INFORME/PRODUCTO FINAL ASESORÍA INE/ADE-037/2007 DRA MATILDE EVA ESPINOSA RUBIOREVISIÓN Y ESTRUCTURACIÓN DE LOS MANUALES DE MONITOREO ATMOSFÉRICO PARA FORTALECER LA OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE LAS REDES DE MONITOREO DE LA CALIDAD DEL AIRE QUE OPERAN EN EL PAIS, Los manuales originales eran los siguientes: Manual 1.- Monitoreo de la calidad del aire. Manual 2.- Redes de monitoreo atmosférico. Manual 3.- Componentes básicos de los sistemas de monitoreo atmosférico, Manual 4.- Operación, mantenimiento y calibración del equipo para monitoreo de la calidad del aire. Manual 5.- Gestión, aseguramiento y control de la calidad en los sistemas de monitoreo atmosférico. Manual 6.- Protocolo de manejo de datos de la calidad del aire. Manual 7.- Procedimiento federal de auditoria para sistemas de monitoreo atmosférico. Los manuales fueron revisados exhaustivamente en mayo de 2007 y, al detectar algunas inconsistencias, tanto en el contenido, como en el orden de los manuales se decidió reestructurarlos. El manual 5 desapareció pues contenía muchas repeticiones y el material relativo al control y aseguramiento de la calidad se integró en el nuevo manual 1, junto con algunos fundamentos del monitoreo atmosférico. Los manuales restantes fueron todos reestructurados. Los comentarios emitidos por el GDF y la EPA para los manuales originales fueron evaluados y se integraron en los manuales correspondientes. La serie de manuales quedó integrada como sigue: Manual 1.- Monitoreo de la calidad del aire. Manual 2.- Sistemas de monitoreo de la calidad del aire. Manual 3.- Redes de medición de la calidad del aire. Manual 4.- Operación, mantenimiento y calibración de los componentes de una estación de monitoreo de la calidad del aire. Manual 5.- Manejo de datos. Manual 6.- Procedimiento federal de auditoria para sistemas de monitoreo atmosférico DICIEMBRE 2007 MANUAL 1 Monitoreo de la Calidad del Aire. 2 ÍNDICE 1. Principios de medición de la calidad del aire en el Sistema. 1.1. 1.2. Medición. Muestreo. 1.2.1. Metodologías de muestreo de aire. 1.2.1.1. 1.2.1.2. 1.2.1.3. 1.2.1.4. 1.2.1.5. 1.3. 1.4. 1.4.1. Muestreo/análisis. Monitoreo. Monitoreo de la calidad del aire. Muestreadores pasivos. Muestreadores activos. Analizadores automáticos en línea. Sensores remotos. Bioindicadores. 1.4.1.1. Estación de monitoreo. 1.4.1.2. Red de monitoreo. 1.4.1.3. Sistemas de monitoreo. 2. Gestión de la calidad en los sistemas de monitoreo de la calidad del aire. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. 2.7. 2.8. 2.8.1. Organización Servicio al Usuario Atención de Quejas y Reclamaciones Control de Trabajo No Conforme Acción Correctiva y Acción Preventiva Auditorías Internas al Sistema de Gestión de Calidad. Revisión de la Dirección Sistema de Gestión de la Calidad. Aseguramiento de la calidad. 2.8.1.1. Capacitación 2.8.1.2. Control de Documentos 2.8.1.3. Control de Registros 3 2.8.1.4. Selección de Equipos de Monitoreo y Muestreo Atmosférico 2.8.1.5. Compras de Suministros y Refacciones y Contratación de Servicios 2.8.1.6. Metodologías de Muestreo y Monitoreo 2.8.1.7. Subcontratación de Muestreos y Monitoreos. 2.8.1.8. Objetivos del monitoreo de la calidad del aire. 2.8.1.9. Objetivos de calidad de los datos. 2.8.1.9.1. Precisión y exactitud. 2.8.1.9.2. Compleción. 2.8.1.9.3. Comparabilidad. 2.8.1.9.4. Representatividad. 2.8.1.9.5. Trazabilidad. 2.8.1.10. Diseño de los objetivos de calidad de los datos. 2.8.2. Control de la Calidad en los Sistema de Monitoreo de la Calidad del Aire (SMCA) 2.8.2.1. Selección y Ubicación de los Sitios de Monitoreo Atmosférico 2.8.2.2. Instalación de Estaciones de Monitoreo y Sistemas de Muestreo 2.8.2.3. Operación, Mantenimiento y Calibración de los Equipos de Muestreo y Monitoreo de las estaciones del SMCA 2.8.2.4. Revisión y Validación de datos 2.8.2.5. Auditorías técnicas al SMCA. 3. Referencias. 4 1. Principios de medición de la calidad del aire en el Sistema. 1.1. Medición. Medir es contar, comparar una unidad con otra, dar una valoración numérica, asignar un valor, asignar números a los objetos. Todo lo que existe está en una cierta cantidad y se puede medir. Estos números no se asignan de forma arbitraria sino que se rigen por ciertas reglas, se establece un sistema empírico y éste da lugar a un sistema formal. La necesidad de medir es evidente en la mayor parte de las actividades técnicas o científicas. Sin embargo, no interesa sólo contar con medidas sino también saber si dichas medidas son válidas. Para ello debemos recordar la definición de medición como el “proceso por el cual se asignan números o símbolos a atributos de entidades del mundo real de tal forma que los describa de acuerdo con reglas claramente definidas”. 