Muestra de lectura: Medición de partículas para profesionales

Prólogo

Imagínese estar acostado en un playa tomando el sol y dejando pasar los granos de arena entre sus dedos. Los granos de arena fina tienen un diámetro promedio de 0,5 mm/500 µm. La relación de un grano de arena con una partícula no reconocible a simple vista en el rango de 0,5 µm/500 nm equivale aproximadamente a una roca de 5 m de diámetro en relación a ese grano de arena. Gracias a este ejemplo puede imaginarse las relaciones de tamaño que tienen que considerarse en la medición de partículas.
Para poder valorar el comportamiento de las partículas es necesario conocer su distribución de masa o tamaño. Para ello hay diferentes métodos de medición que no solo dependen de las propiedades de las partículas. En este whitepaper queremos compartirle informaciones fundamentales sobre los métodos utilizados por Testo para la medición de partículas y presentarse nuestros instrumentos de medición de partículas. Aquí encontrará información y ejemplos de uso para el 

  • testo 338, el instrumento de medición del grado de ennegrecimiento para gases de combustión de motores diésel
  • testo 380, el analizador de partículas finas para deshollinadores según 1. BImSchV
  • testo DiSCmini, el analizador portátil para la medición de la concentración de cantidad de las nanopartículas
  • testo NanoMet3, el sistema de medición portátil de emisiones PEMS (Portable Emission Measurement System) para la medición de emisiones de nanopartículas en automóviles.

¿Tiene otras observaciones o desea complementar otros aspectos? Comparta esta información a nuestro equipo del proyecto de Testo. En las próximas versiones de este whitepaper tendremos en cuenta sus sugerencias y consejos.

Testo ofrece instrumentos de medición de partículas para diversos campos de aplicación.

Introducción a la medición de partículas con Testo

Generalidades de la medición de partículas

Las partículas son parte de una mezcla heterogénea de sustancias separadas claramente del entorno que las rodea, por ejemplo, un gas como el aire o un líquido. Si esta mezcla de sustancias está compuesta por el gas y las partículas allí flotantes, se trata de un aerosol, mientras que una suspensión hace referencia a una mezcla de líquidos y elementos sólidos.

En Testo nos ocupamos de la medición de aerosoles, es decir, de las partículas que nos rodean en el aire o que se emiten al aire.

Estas partículas pueden tener un origen natural o ser el resultado de una acción humana. Las partículas de arena arremolinadas y transportadas por el viento, la espuma marina que se origina en la costa debido a un estado del tiempo con tormentas, cenizas y hollín dispersos por el aire a kilómetros de distancia debido a incendios forestales y erupciones volcánicas. La emisión de partículas está presente desde tiempos remotos. Solo que nuestros antepasados no se daban cuenta de los peligros que estas partículas llevan consigo. En este contexto, una investigación realizada a la momia Ötzi muestra que una gran cantidad de partículas generadas por la combustión de la hoguera se había sedimentado en los pulmones debido a la exposición diaria [1].

Los responsables de las partículas en suspensión contemporáneas en las ciudades son, en su mayoría, el tráfico, los procesos industriales y la calefacción de nuestras viviendas. Por el contrario, el aire marino con sus partículas de sal muestra que no todas las partículas emitidas tienen consecuencias negativas sobre nuestra salud. Infortunadamente, hoy en día las sustancias nocivas para la salud creadas por la humanidad representan una gran parte de las partículas contenidas en las partículas en suspensión [2].

[1] https://www.researchgate.net/publication/267237729_EFTEM_tells_us_what_the_Tyrolean_Iceman_inhaled_5300_years_ago)
[2] https://www.umweltbundesamt.de/themen/luft/wirkungen-von-luftschadstoffen/wirkungen-auf-die-gesundheit#textpart-1

Los granos de arena fina tienen un diámetro promedio de 500 µm, las partículas en suspensión menos de 10 µm.
Comparación de los tamaños de las partículas

¿Por qué medimos partículas?

