental y de muestra, estas se encontraron dentro del valor de aceptación, por lo tanto, la totalidad de monitores de partículas suspendidas aprobaron la revisión técnica de desempeño. En el Anexo 3 se presentan los resultados de cada una de las pruebas realizadas a dichos monitores RESULTADOS DE LA REVISIÓN TÉCNICA DE DESEMPEÑO A LOS SENSORES METEOROLÓGICOS Para conocer el desempeño de los sensores meteorológicos, el INECC adoptó metodologías empleadas por la USEPA y CARB, mismas que se describen a continuación de manera general: a) La velocidad de viento (WS) se evalúa comparando la señal de salida con relación a una velocidad de giro inducida por un motor de referencia. b) El sensor de dirección (WD) de viento se revisó en primera instancia su orientación respecto al norte físico y la respuesta a diferentes direcciones, utilizando un disco graduado. c) Para los sensores de velocidad y dirección de vientos, también se mide la fuerza mínima requerida de movimiento (fuerza de torque o velocidad de umbral). d) El sensor de temperatura se prueba mediante comparación directa respecto a la medición de un sensor, propiedad del INECC. Cuadro 2 CRÍTERIOS DE ACEPTACIÒN 17

18 Parámetro Temperatura Velocidad de viento Dirección de viento Criterio de aceptación Error máximo de la lectura del sensor = ± 0.5 C El umbral de movimiento debe ser menor a 0.5 m/s, equivalente a un torque de hasta 0.3 g-cm para los sensores evaluados. El error de la lectura debe ser menor que ±0.25 m/s (0.559 mph) para velocidades menores de 5.0 mps (< mph) y ±5% (no mayor a 2.5 m/s) para velocidades de 5.0 m/s ( mph) o mayores. El umbral de movimiento debe ser menor a 0.5 m/s, equivalente a un torque de hasta 6.3 g-cm para los sensores evaluados. El error total (de la lectura y de la orientación) debe ser menor a 5 de la referencia. La revisión técnica de los sensores meteorológicos se llevó a cabo para los equipos de velocidad de viento, dirección de viento y temperatura ambiente. Los resultados de las respuestas de cada uno de éstos se presentan en el Anexo 4. El cuadro 3 muestra un resumen de los resultados de la revisión técnica de los sensores meteorológicos 4. Cuadro 3 RESULTADOS DE LAS REVISIONES TÉCNICAS DE LOS SENSORES METEOROLÓGICOS ESTACIÓN PARAMETRO PASÓ/NO PASÓ COMENTARIOS WS PASÓ En velocidades con intervalo de 40 a 48 m/s se encontró una diferencia de 11.18% y % respectivamente. CRUZ ROJA WD NO PASÓ Diferencia mayor a 5 grados en todos los puntos que fue evaluado. TEMPERATURA NO PASÓ Diferencia de 1.5 C por arriba del estándar del INECC 4 No fue posible aplicar prueba a los sensores de humedad relativa y presión barométrica dado que los instrumentos se encuentran en calibración en el Centro Nacional de Metrología. 18

19 ESTACIÓN PARÁMETRO PASÓ/NO PASÓ COMENTARIOS DIF NATIVITAS WS WD TEMPERATURA WS WD TEMPERATURA PASÓ PASÓ PASÓ NO PASÓ PASÓ PASÓ Diferencia mayor al 65% en todos los puntos de prueba. Pasó No pasó Sensores que pasaron los puntos de prueba. Sensores que no pasaron uno o varios puntos de prueba. 4. CALIBRACIÓN DE EQUIPOS DE MEDICIÓN Posterior a la evaluación técnica de desempeño, se calibraron aquellos analizadores que excedieron diferencias por arriba del 10% absoluto, con la finalidad de mantener los equipos de medición dentro de condiciones de operación adecuadas para que éstas generen información de mayor confiabilidad y ayuden a complementar las mediciones de los proyectos que el INECC desarrollará durante el presente año en la ciudad de Salamanca. Los instrumentos calibrados fueron: i. Equipo de bióxido de azufre de la estación Cruz Roja. ii. Equipo de ozono de la estación DIF iii. Equipo de ozono y otro de monóxido de carbono de la estación Nativitas. Como resultado de éstas calibraciones, los equipos quedaron operando adecuadamente. Sin embargo, es sabido que los equipos de medición, al ser dispositivos dinámicos que operan de forma continua, existen elementos que modifican sus condiciones de operación y por ende los resultados que generan, es por esto que se recomienda realizar las acciones necesarias para mantener un esquema de verificaciones con un estándar de transferencia adecuado. Los resultados de estas calibraciones se presentan en el Anexo 5. 19