1.2. Muestreo. En estadística un muestreo es la técnica para la selección de una muestra a partir de una población. Al elegir una muestra, se espera que sus propiedades sean extrapolables a la población. Este proceso permite ahorrar recursos, obteniendo resultados parecidos que si se realizase un estudio de toda la población. Para que el muestreo sea válido y se pueda realizar un estudio fiable (que represente a la población), debe cumplir ciertos requisitos, lo que lo convertiría en una muestra representativa. 1.2.1. Metodologías de muestreo de aire. metodologías de tipo genérico para el muestreo de Existen cinco contaminantes atmosféricos: 1.2.1.1. Muestreadores pasivos; 1.2.1.2. Muestreadores activos; 1.2.1.3. Analizadores automáticos en línea ; 1.2.1.4. Sensores remotos y 1.2.1.5. Bioindicadores. 1.2.1.1. Muestreadores Pasivos 5 Colectan un contaminante específico por medio de su adsorción y/o absorción en un sustrato químico seleccionado. Después de su exposición por un periodo adecuado de muestreo, que varía desde una hora hasta un mes, la muestra se regresa al laboratorio donde se realiza la desorción del contaminante y después se le analiza cuantitativamente. Forma: Tubo o disco; Ventajas: Simplicidad y costo relativamente bajo (no requiere energía eléctrica); Desventaja: No se aprecian los valores mínimos y máximos, sólo promedios; no tienen gran exactitud (sirven solo como valor referencial). 1.2.1.2. Muestreadores activos. Requieren de energía eléctrica para bombear el aire a muestrear a través de un medio de colección físico o químico. El volumen adicional de aire muestreado incrementa la sensibilidad, por lo que pueden obtenerse mediciones diarias promedio. Los muestreadores activos más utilizados actualmente, son: Burbujeadores e impactadores. Método gravimétrico de altos volúmenes “High Vol” (para PST y PM10) 1.2.1.3. Analizadores o monitores automáticos. Estos instrumentos se basan en propiedades físicas o químicas del gas que va a ser detectado continuamente utilizando métodos químicos o físicos. El aire muestreado entra en una cámara de reacción donde, ya sea por una propiedad del gas que pueda medirse directamente o por una reacción química que produzca, por ejemplo, quimiluminiscencia o luz fluorescente, 6 3.Concentraciones máximas y mínimas. Sensores remotos. 1. pueden proporcionar mediciones integradas de multicomponentes a lo largo de una trayectoria específica en la atmósfera (normalmente mayor a 100 m).2.1. En este método se utilizan plantas como muestreadores pero a pesar de que se han desarrollado guías sobre estas metodologías todavía quedan problemas no resueltos en cuanto a la estandarización y armonización de estas técnicas. .1. 1. . Bioindicadores.2.ésta se mide por medio de un detector que produce una señal eléctrica proporcional a la concentración del contaminante muestreado. Desventajas: .5. particularmente en la investigación de sus efectos. Ventaja: .Requieren personal capacitado para su manejo. Una vez muestreado el gas contaminante es necesario analizarlo por alguno de los siguientes métodos: 7 .Permite por la detección de valores máximos en tiempo real establecer situaciones de alerta para implantar las respectivas medidas de contingencia. que proporcionan mediciones de un contaminante en un punto en el espacio.Costo elevado de adquisición. Muestreo y análisis. a diferencia de los monitores automáticos. . Se ha mostrado gran interés en el uso de bioindicadores para estimar algunos factores ambientales entre los que se incluye la calidad del aire.Requieren mantenimiento y calibración constantes.Valores en tiempo real. 1.4. Los sensores remotos. . 1.3. En estos últimos métodos gravimétricos se determina la masa pesando el filtro antes y después del muestreo con una balanza a temperatura y humedad relativa controladas.1. Es la acción y efecto de valorar o cuantificar una disolución. La valoración de una solución siempre será una titulación.1. Métodos Gravimétricos. 1.4. 1. 1. mediante la adición de un volumen de solución de concentración perfectamente conocida.1. Titulación y Valoración.3. Métodos fotométricos. Existen métodos gravimétricos para conocer la concentración de una muestra en solución. Estos métodos (colorimétricos) basan la determinación de la concentración de una solución en la medida de la intensidad de la luz que se transmite a través de la misma. Métodos Volumétricos La cantidad de producto detectado se deduce del volumen de la solución que se ha consumido en una reacción. Espectrofotometría. a la disolución. Estos métodos cuantifican muestras en solución mediante la valoración de las mismas por medio de técnicas como la titulación. Es la técnica volumétrica que se utiliza para determinar la concentración de un soluto en un solvente. comparándola con una curva patrón de las intensidades de luz de igual longitud de onda que se transmite a través de una serie de estas soluciones de concentraciones conocidas. en los que se llevan a cabo precipitaciones de las muestras por medio de la adición de un exceso de reactivo aprovechando el efecto del ion común y otros en los que directamente se pesa el material colectado en un filtro.1. 