Planificación del Muestreo

Naturaleza de los contaminantes presentes. Concentraciones previsibles. Duración del muestreo y caudal de aspiración (Trascendencia del tiempo de muestreo en relación con los efectos biológicos de un contaminante. Las vidas medias de contaminantes en el aire para el cuerpo humano en su conjunto o para el órgano más sensible). Cantidad de muestra. Interferencias posibles. Localización y número de muestreadores. Métodos y equipo de muestreo a utilizar.

Absorción

Fundamento: la reacción química (cuantitativa, rápida, sensible y selectiva). Factores F-Q (T contacto: diseño geométrico del borboteador, volumen de la disolución captadora, velocidad de paso de los gases. Superficie de contacto: burbujas), tipos de burbujeadores (simple, capilar y vidrio fritado).

Adsorción

Fijación de un gas sobre la superficie de un sólido.

Adsorción Física

Debe ser un sólido poroso de tamaño de partícula pequeño. Tubos adsorbentes (A cerrado fundiendo el vidrio, B cerrado mediante cápsulas de Teflón).

Adsorción Química

Meter el silicagel en el tubo, se baña en una disolución de dicromato (naranja). El etanol es oxidado por el dicromato y se convierte en CO₂ y H₂O mientras el dicromato se convierte en Cr (III) verde. Cuanto más etanol hay más verde se pone. Factores F-Q (T contacto: diseño geométrico del tubo, velocidad de paso. Superficie de contacto. Temperaturas bajas). Desorción: Sacar el gas del sólido y analizarlo (térmica, arrastre por corriente de un gas, vacío, disolución y arrastre químico).

Condensación

Consiste en el cambio de fase, generalmente se enfría. 100% físico. Características: cuantitativo, rápido, selectivo. Condensador = Radiador. Trampas frías es un dispositivo que condensa todos los vapores de un líquido o un sólido. Tipos de condensadores: De contacto/ De superficie. Factores F-Q (T contacto: diseño geométrico del condensador, Velocidad de paso de gases (despacio), material que conduzca bien el calor. Superficie de contacto: tubo relleno de un sólido para incrementar el contacto).

Procesos de Oxidación

La combustión es la oxidación más rápida de una sustancia y se produce por la combinación de oxígeno con un material combustible en presencia de calor. Estos procesos de combustión se pueden hacer de dos maneras: reacción térmica o reacción catalítica. El proceso de oxidación se autopropaga sólo con en un margen de concentraciones (margen de inflamabilidad: entre LII – LSI). Es el margen de concentraciones de un vapor de aire, expresadas en % en volumen, dentro del cual la mezcla vapor-aire es inflamable.

• LII: Es la concentración más baja de una sustancia que estando en el aire puede arder.
• LSI: es la concentración máxima de una sustancia que en presencia de aire puede arder.

Para una misma sustancia, los márgenes pueden variar dependiendo de la presión, la temperatura y la concentración de gases inertes presentes en la mezcla. En los procesos técnicos se trabaja fuera del margen de peligrosidad (si la {C} gas contaminante inflamable > 25% del LII, se diluye con aire. Si la mezcla de gases contiene < 15% de O₂ se añade aire auxiliar.

Oxidación Térmica

Ventajas: Transferencia completa de los contaminantes orgánicos, no hay producción de líquidos o sólidos residuales, adaptabilidad buena a los cambios de flujo y composición de la corriente de gases, diseño sencillo.

Desventajas: Necesidad de trabajar a altas temperaturas, aumento de costes de construcción del equipo, necesidad de utilizar combustible adicional, aumento en costes de operación.

Antorcha

Condiciones de operación: seguridad en el encendido y estabilidad de la llama, poseer una zona de seguridad para posibles fuegos por escapes y evitar daños por calor radiante, condiciones de trabajo en función de la cantidad y composición de gases a quemar, producción de la menor cantidad de humos posibles, diseño adecuado para optimizar la combustión, mínimo ruido y resplandor.

Formación de humos: Se puede evitar mezclando el gas con el aire, se puede prevenir inyectando vapor de agua a baja temperatura.

Ventajas: Forma económica de desechar descargas repentinas de cantidades grandes de gas, no requieren combustible auxiliar para sostener la combustión, utilizados para controlar corrientes de desecho intermitentes.

Desventajas: Puede producir ruido, humo, calor radiante y contaminación lumínica, fuente de SOx, NOx y CO, no puede usarse si hay compuestos halogenados, calor producido en la combustión se pierde.

Cámara de Combustión

Tanto para cámaras de combustión como para incineradores el poder calorífico de los gases es insuficiente para mantener la combustión. Hay dos formas de mantenerlo:

• Añadir un combustible adicional (la concentración de HC en los efluentes suele ser < 1% en volumen).
• Calentar la mezcla para que alcance el límite de autoinflamación o autoignición.

Punto de inflamación o destello (flash point): es la temperatura mínima, en ⁰C y a 1 atm de presión a la que una sustancia combustible, en contacto con el aire, desprende la suficiente cantidad de vapor para que se produzca la inflamación de la mezcla vapor-aire mediante el aporte a la misma de una energía de activación externa.

Punto de autoencendido o ignición (autoignition point): es la temperatura mínima, en ⁰C y a 1 atm de presión a la que una sustancia arde espontáneamente en contacto con el aire, sin necesidad de ningún aporte energético.

Incineradores

Se diferencia de la cámara de combustión en que los incineradores tienen otra cámara más llamada cámara de retención. La temperatura es más alta y es a donde llegan las sustancias que salen de la cámara de combustión. Es más pequeña la cámara porque tratamos con sustancias más pequeñas. Aquí añadimos un intercambiador de calor. La corriente de gases pasa primero por el intercambiador de calor. La hacemos pasar por tubos y por fuera está el aire caliente que proviene de la cámara de retención lo que produce que salga caliente. Ahorras el 50-60% de la energía.

Ventajas: Es uno de los métodos más positivos y comprobados para destruir COV, con eficacias posibles de hasta el 99.9999%, Es la mejor solución de destrucción cuando se necesitan altas eficacias de destrucción y la concentración del gas a destruir está por encima del 20% LII.

Desventajas: Costo de operación alto, por el consumo de combustible, No está bien indicado para corrientes con flujo muy variable, No son recomendables para controlar gases que contengan halógenos o azufre, No son efectivos en cuanto a coste para corrientes de COV de baja concentración y alto flujo, sobre todo los incineradores sencillos.