Monitoreo de Polvo - PM100

PM significa material particulado (también conocido como contaminación por partículas), una mezcla de partículas sólidas y gotas líquidas prevalentes en el aire. El polvo, la tierra, el hollín y el humo son ejemplos de grandes partículas que se pueden ver a simple vista. Para fines regulatorios de calidad del aire, estas partículas atmosféricas se definen por su diámetro. A primera vista, el material particulado podría parecer bastante simple de entender. Son solo polvo y pequeñas partículas flotando en el aire, ¿verdad? ¡No hay necesidad de buscar esos viejos libros de química de la escuela secundaria para esto! Pero la realidad es que el material particulado es mucho más complejo de lo que parece. Sus impactos ambientales y en la salud son significativos, y es algo a lo que todos deberíamos prestar más atención.
Entonces, ¿qué es exactamente el material particulado (PM100)? ¿De dónde proviene? Este artículo cubre información sobre PM100, sus fuentes en el aire ambiente, el impacto en la salud y el medio ambiente, posibles medidas correctivas, la necesidad de monitores de PM100 y diferentes métodos de monitoreo de PM100.

• Actividades de trituración, molienda, y división
• Polvo emitido de carreteras no pavimentadas y pavimentadas
• Actividades de construcción descontroladas
• Polvo de fábricas, agricultura, y vertederos.
• Emisiones de procesos industriales
• Producción de metales y acero, así como la recarga de material a granel 

El polvo consiste en partículas sólidas que varían en tamaño desde menos de 1 µm hasta 100 µm, flotando en el aire y llevadas por el viento. Aunque parecen inofensivas, estas pequeñas partículas representan riesgos serios para la salud humana, el medio ambiente, la seguridad del transporte y la economía global.

Impacto en la Salud

El impacto de las partículas en la salud humana depende de su tamaño. Las partículas más pequeñas de 100μm pueden entrar por la nariz y la garganta. La mayoría son atrapadas por los pelos nasales y eliminadas al estornudar, toser o sonarse la nariz, pero algunas pueden llegar a las vías respiratorias y los pulmones. 

Cuando las partículas PM100 son inhaladas y no son eliminadas del sistema respiratorio, pueden permanecer en su lugar y causar problemas de salud como reacciones alérgicas, enfermedades cardíacas y silicosis. Pueden irritar la nariz, la garganta y los ojos. La exposición a corto plazo empeora las condiciones respiratorias existentes como el asma, mientras que la exposición a largo plazo puede aumentar el riesgo de muertes relacionadas con problemas respiratorios. Algunas partículas son tóxicas y representan riesgos adicionales debido a su naturaleza peligrosa. Por ejemplo, el polvo de madera puede llevar al cáncer nasal, el polvo de aleaciones que contienen plomo puede causar intoxicación, y el polvo metálico con mercurio, plomo o cromo puede causar daños pulmonares como fibrosis pulmonar. 

Límite de Exposición Permisible de OSHA para Polvo Total:

Nota: Lo siguiente es un estándar de exposición ocupacional aplicable a entornos laborales, no un estándar de calidad del aire ambiente.

• El término 'polvo total' abarca todas las partículas en el aire en un lugar de trabajo, independientemente de su tamaño o composición. El límite de exposición permisible de OSHA para polvo total es de 15 miligramos por metro cúbico (mg/m³) en un promedio ponderado por tiempo de 8 horas. 
• Este estándar es esencial para las industrias de carpintería, construcción y manufactura, donde la generación de polvo es común. Cumplir con estas regulaciones, a través de medidas como ventilación efectiva, sistemas de extracción de polvo y equipo de protección personal, es crucial para prevenir condiciones respiratorias como EPOC y silicosis y garantizar un entorno de trabajo más seguro.

Impacto Ambiental

Se ha encontrado que las partículas en suspensión reducen la visibilidad, al mismo tiempo que afectan negativamente el clima, los ecosistemas y los materiales, según numerosos estudios científicos. Las PM, principalmente PM2.5, afectan la visibilidad al alterar cómo se absorbe y dispersa la luz en la atmósfera.