8 .2. Son métodos analíticos cuantitativos en los cuales las determinaciones de las sustancias se llevan a cabo por una diferencia de pesos.3.3.3.3. se puede aislar con filtros una sola longitud de onda. Monitoreo de la Calidad del Aire. 9 . el monitoreo de la calidad del aire se debe llevar a cabo de una manera continua para poder observar los cambios en las concentraciones de los contaminantes con el tiempo. por lo común se confunden las dos actividades y casi siempre se habla sólo de monitoreo. Ésta se encuentra directamente vinculada con el cumplimiento de objetivos económicos. para poder medir la energía absorbida de ese compuesto en particular. junto con los modelos de predicción y los inventarios de emisiones. 1. 1. Social junto con una legislación más rigurosa. de evaluación y de regulación. El monitoreo. Éste consiste en una gráfica de la absorción y la longitud de onda y se presenta en márgenes que abarcan longitudes de onda desde la ultravioleta a la infrarroja. requieren de información imparcial y confiable sobre la calidad del aire (Molina. Monitoreo. 2002). De esta manera. WHO.1. 2000. En las últimas décadas se ha desarrollado una preocupación creciente por los efectos de la contaminación del aire en la salud humana y el ambiente. La fuerte presión.Es la medida de la cantidad de energía radiante absorbida por las moléculas a longitudes de onda específicas.4. Por definición. Sin embargo. son parte integral de la gestión de la calidad del aire. Esto lo hace diferente al muestreo y análisis de contaminantes.4. Por lo que si se ajusta un instrumento a una sola longitud de onda escogida entre los límites en que un compuesto absorbe fuertemente y otros no. En los textos que siguen se tratará de establecer siempre esta diferencia. El monitoreo es una herramienta para identificar y evaluar los problemas de la calidad del aire (OMS. 2001). el monitoreo es una actividad consistente en observar una situación para detectar los cambios que ocurran con el tiempo. Entre los espectrofotómetros más usados tenemos al de infrarrojo no disperso y al de espectro ultravioleta. Cada compuesto tiene un patrón de absorción diferente que da origen a un espectro de identificación. El monitoreo juega un papel regulador en este proceso proporcionando la base científica para el desarrollo de las políticas y estrategias. En la figura 1. análisis de costo/beneficio Fuente: OMS. por lo general. legisladores y planificadores para que éstos tomen las decisiones adecuadas para propósitos de gestión y mejora del ambiente. 10 . algunos parámetros meteorológicos.1.Durante el desarrollo de un plan efectivo de gestión de la calidad del aire en primer lugar es necesario obtener información confiable relacionada con los niveles de contaminación en el aire a través del monitoreo. inventario de emisiones.4. en el establecimiento de objetivos durante la evaluación del cumplimiento de las metas y en la ejecución de las acciones. regulación de usos de suelo y combustibles.1 Estaciones de Monitoreo.1 se presenta un esquema del papel del monitoreo atmosférico dentro del ciclo de la gestión de la calidad del aire. Proceso de Mejora Continua de la Calidad del Aire Identificación del problema Monitoreo. Una estación de monitoreo consiste en una caseta que contiene diversos instrumentos destinados a monitorear las concentraciones de uno o más contaminantes del aire y. otros Modelación.1. 1. evaluación del impacto ambiental Control de la situación Formulación de políticas Límites de emisión. evaluación de escenarios. Figura 1. El propósito más importante del monitoreo atmosférico es el de proveer la información necesaria a los científicos. Un Sistema de Monitoreo de la Calidad del Aire está destinado a medir.1. Se define como Control de Calidad (CC) a todo el sistema completo de actividades técnicas que miden los atributos y funcionamiento de un proceso.3. Para ello se hizo necesario crear sistemas de calidad que incorporasen la prevención como forma de vida y que. 1.Los criterios de localización de las estaciones son diferentes según los objetivos de monitoreo que hayan sido establecidos.4. Redes de monitoreo. 