20 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES De la visita técnica al sistema de monitoreo de la calidad del aire de la ciudad de Salamanca, la cual incluyó tanto actividades de supervisión, como de revisión técnica y calibración, se concluye lo siguiente: Distribución y cantidad de estaciones: éstas mantienen una cobertura suficiente de la zona urbana, inclusive existe lo posibilidad de traslape espacial entre ellas, por lo que se concluye que no es necesaria la instalación de nuevas estaciones, a menos de que se tengan previstos otros objetivos de monitoreo. Entorno de los sitios de medición: las estaciones no presentan obstáculos al paso del aire que modifiquen su cobertura, ni existen fuentes de emisión que alteren su representativa, por lo que se considera que éstas mantienen una representatividad de tipo vecinal con hasta 4 kilómetros de representatividad espacial. Operación de estaciones: las estaciones se encuentran en buenas condiciones de limpieza, operación y mantenimiento, sin presentar problemas en cuanto al almacenamiento y transmisión de los datos que generan. Cabe destacar que el sistema de monitoreo mantiene un sistema electrónico de registro de actividades y estado de operación de los equipos y de estaciones, los cuales soportan en gran medida el programa interno de control y aseguramiento de calidad. Se encontraron algunas áreas de oportunidad respecto a la operación rutinaria, calibración, transferencia de estándares y capacitación, las cuales deberán ser atendidas para fortalecer el programa de control de calidad. Revisión técnica de desempeño: Se evaluaron un total de 10 analizadores; dos de CO, tres de O 3, dos de NOx y tres de SO 2, de los cuales, el analizador de SO 2 de la estación Cruz Roja; el de O 3 de la estación DIF; y los analizadores de O 3 y CO de la estación Nativitas, tuvieron diferencias superiores al 10% en al menos un punto de prueba, por lo que una vez finalizada, éstos fueron calibrados El analizador de NOx de la estación Cruz Roja, no pudo ser evaluado debido a que presentó problemas de estabilidad en las mediciones. Los otros dos analizadores de NOx de las estaciones Nativitas y DIF, respondieron aceptablemente a los puntos de prueba. Sin embargo, la eficiencia del convertidor de moliebdeno de ambos analizadores se encontraron ligeramente fuera del valor sugerido de operación, por lo que se recomienda mantenerlos en observación y evaluar su posible reemplazo. Se recomienda mantener los estándares de transferencia (calibradores dinámicos de gases) bajo un programa de verificación y calibración contra estándares de flujo, pero principalmente de ozono. 20

21 De la revisión técnica de los cuatro monitores de partículas suspendidas, los resultados mostraron que las diferencias respecto a flujos y temperatura se encontraron dentro de los criterios de aceptación de la prueba, por lo que todos los monitores pasaron la revisión de desempeño. De la evaluación de los sensores meteorológicos, nueve equipos fueron evaluados, de los cuales seis presentaron respuestas dentro de los criterios de aceptación. Los sensores que tuvieron dificultades de operación fueron los de dirección de viento y temperatura de la estación Cruz Roja, y el de velocidad de viento de la estación Nativitas. En este sentido, es importante considerar la adquisición de dispositivos para la verificación de los sensores meteorológicos, especialmente los de velocidad y dirección de viento, e implementar un programa para la verificación de éstos. Finalmente, se encontró que existe evidencia de buenas prácticas en cuanto a la transferencia de conocimientos entre el propio personal involucrado en la operación del sistema de monitoreo. A pesar de ellos, y considerando las actuales capacidades y el desarrollo técnico de dicho personal, se sugiere desarrollar un programa de detección de necesidades de capacitación y asignar los recursos necesarios para proveer capacitación especializada en diferentes temas que permitan consolidar el sistema de monitoreo. No se omite mencionar que, desde el año 2007, se han llevado a cabo este tipo de evaluaciones técnicas de desempeño al sistema de monitoreo de calidad del aire de Salamanca y se observa una tendencia positiva en el desempeño del sistema, ya que cada vez son más los equipos de medición que muestran mejor respuesta ante las pruebas a las que son sometidos. 21