En cuanto al cambio climático, ciertos componentes de la mezcla de PM ambiental promueven el calentamiento global (p. ej., carbono negro). En contraste, otros tienen un efecto de enfriamiento (p. ej., nitrato y sulfato), lo que resulta en que las PM ambientales tengan capacidades de calentamiento y enfriamiento.

Además, el asentamiento de las partículas en el aire sobre plantas, suelos y ecosistemas acuáticos tiene efectos perjudiciales sobre ellos. Los compuestos metálicos y orgánicos reducen el crecimiento y el rendimiento de las plantas, mientras que la deposición de PM en cuerpos de agua afecta su calidad y claridad.

• Mira las lecturas locales del AQI.
• Limita las actividades al aire libre y cierra ventanas y respiraderos durante los momentos de alta contaminación del aire.
• Salta el ejercicio matutino si el AQI supera su límite.
• Usa una máscara de contaminación.
• Elimina el uso de la chimenea, la estufa de leña, el equipo de jardinería o césped a gasolina.  
• Invierte en un sistema de monitoreo de calidad del aire.
• Evita áreas con congestión de tráfico, actividades de construcción o caminos sin pavimentar. Respirar ese aire contaminado a diario también lleva a efectos en la salud a largo plazo. 

Los diferentes principios de trabajo para el monitoreo de polvo en el ambiente son Gravimétrico, Atención Beta (BAM) y Dispersión Laser.  

Método Gravimétrico de Alto Volumen - El monitores de polvo basados en el principio gravimétrico toman aire del ambiente durante 24 horas a un flujo constante a través de una entrada selectiva de tamaño que solo permite el paso de material particulado con un diámetro aerodinámico de 100µm o menos. El material particulado se recolecta en un filtro pre-pesado acondicionado a condiciones constantes de temperatura y humedad. Después del periodo de muestreo de 24 horas, el filtro se acondiciona bajo las mismas condiciones de temperatura y humedad y se vuelve a pesar. La diferencia en el peso corresponde a la masa recolectada en el filtro, que, junto con el flujo conocido, el periodo de muestreo y el volumen total de aire muestreado, se utiliza para calcular la concentración de PM100. Monitor de Atención Beta (BAM) - El monitoreo de polvo basado en el principio BAM mide la densidad de masa de partículas utilizando la atenuación de radiación beta. Las partículas en el aire ambiente extraídas en el monitor de polvo se depositan en un filtro de banda de papel y se exponen a rayos beta (es decir, electrones con energías en el rango de 0.01 a 0.1 MeV), que se atenuan en función de la masa particulada. El conteo beta se reduce con un aumento en la masa de PM, que es registrado por el detector y convertido a concentración. Dispersión Laser - El monitor de polvo, basado en el principio físico de la dispersión de luz, también conocido como contador óptico de partículas (OPC), mide partículas de polvo iluminadas por luz láser en un ángulo de 90°. La luz dispersada de cada partícula se recoge a aproximadamente 90° por un espejo y es detectada por un fotodiodo. Esta señal se alimenta a un clasificador de tamaño de múltiples canales, donde se utiliza un analizador de altura de pulso para clasificar cada pulso en proporción al tamaño de la partícula. Los conteos en el canal correspondiente a PM100 se convierten en la concentración de PM100. [Fuente: https://www.researchgate.net/figure/Principle-of-optical-particle-counter]

Entre todos los principios mencionados de monitoreo de PM100, los monitores de PM basados en la dispersión láser suelen ser preferidos para el monitoreo del aire ambiente, ya que ofrecen mediciones rápidas y precisas y son económicos en comparación con los otros.