1998). producto o servicio. Está formado por estaciones de monitoreo y estaciones meteorológicas. que resultaba limitado y poco eficaz para prevenir la aparición de defectos. Gestión de la calidad en los sistemas de monitoreo de la calidad del aire. 2. registrar y procesar información sobre calidad del aire. contra estándares establecidos para verificar que se cumplan los requerimientos que garantizan los estándares de calidad (EPA.4. centros de datos.2. Los aspectos relacionados con las redes de monitoreo se tratan en el Manual III. El Aseguramiento de la Calidad nace como una evolución natural del Control de Calidad. asegurando una calidad 11 . Sistemas de Monitoreo de la Calidad del Aire. Sin embargo. Es común que las estaciones de monitoreo se encuentren agrupadas en redes que pueden cubrir grandes extensiones geográficas. sirvieran para anticipar los errores antes de que estos se produjeran. 1. Un Sistema de Calidad se centra en garantizar que lo que ofrece una organización cumple con las especificaciones establecidas previamente. sistemas de transmisión de datos. en cualquier caso es necesario que el lugar cuente con una fuente adecuada de energía. laboratorios y talleres.1. en todo caso. oficinas. con seguridad y que esté debidamente protegido de los elementos. Gestión de la Calidad en los SMCA La Gestión de la calidad es responsabilidad de todo el personal del SMA. implantadas en el Sistema de Calidad.1. (PNM) 2. 1997). es la siguiente: aseguramiento de la calidad es un conjunto de acciones planificadas y sistemáticas. atribuciones. El Manual de Organización debe presentar en forma ordenada y sistemática la información referente a los antecedentes. De acuerdo con la definición anterior se han establecido los siguientes puntos que tienen referencia en la Norma Mexicana NMX-EC-17025-IMNC2000. 2.continua a lo largo del tiempo. la asignación de recursos y el compromiso de la mejora continua de estos procesos. que son necesarias para proporcionar la confianza adecuada de que un producto satisfará los requisitos dados sobre la calidad. estructura 12 . marco jurídico. según la Norma ISO. pero lo es especialmente de la parte administrativa y de la dirección general del SMA o de la organización a la que pertenezca. Organización El SMCA debe contar con un Manual de Organización donde se establezcan las relaciones formales de comunicación y autoridad. La definición. la determinación de los criterios y métodos para el control eficiente de dichos procesos. así como los criterios que definen la división del trabajo de un órgano determinado. que incluye a su vez el establecimiento de los objetivos de calidad.” (Decanini. “La gestión de la calidad es el conjunto de actividades a través de las cuales se determina e implanta la política de calidad. la determinación e interacción de estos procesos. De esta forma se especificarán una serie de lineamientos y requerimientos mínimos aplicables a equipos. la identificación de los procesos necesarios para el sistema de gestión de la calidad. estaciones y sistemas de monitoreo atmosférico con la finalidad de garantizar la calidad de la información generada por estas actividades a nivel local y estatal. Servicio al Usuario Los datos que se generan en el SMCA deben ser de uso público. debe ser una entidad que se pueda sostener como legalmente responsable (ISO/IEC 17025). o la organización a la que se pertenezca. el organigrama y la descripción del objetivo y las funciones de las áreas que conforman el SMCA. capacitar y supervisar al personal necesario para el correcto funcionamiento del SMA. Las funciones. Debido a esto se debe contar con las herramientas necesarias para facilitar la 13 . 2. El SMCA debe tener una dirección técnica que tenga responsabilidad total de las operaciones técnicas y la provisión de los recursos necesarios para asegurar la calidad requerida de sus operaciones (ISO/IEC 17025). • Adquirir los equipos y/o instrumentos para instalar nuevas estaciones de monitoreo en donde se requieran o para reemplazar los obsoletos. • Contar con la infraestructura para la instalación y mantenimiento de las estaciones de monitoreo y el centro de control. responsabilidades y perfiles de los puestos dentro de la estructura orgánica del SMCA deben estar definidos en un Manual de Organización (ISO/IEC 17025). • Contratar. El SMCA debe designar un miembro del personal como gerente de calidad. quien independientemente de otros deberes y responsabilidades deberá tener definidas su responsabilidad y autoridad para asegurar que el SGC esté implantado y seguido en todo momento. Un Sistema de Monitoreo de la Calidad del Aire (SMCA). El gerente de calidad deberá tener acceso directo al nivel más alto de la dirección en el cual se tomen las decisiones sobre políticas y recursos del SMCA (Manual de Calidad ISO/IEC 17025).orgánica. • Adquirir los suministros y contratar los servicios que requieran los equipos e instrumentos del SMA. Debe determinar y proporcionar los recursos necesarios para: • Implantar y mantener un Sistema de Gestión de Calidad (SGC).2. Esto permitirá la detección de necesidades de mejora. 