Para una medición de partículas se pueden establecer distintas razones. Además del control de la carga de partículas en suspensión en los centros urbanos, también se miden las partículas para valorar la eficiencia de los procesos de combustión o para poder emitir afirmaciones sobre las propiedades de los materiales. Hay bastantes razones y hemos elegido las siguientes tres para nuestros instrumentos de medición.

Aspectos de salud
Hoy en día hacemos prácticamente todo para cuidar nuestra salud. Nos alimentamos a conciencia, hacemos deporte y evitamos acciones que perjudiquen nuestra salud. Estos son los factores evidentes.

Si nos dedicamos a las partículas en suspensión con un tamaño máximo de 10 µm, podremos constatar rápidamente que esta carga para la salud no puede determinarse echando un vistazo por la mañana a través de la ventana. Mientras que las partículas con un tamaño de 10 µm, por lo menos cinco a ocho veces más delgado que un cabello humano, pueden ser filtradas por las vías respiratorias superiores y no logran llegar a los bronquios, las partículas más pequeñas con un tamaño inferior a 1 µm pueden penetrar hasta allí. Las partículas en suspensión ultrapequeñas, compuestas de nanopartículas con un tamaño menor a 0,1 µm no solo se acumulan en los alvéolos, sino que también llegan a la circulación sanguínea. Por esta razón pueden ser transportadas hasta cualquier órgano y acumularse allí [3]. Con frecuencia, las superficies de las partículas están humedecidas con otras sustancias. Si hay presentes hidrocarburos nocivos para la salud, las partículas en suspensión pueden representar una gran peligro para la salud.

Razón suficiente para reducir las emisiones de partículas en suspensión y comprobar los éxitos a través de mediciones periódicas de las concentraciones.

Una chimenea propaga un calor agradable, pero también produce partículas en suspensión.

Eficiencia de la maquinaria y supervisión de procesos
Anteriormente hemos mencionado la calefacción de nuestras viviendas como fuente de partículas en suspensión. Aquí se evidencia un dilema: Por un lado, gracias a la optimización de los procesos de combustión se ha reducido la emisión de partículas y, por otro lado, debido a esto surgen más partículas pequeñas presentes en el balance de las partículas en suspensión. Para poder diseñar estas calefacciones de forma más ecológica, las posibles emisiones de partículas no solo tienen que revisarse durante el desarrollo y la optimización de estos sistemas. El cumplimiento de los valores límite de emisión tiene que ser examinado frecuentemente.

Este planteamiento también se basa en el control regular de las emisiones de partículas de automóviles. Aquí, los motores diésel catalogados con frecuencia como contaminantes son objeto de crítica injustamente. Si bien es cierto, es válido comprobar regularmente el funcionamiento del filtro de partículas. Pero incluso con un filtro en funcionamiento, un motor diésel moderno emite menos nanopartículas de las que se encuentran en el aire ambiente de una calle transitada por término medio. En este sentido, un motor de gasolina GDI (Gasoline Direct Injection) representa un peligro mayor para la salud como fuente de partículas en suspensión ultrapequeñas y también requiere a futuro un filtro más eficiente para la limpieza de los gases de combustión así como controles más frecuentes [4].

Propiedades de los materiales
No solo la cantidad de las partículas es la razón determinante para las mediciones de partículas. También hay métodos de medición que deben brindar información sobre las propiedades cualitativas de las partículas. Por ejemplo, si se lleva a cabo un aumento del tamaño de las partículas en un proceso (granulación), entonces la velocidad de crecimiento y el tamaño alcanzable de las partículas influyen sobre factores como la rigidez o la velocidad de desintegración de las partículas en líquidos.

[3] https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/es0522635
[4] https://www.zeit.de/mobilitaet/2017-02/feinstaub-auto-partikelfilter-abgas-diesel-benziner-eu/seite-2

Qué tan bien se disuelven las partículas en un líquido también depende de la velocidad de granulación.

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  • Tamaños y propiedades de las partículas
  • Distintos métodos para la medición de las partículas
  • Analizadores permitidos para la medición de partículas de Testo
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