22 ANEXO 1 FORMATOS DE LA SUPERVISIÓN TÉCNICA DE ESTACIONES 22

23 23

24 24

25 25

26 ANEXO 2 RESULTADOS DE LA REVISIÓN TÉCNICA DE DESEMPEÑO DE ANALIZADORES DE GASES 26

27 ESTACIÓN CRUZ ROJA 27

28 28

29 ESTACIÓN DIF 29

30 30

31 31

32 32

33 ESTACIÓN NATIVITAS 33

34 34

35 35

36 36

37 ANEXO 3 RESULTADOS DE LA REVISIÓN TÉCNICA DE DESEMPEÑO DE LOS MONITORES DE PARTÍCULAS SUSPENDIDAS 37

38 Fecha de revisión: 9 de marzo de 2016 Revisado por: _Daniel Ordóñez C. Sitio: DIF Salamanca GPS Coordenadas: Lat: Long: Dirección: Rosario Castellanos e Irapuato Col. Los pinos BAM Serie #: _H6579 Flujo Estándar Usado: Delta Cal Propietario #: IEEG Serie #_138169_ Fecha de Cal. 10/DIC/2014_ BAM BAM Ref: Delta Cal Temperatura Ambiente (Alto) Cal. +/- 2.0 C. Presión Barométrica /- 10mm Hg Control de Flujo BAM BAM Ref Delta Cal Pasa o Falla 14.0 LPM Pasa 16.7 LPM Pasa 17.5 LPM Pasa Comentarios: _Se aprecia buen trabajo en cuanto a operación y mantenimiento 38

39 Fecha de Revisión: 9 de marzo de 2016 Revisado por: _Daniel Ordóñez C. Sitio: DIF Salamanca GPS Coordenadas: Lat: Long: Dirección: Rosario Castellanos e Irapuato Col. Los pinos Equipo Serie #: _H6579 Propietario #: IEEG Marca: Thermo Flujo Estándar Usado: Delta Cal Serie #_138169_ Fecha de Cal. 10/DIC/2014_ Equipo Delta Cal Temperatura Ambiente (Alto) Cal. +/- 2.0 C Control de Flujo

40 Fecha de Revisión: 8 de marzo de 2016 Revisado por: _Daniel Ordóñez C. Sitio: Cruz Roja Salamanca GPS Coordenadas: Lat: Long: Dirección: Ezequiel Ordoñez No 100 Salamanca Gto. BAM Serie #: _M6969 Flujo Estándar Usado: Delta Cal Propietario #: IEEG Serie #_138169_ Fecha de Cal. 10/DIC/2014_ BAM BAM Ref: Delta Cal Temperatura Ambiente (Alto) Cal. +/- 2.0 C. Presión Barometrica /- 10mm Hg Control de Flujo BAM BAM Ref Delta Cal Pasa o Falla 14.0 LPM Pasa 16.7 LPM Pasa 17.5 LPM Pasa Comentarios: _Sin comentarios. 40

41 Fecha de Revisión: 10 de marzo de 2016 Revisado por: _Daniel Ordóñez C. Sitio: Nativitas Salamanca GPS Coordenadas: Lat: Long: Dirección: Benito Juárez Col Nativitas Salamanca, Gto. Equipo Serie #: _H6579 Propietario #: IEEG Marca: Thermo Flujo Estándar Usado: Delta Cal Serie #_138169_ Fecha de Cal. 10/DIC/2014_ Equipo Delta Cal Temperatura Ambiente (Alto) Cal. +/- 2.0 C Control de Flujo