2. Se deben mantener registros de todas las quejas y las acciones correctivas tomadas por el SMA (ISO/IEC 17025). implantar y monitorear planes de acción para reducir la probabilidad de ocurrencia de dichas no conformidades y tomar ventaja de oportunidades de mejora. Se debe asegurar que se asignen las responsabilidades para la dirección del trabajo no conforme y para que se definan y realicen las acciones correctivas y se evalúe la importancia del trabajo no conforme (ISO/IEC 17025). revisiones de la dirección y retroalimentación u observaciones de los usuarios y del personal. la selección e implantación de las acciones correctivas y su seguimiento. Atención de Quejas y Reclamaciones El SMCA debe implantar y mantener un procedimiento para la atención de quejas recibidas de los usuarios y de otras partes. El SMCA debe identificar las mejoras necesarias y las fuentes potenciales de no conformidades. El procedimiento debe incluir el análisis de las causas.comunicación e interacción con el usuario de los datos. Control de Trabajo No Conforme El SMCA debe implantar y mantener un procedimiento para cuando algún aspecto de su trabajo no está conforme con sus propios procedimientos o con alguna otra reglamentación oficial. cuando sea el caso. En el caso de que se requiera acción preventiva se deben desarrollar. El procedimiento debe incluir el inicio de tales 14 .4. desviaciones a las políticas y procedimientos en el SGC o en las operaciones técnicas debido a auditorias internas o externas. 2. Las acciones correctivas deben implantarse cuando haya sido identificado un trabajo no conforme.5.3. Acción Correctiva y Acción Preventiva El SMA debe implantar y mantener un procedimiento para la ejecución de acciones correctivas y acciones preventivas. 2. Se puede considerar la elaboración de auditorias adicionales en el caso que se tengan dudas sobre el cumplimiento del SMCA con sus propias políticas y procedimientos (ISO/IEC 17025). Auditorías Internas al Sistema de Gestión de la Calidad El SMCA debe conducir auditorias internas de sus actividades de forma periódica y de acuerdo a un programa y a un procedimiento predeterminados para verificar que sus operaciones continúan cumpliendo con los requisitos del SGC. para informar de los resultados y para mantener los registros (ISO 9001:2000).7. En el procedimiento se deben definir las responsabilidades y requisitos para la planeación y realización de auditorías. 2.acciones y la aplicación de controles que aseguren que éstas son efectivas (ISO/IEC 17025). una revisión del SGC y de las actividades operativas del SMA para asegurar su adecuación y efectividad continua y para introducir los cambios necesarios o mejoras. de acuerdo con un calendario y un procedimiento establecido. El responsable del SGC debe planear y organizar las auditorías conforme al programa o bien cuando se identifique una desviación importante en el sistema producto de una queja o reclamación.6. 2. la revisión debe tomar en cuenta: • La adecuación de políticas y procedimientos. • Los informes del personal directivo y de supervisión. Las auditorías internas deben ser efectuadas por personal entrenado y calificado (auditores internos) dentro del SMA. Éste es un requisito muy importante de este Manual y siempre se debe procurar que quienes auditan determinadas áreas o actividades no estén relacionados directamente con ellas. • El informe de auditorías internas recientes. Según ISO/IEC 17025. 15 . El programa de auditorías internas debe dirigirse a todos los componentes incluidos en el alcance del SGC. Revisiones de la Dirección La dirección ejecutiva del SMA debe conducir periódicamente. Estas auditorías son distintas a las auditorías técnicas aunque estas últimas pueden incluirse dentro del programa de las primeras. • Las quejas. o la organización a la que pertenezca. Ésta debe incluir al menos lo siguiente: • El compromiso de la dirección del SMA. El compromiso de la dirección del SMCA. El Sistema de Gestión de la Calidad SMCA debe documentar sus políticas. Los hallazgos de las revisiones de la dirección y las acciones que se deriven de éstas deben registrarse. Las políticas y objetivos del SGC del SMCA deben estar definidos en un Manual de Calidad. • • Los objetivos del SGC. sistemas. • La retroalimentación del usuario. • La capacitación del personal y • Las actividades de control de calidad. con la buena práctica profesional y con la calidad de sus operaciones. de cumplir con esta Norma Mexicana. • Los resultados de comparaciones entre SSMA y algunas pruebas de desempeño. La declaración de la política de calidad debe ser emitida bajo la autoridad del jefe ejecutivo. 