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Evaluación y medición deEvaluación y medición decontaminantes en fuentes fijascontaminantes en fuentes fijas
(Sobre la base del D.E. 5 de 2009)(Sobre la base del D.E. 5 de 2009)
Ing. José Carlos Espino M.Ing. José Carlos Espino M.
Objetivo
Explicar la metodología para la medición yl ió d i i t bl id levaluación de emisiones establecida en el
nuevo reglamento de emisiones de fuentesfijas.
Objeto y ámbito de aplicación delnuevo reglamento
• Artículo 1: El presente Decreto Ejecutivo tienepor objeto, establecer los límites máximospermisibles de emisiones al aire producidaspor fuentes fijas con el fin de proteger la saludde la población, los recursos naturales y lade la población, los recursos naturales y lacalidad del ambiente de la contaminaciónatmosférica.
• Artículo 2: El ámbito de aplicación del presenteDecreto Ejecutivo es todo el territorio de laRepública de Panamá.
Definiciones BásicasDefiniciones Básicas
• Fuente fija no significativa:Fuente fija de combustión cuyopoder calorífico sea menor a trespoder calorífico sea menor a tresmillones de vatios (3 x 106 W) odiez millones de unidadestérmicas británicas por hora (10 x106 BTU/h).
Definiciones Básicas
• Fuente fija significativa: Fuente fijade combustión cuya potenciacalorífica sea igual o mayor a trescalorífica sea igual o mayor a tresmillones de vatios (3 x 106 W/h) odiez millones de unidades térmicasbritánicas por hora (10 x 106 BTU/h).
Tabla 1LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE EMISIONES AL AIRE PARA
FUENTES FIJAS SIGNIFICATIVAS(Referencia: Guía del Banco Mundial 1998)
Actividad (CIIU)
Límites Máximos Permisibles(mg/Nm3 a menos que indique otra unidad)1
Partículas TotalesÓxidos
de AzufreÓxidos deNitrógeno
Producción de Cemento (3692) 50 400 600
Fundiciones (3720) 202 --- ---
Molinos de Papel3 (3419) 1004 --- 2 kg/t de PS5
Ingenios Azucareros (3131)1009 2000
Combustibles líquidos: 460Combustibles sólidos: 750
G ió T lé t i 10 (4101) C bó 75013Generación Termoeléctrica10 (4101)
5011, 12
0.2 tpd/MW (hasta 500MW)
0.1 tpd/MW (incrementosarriba de 500 MW)
No se puede exceder 2000mg/Nm3 ni 500 tpd
Carbón: 75013
Petróleo: 460Gas: 320
Generación Termoeléctricacon Turbinas de Gas (4101)
Gas: 125Diesel Nº2: 165
Bunker Nº6 y otros: 300
Fabricación de Productos Petroquímicos 20 500 300
Refinación de Petróleo 50
150(unidades con recuperación
de azufre)500
(unidades de combustión)
460
Fabricación de Productos Farmacéuticos 20 --- ---
Procesamiento de Aceite Vegetal 50 --- ---
Otras Actividades17 5014
10015 200016Carbón: 750Petróleo: 460
Gas: 320
CARACTERIZACIÓN DE EMISIONES DE FUENTESFIJAS DE COMBUSTION
CC = A x FE x (1-EC/100)
CC: Carga contaminante en toneladas por día.
A: Tasa productiva - Dato que la empresa debe proporcionar enfunción de su actividad productiva.
FE: Factor de emisión de material particulado – según lapublicación de la EPA AP 42 / Compilation of Air PollutantEmission Factors”
EC: Eficiencia de control en % - Sólo se aplicaría a aquellasempresas que ya tienen instalado algún sistema de control deemisiones, y su valor se determinaría a partir de los datos delfabricante de dicho sistema de control.
Plazos de caracterización
Carga Contaminante (CCen Ton/día)
Plazo de Caracterización1
Plazo de Caracterización1
1Mayor de 2.0 12 mesesDe 1.0 a 2.0 18 mesesMenor de 1.0 24 meses
1El plazo inicia a partir de la publicación en Gaceta Oficial del presenteDecreto Ejecutivo.