42 ANEXO 4 RESULTADOS DE LA REVISIÓN TÉCNICA DE DESEMPEÑO DE LOS SENSORES METEOROLÓGICOS 42

43 Estación Cruz Roja Salamanca Guanajuato Resultados de revisión del sensor de velocidad de viento, estación Cruz Roja Punto de Prueba Punto de Prueba Sensor de la Estación (CW) ERROR (%) Cumple Velocidad de Umbral < 0.5 m/s (RPM) (m/s) (m/s) Pasó 0.33 Cumple Pasó Pasó Pasó Pasó No Pasó No Pasó Punto de Prueba Punto de Prueba Sensor de la Estación (CCW) ERROR (%) Cumple Velocidad de Umbral < 0.5 m/s (RPM) (m/s) (m/s) Pasó 0.24 Cumple Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó No Pasó 43

44 Resultados de revisión del sensor de dirección de viento, estación Cruz Roja Punto de Prueba CW (º) Sensor de la estación (DEG) Cumple Punto de Prueba CCW (º) Sensor de la estación (DEG) Cumple CW CCW No Pasó No Pasó No Pasó No Pasó Cumple Cumple No Pasó No Pasó No Pasó No Pasó No Pasó No Pasó Pasó No Pasó No Pasó No Pasó No Pasó No Pasó No Pasó No Pasó No Pasó No Pasó No Pasó No Pasó CW: Rotación en el sentido de las manecillas del reloj CCW: Rotación en el sentido opuesto a las manecillas del reloj Resultados de revisión del sensor de temperatura, estación Cruz Roja Punto de prueba (ºC) Respuesta Sensor de Referencia Respuesta Sensor de Estación Cumple 44

45 NO Estación DIF Salamanca, Guanajuato Resultados de revisión del sensor de velocidad de viento, estación DIF Punto de Prueba Punto de Prueba Sensor de la Estación (CW) ERROR (%) Cumple Velocidad de Umbral < 0.5 m/s (RPM) (m/s) (m/s) Pasó 0.24 Cumple Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Punto de Prueba Punto de Prueba Sensor de la Estación (CCW) ERROR (%) Cumple Velocidad de Umbral < 0.5 m/s (RPM) (m/s) (m/s) Pasó 0.24 Cumple Pasó 45

46 Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Resultados de revisión del sensor de dirección de viento, estación DIF Punto de Prueba CW (º) Sensor de la estación (DEG) Cumple Punto de Prueba CCW (º) Sensor de la estación (DEG) Cumple CW CCW Pasó Pasó Pasó Pasó Cumple Cumple Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó CW: Rotación en el sentido de las manecillas del reloj CCW: Rotación en el sentido opuesto a las manecillas del reloj Resultados de revisión del sensor de temperatura, estación DIF 46

47 Punto de prueba (ºC) Respuesta Sensor de Referencia Respuesta Sensor de Estación Cumple Sí Sí Estación Nativitas Salamanca, Guanajuato Resultados de revisión del sensor de velocidad de viento, estación NATIVITAS Punto de Prueba Punto de Prueba Sensor de la Estación (CW) ERROR (%) Cumple Velocidad de Umbral < 0.5 m/s (RPM) (m/s) (m/s) No Pasó 0.10 Cumple No Pasó No Pasó No Pasó No Pasó No Pasó No Pasó Punto de Prueba Punto de Prueba Sensor de la Estación (CCW) ERROR (%) Cumple Velocidad de Umbral < 0.5 m/s (RPM) (m/s) (m/s) 47

48 No Pasó 0.13 Cumple No Pasó No Pasó No Pasó No Pasó No Pasó No Pasó Resultados de revisión del sensor de dirección de viento, estación NATIVITAS Punto de Prueba CW (º) Sensor de la estación (DEG) Cumple Punto de Prueba CCW (º) Sensor de la estación (DEG) Cumple CW CCW Pasó Pasó Pasó Pasó NO Cumple NO Cumple Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó Pasó CW: Rotación en el sentido de las manecillas del reloj 48

49 CCW: Rotación en el sentido opuesto a las manecillas del reloj Resultados de revisión del sensor de temperatura, estación NATIVITAS Punto de prueba (ºC) Respuesta Sensor de Referencia Respuesta Sensor de Estación Cumple SÍ SÍ ANEXO 5 RESULTADOS DE CALIBRACIONES DE EQUIPO 49