2. • Las evaluaciones por organismos externos. La dirección debe asegurar que tales acciones sean llevadas a cabo dentro de los periodos adecuados y acordados (ISO/IEC 17025).8. o de la organización a la que pertenezca. programas.• Las acciones correctivas y preventivas. • Los cambios en el volumen y tipos de operaciones. 16 . El total de los objetivos deben documentarse en una declaración de política de calidad. procedimientos e instrucciones en la extensión necesaria para asegurar la calidad de los datos generados (ISO/IEC 17025). • La asignación de recursos. su ubicación y las estrategias de muestreo. Es indispensable realizar una evaluación previa del costo del equipamiento en función de su manejabilidad. se deben documentar para demostrar el cumplimiento con este Manual. EPA. Capacitación 17 . OMS. CARB. Esto se garantiza desarrollando un plan de control y aseguramiento de la calidad.1. actividades de calibración y mantenimiento. En el desarrollo de la etapa inicial se deben tomar en cuenta aspectos tales como: operación.1. los cuales determinarán el número de sitios. las cuales deben ser evidenciadas objetivamente.8. es decir. aseguramiento y control. técnicos y financieros destinados para este propósito por los gobiernos federales y/o locales. la gestión de calidad. Debe describir la estructura de la documentación usada en el SGC (ISO/IEC 17025).El Manual de calidad debe hacer referencia a los procedimientos de apoyo incluyendo los procedimientos técnicos. En particular. Cualquiera que sea el propósito del monitoreo para obtener resultados que sean útiles se requiere que las mediciones sean exactas y confiables. confiabilidad y desempeño. deben cubrir todos los aspectos de la planeación y operación de la red. 2000). 2. manejo de datos y validación. En la selección de las metodologías de medición se debe tomar en cuenta el costo-beneficio asociado con cada una. este plan constituye una base sólida cuando los datos se usen en la toma de decisiones para la gestión de la calidad del aire. desde el diseño del sistema hasta la validación final de los datos. Las funciones y responsabilidades de la dirección técnica y del gerente de calidad. incluso su responsabilidad para asegurar el cumplimiento de la Norma ISO/IEC 17025.2002. El primer paso en el establecimiento de un sistema de monitoreo es la definición de los objetivos. Es importante que en los objetivos se considere la disponibilidad de recursos humanos. 2004. El Aseguramiento de la Calidad incluye todas aquellas actividades planeadas e implantadas para asegurar la calidad de los datos que se generan. (US. En un sentido amplio. Cada SMCA debe establecer un Programa de Capacitación Anual que lleve al fortalecimiento profesional y actualización de su personal en los diversos temas relacionados con el monitoreo de la calidad del aire y los correspondientes a la gestión de calidad. La capacitación para cada puesto debe programarse en base a la identificación de necesidades del personal y con metas de cobertura previamente definidas. • Métodos analíticos para estándares de la calidad del aire. 2. Entre los cursos de capacitación con que debe contar el personal del SMA se recomiendan. La capacitación puede ser externa o interna e impartirse a través de cursos formales. • Metrología básica (Trazabilidad.) • Evaluación de la calidad de los datos y • Auditorías Técnicas del Sistema y Auditorías de Funcionamiento. • Aseguramiento y control de calidad para sistemas de monitoreo atmosférico. estadística. • Introducción al monitoreo del aire ambiente. • Conocimientos generales sobre contaminación ambiental. etc. incertidumbre. • Unidades y conversiones usadas en Contaminación del Aire. En estos procedimientos se debe 18 . • Principios y prácticas de control de la contaminación del aire. Control de Documentos El SMA debe Implantar y mantener procedimientos para controlar todos los documentos del SGC (ISO/IEC 17025). talleres. indicando la frecuencia de capacitación deseable. • Control de la contaminación. conferencias (pueden ser virtuales) y entrenamiento en el sitio de trabajo. • Muestreo y monitoreo atmosférico. entre otros temas: • Conocimiento general de la normatividad en la materia.8.1. Los operadores y técnicos del SMA deben ser capacitados en la operación de todos los analizadores e instrumentos para el monitoreo de la calidad del aire y deben entender la necesidad de seguir procedimientos adecuados de Aseguramiento y Control de la Calidad (NAPS).2. ). El SMA debe establecer. almacenamiento. archivo. Es importante tener toda la información relativa a las especificaciones de los equipos