Plazos de adecuación
Carga Contaminante(CC en Ton/día)
Plazo de Adecuación
Mayor de 2 0 36 mesesMayor de 2.0 36 meses
De 1.0 a 2.0 48 meses
Menor de 1.0 60 meses
Métodos para la Caracterización y Cumplimiento deEmisiones de Fuentes Fijas No Significativas
Método 1 Método 2
a. El registro interno del cumplimiento de las prácticas det i i t d l i d b tió d
a. Mediante inspección visual, por personal capacitado parall d l i l d id d d l d d l
Fuentes fijas no significativas
mantenimiento de los equipos de combustión, deacuerdo con los programas establecidos por el operadorde la fuente y aquellos recomendados por el fabricantedel equipo de combustión;
b. Resultados del análisis de las características físico-químicas del combustible utilizado; y
c. La presentación de certificados del fabricante del equipode combustión, en lo referente a la tasa esperada deemisiones, basándose en las características delcombustible utilizado y la antigüedad del equipo.
d. Los resultados de la aplicación de este método, deberándemostrar el cumplimiento de los valores establecidos enla tabla 1.
ello, del nivel de opacidad de los gases de escape de lafuente, utilizando el método Ringelmann y considerandoel cumplimiento de la normativa cuando los resultados nosobrepasan el valor de 1 de la escala utilizada en dichométodo; y
b. Mediante el uso de altura de chimenea recomendada porlas prácticas de ingeniería y la normativa vigente de laOficina de Seguridad del Cuerpo de Bomberos dePanamá, el cual regula a que altura deben colocarse laschimeneas
Métodos de medición para fuentes fijassignificativas
Fuente Método Tema
US EPA 1 Definición de puertos de muestreo y puntos de medición enchimeneas
US EPA 2 Determinación de la velocidad de las emisiones y del flujovolumétrico en chimeneas o ductos con tubo de Pitot estándar
US EPA 5 Determinación de emisiones de partículas
US EPA 6 Determinación de emisiones de dióxido de azufre
US EPA 6C Determinación de emisiones de dióxido de azufre por analizadorinstrumental
US EPA 7 Determinación de emisiones de óxidos de nitrógeno
US EPA 7E Determinación de emisiones de óxidos de nitrógeno poranalizador instrumental
El muestreo isocinético es la aplicación de cincoEl muestreo isocinético es la aplicación de cincométodos de muestreo desarrollado por la US EPA:métodos de muestreo desarrollado por la US EPA:
Método 1Determinación de la localización del muestreo y sus
puntos trasversales.Método 2
Para determinación de la velocidad del gas en laChimenea y su velocidad de flujo volumétrico.
Método 3Método 3Determinación de concentraciones de CO2 & O2 y el
peso molecular seco.Método 4
Determinación del contenido de humedad de losgases en chimeneas.
Método 5Usado en conjunto con el Método 1 hasta el 4 parala determinación de partículas de emisiones desde
fuentes estacionarias.
Para obtener una muestrarepresentativa del materialparticulado desde una corrientede aire a la velocidad que laboquilla debe estar abierta a laqproporción de la velocidadaproximada de la corriente delgas.
“ISOCINETISMO”
ISO = IGUAL + CINETICO = MOVIMIENTO
La captura isocinética es un muestreo a la misma(“igual”) velocidad con que se mueven
(“movimiento”) las partículas y gases dentro de lachimenea.
100% Isocinético
100% Isocinético significa que la velocidad en la bocade la boquilla tiene que ser igual a la velocidad del
flujo de la Chimenea. La concentración real departículas es exacta a la obtenida.
Bajo isocinétismoCuando la velocidad de la boquilla es menor a la velocidad de
la chimenea el resultado será parcialmente bajo dejandopasar mayor cantidad de partículas de tamaño grandes y
menores pequeñas, pero difiere significativamente respecto ala muestra real de la chimenea.