50 Estación: Cruz Roja Operador: Diego Hipólito Fecha: 07/03/2016 HOJA DE CALIBRACIÓN MULTIPUNTO PARÁMETRO: Curva de Calibración SO2 Marca y Mod. Analizador: No. Serie: Interválo: Marca y Mod. Calibrador: Thermo 43C ppb API-700 No. Serie: 1394 Marca y Mod. Fte. Aire: SABIO/1001 No. Serie: 316 Cilindro No.: CC Concentración: Presión cil.: 2000 Respuesta Concentración de Entrada CALIBRACIÓN Flujo de Gas Flujo de aire A Concentración de B Respuesta del Diferencia ( % ) CCM CCM Entrada (PPB) Analizador (PPB) {(B-A)/A}* Pendiente: Intersección: Correlación: Anterior Actual Calibración: Zero: 64.9 Zero: 70 Span: Span: Comentarios: Se realizó la calibración del analizador de dióxido de azufre ya que durante la evaluación técnica se obtuvieron diferencias apenas por arriba del 10% en uno de los puntos de prueba. Como se puede observar, los valores de ajuste en zero y span se modificaron ligeramente. 50

51 HOJA DE CALIBRACIÓN MULTIPUNTO PARÁMETRO: OZONO Estación: Operador: DIF Diego Hipólito Curva de Calibración Fecha: 09/03/2016 Marca y Mod. Analizador: Thermo/49c No. Serie: Rango: Marca y Mod. Calibrador: PPB API-700 No. Serie: 1394 Marca y Mod. Fte. Aire: SABIO/1001 No. Serie: --- Cilindro No.: --- Concentración: --- Presión cil.: --- Respuesta Concentración de Entrada CALIBRACIÓN Valor Calibrador Flujo de aire A Concentración de B Respuesta del Diferencia ( % ) PPB CCM Entrada (PPB) Analizador (PPB) {(B-A)/A}* Pendiente: Intersección: Correlación: Anterior Actual Calibración: Zero: 4.5 Zero: Span: Span: Comentarios: Se realizó la calibración del analizador de ozono ya que durante la evaluación se 51

52 obtuvieron diferencias por arriba del 10% en todos los puntos. HOJA DE CALIBRACIÓN MULTIPUNTO PARAMETRO: CO Estación: Operador: Nativitas Diego Hipólito Curva de Calibración Fecha: 10/03/2016 Marca y Mod. Analizador: Thermo 48i No. Serie: Rango: Marca y Mod. Calibrador: ppb API-700 No. Serie: 1394 Marca y Mod. Fte. Aire: SABIO/1001 No. Serie: 316 Cilindro No.: CC Concentración: Presión Cilindro: 2000 Respuesta Concentración de Entrada CALIBRACIÓN Flujo de Gas Flujo de aire A Concentración de B Respuesta del Diferencia ( % ) CCM CCM Entrada (PPM) Analizador (PPM) {(B-A)/A}* Pendiente: Intersección: Correlación: Anterior Actual Calibración: Zero: Zero: Span: Span: Comentarios: Se realizó la calibración del analizador de monóxido de carbono ya que durante la evaluación se obtuvieron diferencias aproximadamente del 20% por debajo de las concentraciones de entrada de prueba. 52

53 Estación: Operador: Nativitas Diego Hipólito Fecha: 10/03/2016 Marca y Mod. Analizador: Ecotech No. Serie: Rango: Marca y Mod. Calibrador: PPB API-700 No. Serie: 1394 Marca y Mod. Fte. Aire: SABIO/1001 No. Serie: --- Cilindro No.: --- Concentración: --- Presión cil.: --- HOJA DE CALIBRACIÓN MULTIPUNTO Respuesta CALIBRACIÓN PARÁMETRO: OZONO Valor Calibrador Flujo de aire A Concentración de B Respuesta del Diferencia ( % ) PPB CCM Entrada (PPB) Analizador (PPB) {(B-A)/A}* Pendiente: Intersección: Correlación: Curva de Calibración Concentración de Entrada Anterior Actual Calibración: Zero: Zero: Span: Span: 4.75 Comentarios: Se realizó la calibración del analizador de ozono ya que durante la evaluación se obtuvieron diferencias por arriba del 10% en todos los puntos. 53

54 54