que deban adquirirse para asegurar que cumplen con los requisitos de calidad preestablecidos. colección. de las revisiones de la dirección y de acciones preventivas y correctivas desempeñan un papel relevante en la mejora continua del SGC y en la operación del SMA. Control de Registros Los registros técnicos que se realizan en la operación del SMA son de vital importancia para el análisis de los datos. técnico-administrativos. Una mala selección pone en riesgo la calidad de los datos y puede llevar a no lograr los objetivos planeados.1. mantenimiento y disposición de los registros técnicos y de calidad (ISO/IEC 17025). procedimientos técnicos. El proceso de selección y compra de los analizadores y equipos de muestreo es determinante para la calidad de los datos que se generen. formatos.4. Asimismo. administrativos. etc. tanto en campo como en el laboratorio (NAPS). corrección. Las características de operación de estos instrumentos deben documentarse y se debe evaluar su desempeño continuamente.3. Selección de equipos de monitoreo y muestreo atmosférico. acceso. En este procedimiento se deben establecer la protección y el respaldo de los registros almacenados electrónicamente para prevenir acceso no autorizado o cambios a estos registros (ISO/IEC 17025). bitácoras. Los analizadores y equipos de muestreo que satisfacen los requerimientos de la USEPA como métodos equivalentes o de referencia para el monitoreo del aire ambiente son los que deben seleccionarse para su uso en el SMA. aprobación y cambios en los documentos del SGC (manuales.8. Cuando este tipo de analizadores no están disponibles pueden utilizarse aquellos con eficacia y exactitud demostrada.especificar la manera de proceder para la emisión.1. 2. Instructivos. 19 . implantar y mantener procedimientos para la identificación. 2.8. los registros de calidad de informes de auditorias internas. indexado. 1. Metodologías de muestreo y monitoreo El SMCA debe elaborar Procedimientos Operativos (PO’s) donde se indica en detalle la forma en que se realizan los métodos de prueba. recepción y almacenamiento de reactivos y materiales consumibles de las estaciones y centro de control. las revisiones.1.8. En el Manual 4 de Monitoreo Atmosférico se establecen las consideraciones básicas en la elaboración de los Procedimientos Operativos como herramientas de trabajo en las prácticas de monitoreo atmosférico. 2. 2. De igual manera se debe asegurar la asistencia o contratación de servicios cuando algún equipo o instrumento del SMA lo requiera. Esto es. 2.5. en la exactitud y la precisión de los datos. Se debe mantener registro para comprobar el cumplimiento con esta Norma (ISO/IEC 17025).8. se deben establecer los métodos de evaluación de los proveedores de servicios. La redacción de los procedimientos debe ser clara e inteligible para el personal.Las especificaciones mínimas de desempeño y los principios de medición para los analizadores de aire ambiente se encuentran en el Manual 4 de Monitoreo Atmosférico. Adquisiciones de Suministros y Refacciones y Contratación de Servicios En el funcionamiento del SMA es indispensable que el abastecimiento de suministros y refacciones no se vea interrumpido de modo que pueda afectar la generación de datos y/o la calidad de los mismos. suministros y refacciones y los métodos de programación de compras de suministros y refacciones y de contratación de servicios. Subcontratación de Muestreos y Monitoreos 20 . mantenimiento y demás actividades para asegurar la calidad en el desarrollo de los procesos. Asimismo.6. El SMA debe implantar y mantener procedimientos para la selección y adquisición de suministros y servicios que utiliza para que no se afecte la calidad de la generación de los datos.8. de análisis. calibraciones. de mediciones. deben existir procedimientos para la compra.1.7. o observar las tendencias de la contaminación en una región. La información que se derive de los datos del monitoreo justificará el costo del sistema. Las regulaciones locales. a un subcontratista que cumpla con esta Norma. con mal uso de los recursos disponibles e innecesariamente costosos. La aplicación de cuestionarios o entrevistas puede ser una herramienta útil para conocer estas necesidades.En el caso de que requiera de la subcontratación de un trabajo. El SMA debe implantar y mantener un procedimiento para la subcontratación de muestreos y/o monitoreos en donde se establezcan la evaluación y selección de los subcontratistas además de mantener registros de los que subcontrata y del cumplimiento con esta Norma (ISO/IEC 17025). Objetivos del monitoreo de la calidad del aire. lo que puede traducirse en datos de calidad discutible. el SMA debe asignarlo a un subcontratista competente.1. por ejemplo.8. 