Las Partículaspequeñas noentran en la
misma cantidad
Sobre isocinétismoCuando la velocidad de la boquilla es mayor a la velocidad dela chimenea, el resultado tenderá a ser pobre por la cantidad
de partículas que pasan a través de la boquilla. Esteresultado no es isocinético debido a que la cantidad de
partículas muestreadas es mayor a la realidad de la chimenea
Método 1Determinación de la localización delmuestreo y sus puntos trasversales
Método 1 es usado para:Método 1 es usado para:
1. Seleccionar adecuadamente lalocalización donde muestrear
2. Determinar el número de puntosMEASUREMENT
SITE
A
DISTURBANCE
requeridos para el muestreo departículas.
3. Calcular la ubicación de los puntosde muestreo dentro del ducto.
B
DISTURBANCE
2.0 De
La localización ideal espor lo menos a 8diámetros del ductodesde su base y nomenor a 2 diámetros
8.0 Dede la desembocaduradel ducto para que nose cree flujosturbulentos
30
40
50
0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
TR
AV
ER
SE
PO
INT
SDUCT DIAMETERS UPSTREAM FROM FLOW DISTURBANCE* (DISTANCE A)
HIGHER NUMBER IS FOR RECTANGULAR STACKS ORDUCTS
a
0
2 3 4 5 6 7 8 9 10
10
20
MIN
IMU
M N
UM
BE
R O
F T
RA
VE
RS
E P
OIN
TS
DUCT DIAMETERS DOWNSTREAM FROM FLOW DISTURBANCE* (DISTANCE B)
8 OR 9a
24 OR 25
20
16
12
a
*FROM POINT OF ANY TYPE OFDISTURBANCE
(BEND, EXPANSION, CONTRACTION, ETC.)STACK DIAMETER = 0.30 TO 0.61 m (12 - 24in)
STACK DIAMETER > 0.61 m (24in)
La cruz esta divididaLa cruz esta divididaen secciones con elen secciones con elnúmero de puntosnúmero de puntosiguales en áreasiguales en áreassimilares.similares.
El Muestreo IsocinéticoEl Muestreo Isocinéticoesta conducido por puntosesta conducido por puntosdiscretos dentro de ladiscretos dentro de lasección de la cruz en elsección de la cruz en elducto.ducto.
El Probador es marcado correspondientemente encada punto donde se debe muestrear apropiadamenteusando una cinta métrica, como lo dice el Método 1.
Método 2Para determinación de la
velocidad del gas en la chimeneay su tasa de flujo volumétrico.
Método 2 es usado para:Método 2 es usado para:
• Efectuar un análisis previo de lavelocidad de travesía
• Determinar la velocidad del gas
La velocidad demuestreo escontrolada duranteel muestreoisocinético.
El flujo volumétrico es ajustado por la temperatura,presión, y el peso molecular del gas.
Método 3Determinación de
concentraciones de CO2 , O2 y2 2 yel peso molecular seco.
Analizador Orsat
La muestra de Gas es recolectada en unabolsa de Tedlar y analizada el CO2 y O2
Método 3 es aplicable paradeterminar el peso molecular seco ylos factores de corrección por excesode aire de fuentes de combustión decombustibles fósiles.
Method 3Method 3Method 3
Método 4Determinación del contenidode humedad en los gases dede humedad en los gases de
la chimenea.
100 mlH2O
EmptySilica Gel
Ice Water
Oven120░C 120▒ 14120░
Bath
Heated GlassLined Probe
Nozzle
Heater
200-300g
Temp < 20░CGlassFilterAssembly
Smokestack Wall
M i t C t tMoisture ContentProcedure
El vapor de agua es condensado enlos Impingers; con esto se calcula elporcentaje de humedad es calculado.
Método 5Usado en conjunto con los Métodosdel 1 hasta al 4 para la determinaciónde partículas de emisiones defuentes fijas.
Principios del Método 5Principios del Método 5El material particulado es extraídoisocineticamente desde la fuente yrecolectada en un filtro de fibra de vidriomantenido a un rango de temperatura de120 + 14oC.
L t ió d l t i l ti l dLa concentración del material particulado sedetermina por gravimetría.
Componentes del Muestreador deMétodo 5.