En Oizom, ofrecemos varios sensores de Material Particulado (PM), incluidos PM1, PM2.5, PM10 y PM100, diseñados para un monitoreo preciso de la calidad del aire en diferentes tamaños de partículas. Nuestro módulo de sensor de Material Particulado está diseñado para medir con precisión las concentraciones de PM1, PM2.5, PM10 y PM100 en el aire ambiente, proporcionando datos en tiempo real sobre los niveles de material particulado atmosférico. La avanzada electrónica de soporte del sensor asegura compactación y fiabilidad, convirtiéndolo en una solución robusta para el monitoreo continuo de la calidad del aire.

Estos sensores funcionan con tecnología de dispersión láser y tienen una entrada calefaccionada para eliminar la humedad y asegurar datos precisos sobre la calidad del aire. La integración de un ventilador de alta resistencia y láseres avanzados garantiza datos precisos y durabilidad, haciendo que estos sensores sean ideales para aplicaciones al aire libre que requieren información sobre la calidad del aire en tiempo real. Estos avanzados módulos de sensor de material particulado se utilizan en nuestros sistemas de monitoreo de calidad del aire al aire libre, como Polludrone y AQBot. Además, estos módulos son un componente clave en nuestro monitor de polvo ambiental especializado, Dustroid. Estos sensores versátiles se utilizan en una variedad de aplicaciones, incluyendo el monitoreo nacional de la calidad del aire, evaluaciones de impacto en la salud ambiental, monitoreo de sitios de construcción, minería, ciudades inteligentes y proyectos de investigación sobre calidad del aire. Al proporcionar datos de concentración de partículas en tiempo real, los módulos de sensor PM de Oizom apoyan una amplia gama de necesidades de monitoreo ambiental, asegurando datos precisos y confiables sobre la calidad del aire para diversas aplicaciones.

Nuestros sensores de monitoreo de partículas están calibrados con estaciones de referencia, que albergan el Monitor de Atenuación Beta, BAM-1020, lo que mejora significativamente la precisión y fiabilidad de los datos de nuestros sensores, asegurando resultados de monitoreo de calidad del aire de alta calidad.

1. Compacto: El pequeño tamaño del sensor permite instalarlo en cualquier lugar, grande o pequeño, haciéndolo útil en dispositivos.
2. Duradero: El sensor de PM tiene una vida útil esperada de 18 meses.
3. La medición de polvo por el principio de dispersión láser sobreestima los niveles de concentración de PM en condiciones de alta humedad condensante. La precisión de los datos en tales condiciones se mantiene mediante la deshumidificación de la muestra de aire utilizando una entrada calefaccionada. 
4. Reduce la humedad relativa de la muestra de aire en un 30-40%, eliminando su interferencia en la medición de partículas.
5. Los sensores de PM funcionan con principios de dispersión basados en láser y algoritmos avanzados.  

• El polvo es una presencia constante en casi todos los negocios, ya sea en sitios de construcción con su actividad incesante, fábricas con máquinas vibrantes, o incluso espacios de oficina tranquilos donde el papel y el equipo comparten el mismo entorno. Estas partículas, desde las más pequeñas que no puedes ver hasta las más grandes, pueden provenir de procesos cotidianos.
• El monitoreo regular del polvo es más que un procedimiento estándar; es un enfoque proactivo para garantizar la seguridad y salud de los trabajadores. El polvo en las zonas industriales puede representar riesgos significativos para la salud y la seguridad de los empleados.
• Cuando se inhala, las partículas de polvo grueso irritan principalmente las vías respiratorias superiores, la nariz y la garganta, y pueden empeorar condiciones respiratorias preexistentes. La exposición ocupacional a ciertos polvos a largo plazo puede llevar a condiciones graves como la silicosis, EPOC y cáncer nasal.  
• El monitoreo del polvo es una forma eficaz de detectar altas concentraciones de partículas en el aire y prevenir exposiciones a niveles altos.
• El monitoreo del polvo en tiempo real ayuda a determinar la calidad del aire y formular un plan de acción para controlar altos niveles de contaminación por PM.