Boquilla yTubo Pitot
Probador dediferentes medidas
Caja Caliente(temp. 120ºC + 14ºC)
y Porta Filtro
Caja Fría conImpingers
Cordón Umbilical
Consolacontroladora deparámetros de
mediciónBomba
Boquillas paramuestreo del
Método 5
Un rango de tamaños de Boquillas es requerido para conducir lamuestra isocinética. El tamaño depende de la velocidad del gas de
cada chimenea y el material es dependiente de acuerdo a latemperatura de la chimenea y del método de muestreo.
Las boquillas de muestreo estándar son de 4 pulgadas de largo y5/8 de pulgada .
Preparación de la plataformade muestreo
Preparación de la plataformade muestreo
Preparación de la plataformade muestreo
Preparación de la plataformade muestreo
Preparación de la plataformade muestreo
A veces las plataformas noson las mejores
Oven120░C 120▒ 14120░Heated Glass
Lined Probe
Temp < 20░CGlassFilterAssembly
EPA Method 5 Sampling TrainSectional View
>30░
100 mlH2O
EmptySilica Gel
Ice WaterBath
Lined Probe
Nozzle
Heater
200-300gSmokestack Wall
Anticipándonos a la preparación delmuestreo
• Colocar el Filtro seco dentro del portafiltros.
• Llenar de agua y Sílica Gel los Impingers enel laboratorio.
Ef d l fl j d l hi• Efectuar un muestreo del flujo de la chimeneapara colocar la boquilla adecuada.
• Verificar el instrumento por fugas y calibrarloantes de la medición.
Subiendo el equipo a laplataforma
Subiendo el equipo a laplataforma
Subiendo el equipo a laplataforma
Operación del tren de particulados
• Un Muestreo del Método 5 requiere al menos una corridatransversal completa por cada chimenea.
• Cada corrida debe ser hecha durante el tiempo que seanecesario para colectar un mínimo de 0.6 metros cúbicos(10% de margen por isocinetismo).
• La boquilla del tren de muestreo se sitúa en el primer• La boquilla del tren de muestreo se sitúa en el primerpunto y comienza la captura con la bomba encendida
• La velocidad de captura es ajustada isocinéticamentedespués de moverse a cada nuevo punto de muestreo ycuando cambie la lectura de velocidad de presión por masde 20%
(cont.)
• Los valores isocinéticos son calculados con unacalculadora, computadora o regla nomográfica queestablece con cual velocidad de flujo se trabaja.
Operación del tren de particulados
Operación después del muestreo• Una vez completado el muestreo, al equipo se
le debe hacer una prueba de fugas de aire ypasarla
• El tren de muestreo es removido para sulimpieza total de partículas y residuos
• El filtro es removido del porta filtro y colocadoen su contenedor de transporte.
• Los residuos son removidos de cualquier parteexpuesta tales como, boquillas, varillaprobadora, porta filtro. Este procedimiento sedebe hacer con acetona y guardar el líquidopara su posterior pesado.
Análisis
• El filtro debe ser secado por lo menos 24horas y pesado en una balanza analítica,para medir la constante de peso.
• Se enjuaga la muestra en acetona en unrecipiente y luego se evaporar en eldesecador. Los residuos de la muestra sonpesados una vez sustraída la acetona porevaporación.
• Se suma el peso de la muestra con el de losfiltros para hacer los cálculos de lasemisiones de partículas.
La calibración de los equiposes muy importante
Muestreo en PanamáMuestreo en Panamá
Muestreo en PanamáMuestreo en Panamá
Muestreo en PanamáMuestreo en Panamá
Muestreo en PanamáMuestreo en Panamá
Muestreo en PanamáMuestreo en Panamá
Muestreo en PanamáMuestreo en Panamá
Muestreo en PanamáMuestreo en Panamá
Muestreo en PanamáMuestreo en Panamá
Muestreo en PanamáMuestreo en Panamá
Muestreo en PanamáMuestreo en Panamá
Método 6Determinación de las emisiones de
SO2 en la fuente de la chimenea
Caja Modular y tren demuestreo para método 6
Método 7Determinación de las emisiones de
NOx en la fuente de la chimenea
Equipo paramétodo EPA 7
¡Lo que no debe hacerse!
Método 4 Humedad del Gas de la Chimenea
Método 5 Emisiones de Partículas (PM)
Método 5B Ácidos no sulfúricos PM
Método 8 Neblina de Ácido Sulfúrico & SO2
Método 12 Plomo Inorgánico
Método 13A y 13B Fluorados Totales
Método 17 Partículas filtradas internamente en Chimeneas
Lista parcial de los métodos de muestreo isocinéticoque se pueden analizar:
Método 23 Dioxinas y Furanos
Método 26A Haluros Hidrogenados & Halógenos
Método 29 Metales Múltiples
Método 201A Emisiones de PM10
Método 202 Materiales de Partículas Condensables
Método 206 Amoniaco
Método 306 Cromo Hexavalente de Plantas Eléctricas y Operaciones Anodizadas
Método 316 Formaldehídos de Mineral de Lana y Fibras de Vidrio de Lana
Método 0010 Componentes Semi-volátiles Orgánicos
Método 4A Recolección de Gas húmedo (Método de Aproximación)
Método 6 Neblinas de Ácido Sulfúrico & SO2
Método 6A Dióxido de Sulfuro húmedo y Dióxido de Carbono
Método 6B Dióxido de Sulfuro y Dióxido de Carbono
Método 11 Sulfuro de Hidrogeno en Refinerías de Petróleo, en producción deCombustibles
Método 15A Sulfuro Totales Reducidos de Refinerías de Petróleo en Plantas deSulfuro
Lista parcial de los métodos de muestreo noisocinéticos:
Método 16A Sulfuro Totales Reducidos
Método 18 Integración de recolección en Bolsas para Componentes Orgánicos
Método 26 Haluros Hidrogenados & Halógenos
Método 106 Integración de recolección en Bolsas para VinilClorados
Método 308 Metanol
Método 0030 Componentes Volátiles Orgánicos (VOST)
Método 0031 Componentes Volátiles Orgánicos (SMVOC o Súper-VOST)
Método 0040 Principios de Componentes Orgánicos peligrosos (POHCs) usandoBolsas de Tedlar®
Método 0051 Cloruro de Hidrógeno & Cloro
El Informe de Isocinetismo
¿Qué debe contener elinforme?
¿Qué debe contener el informe?¿Qué debe contener el informe?
¿Qué debe contener el informe?¿Qué debe contener el informe?
¿Qué debe contener el informe?¿Qué debe contener el informe?
¿Qué debe contener el informe?¿Qué debe contener el informe?
Método EPA 5Método EPA 5
Método EPA 6Método EPA 6
Método EPA 7Método EPA 7
Ejemplo de un certificado decalibración
Métodos de medición para fuentes fijassignificativas
Fuente Método Tema
US EPA 1 Definición de puertos de muestreo y puntos de medición enchimeneas
US EPA 2 Determinación de la velocidad de las emisiones y del flujovolumétrico en chimeneas o ductos con tubo de Pitot estándar
US EPA 5 Determinación de emisiones de partículas
US EPA 6 Determinación de emisiones de dióxido de azufre
US EPA 6C Determinación de emisiones de dióxido de azufre por analizadorinstrumental
US EPA 7 Determinación de emisiones de óxidos de nitrógeno
US EPA 7E Determinación de emisiones de óxidos de nitrógeno poranalizador instrumental
Analizador de SO2
Analizador de NOx
Aprobación EPA
P/2
P(D/C)/2
P
1/2FLOURESCENCIA
Cámara enfriadora
Detector por UV Flourecencia.
SO2
D
P(D/C)/2- (S+O)Lámpara UV
Muestra de
Cámara
Detector
BombaFiltro
RxO3 GEN
SAMPLE
MOLY SF
Generador de Ozono Orificios Críticos
Muestra
•Detector por Quimiluminicensia.
P
PMT
F
TEC
F
DRYER
D
Calentador
Reacción aQuimiluminicesia
Foto Multiplicador
MUCHAS GRACIAS por su asistenciay cuidemos a nuestro gran hogar.