2. o activar los procedimientos de emergencia para prevenir o mitigar los episodios de contaminación. federales e internacionales deben considerarse en la definición de los objetivos generales.8. En términos generales el monitoreo de la calidad del aire se realiza con cualquiera de los siguientes objetivos (cuyo listado no es exhaustivo): o determinar el grado de cumplimiento con las normas de calidad del aire. cada organización puede definir los objetivos específicos con base en sus necesidades locales o regionales. 21 . Sin embargo. o diseñar estrategias de control a mediano y largo plazo. Durante esta etapa se deben tomar en cuenta las necesidades de los usuarios regulares así como de los usuarios potenciales. El primer paso en el diseño de un sistema de monitoreo es la definición de los objetivos generales. Estos objetivos deben estar escritos en un lenguaje sencillo y estar claramente definidos. El establecimiento de objetivos confusos o mal planteados resultará en programas ineficaces. o estimar el impacto en áreas rurales y alejadas de las zonas urbanas. el monitoreo deberá orientarse con cualquiera de los siguientes propósitos: o conocer las concentraciones máximas (valores pico) en el área cubierta por la red de monitoreo.. o desarrollo y validación de modelos y de sistemas de información geográfica.ej. o informar al público acerca de los niveles de contaminantes en la atmósfera. o evaluar el alcance del transporte regional de los contaminantes en áreas pobladas. o determinar el impacto en el ambiente y/o en la infraestructura urbana y el patrimonio histórico. o Del transporte y los usos del suelo. el tránsito vehicular y la planeación del uso de suelo). Los objetivos descritos en los párrafos anteriores indican la naturaleza de los datos que la red de monitoreo deberá colectar. o Desarrollo y evaluación de estrategias de control y reducción de la contaminación.o proveer una base de datos para hacer la gestión de la calidad del aire y con fines de investigación (p. relación con el transporte. o determinar el impacto de fuentes o categoría de fuentes en la contaminación del aire. Tomando en consideración el uso final de los datos. o Determinar efectos : o De la planeación urbana. o determinar las concentraciones de fondo en el aire ambiente. Una revisión detallada de éstos muestra que es difícil que un solo sitio pueda colocarse de manera que 22 . o determinar los impactos en la salud y la población expuesta. Hay numerosos factores que influyen en la comparabilidad de los 23 . Precisión se refiere al acercamiento del conjunto de valores obtenidos de mediciones idénticas de una magnitud.8. cada organización deberá determinar las prioridades de sus objetivos para seleccionar el sitio más representativo para el objetivo principal y asegurar que provea datos de calidad adecuada.1. que es un conjunto de actividades que confirman que las mediciones cumplen con normas de calidad apropiadas con un adecuado nivel de confianza. Se puede medir como el porciento de muestras válidas que en el caso de los trabajos desarrollados en la DGCENICA es de 75%.1.8. La comparabilidad de diferentes conjuntos de datos determina como se pueden usar colectivamente para apoyar en el proceso de toma de decisiones. 2. Cuando esto suceda. Exactitud se refiere a que tan cerca del valor real se encuentra el valor medido. 2. Los objetivos de calidad deben considerar los siguientes aspectos: 2. 2. La función del CC/AC no es la de alcanzar la calidad más alta en los datos.9.2. La comparabilidad (la calidad o estado de ser comparable) de los datos es una de las características que se emplean para describir su calidad.1. lo que sería una meta poco realista limitada por los recursos disponibles.cumpla con más de tres objetivos a la vez. La comparabilidad también se usa para medir la utilidad de los datos al usar técnicas de calidad analítica menos rigurosa.9. Es fundamental que se establezcan objetivos de monitoreo claros y realistas lo cual permitirá continuar con el siguiente paso que es la definición de los objetivos de calidad.1.3. Una parte esencial de cualquier sistema de monitoreo es el control y aseguramiento de la calidad (CC/AC).1. Objetivos de calidad de los datos. Compleción es la relación entre el número de muestras realmente obtenidas y el número que se pudo haber obtenido si se hubiera capturado el 100%.9. sino la de definir un conjunto de actividades que aseguran que las mediciones cumplen con objetivos de calidad diseñados especialmente para el programa de monitoreo.8. Medición de la precisión y la exactitud.8. Comparabilidad.9. capacidad de medición y 24 .9. Si el SMCA cuenta con un laboratorio de calibraciones debe asegurar que las calibraciones y mediciones hechas por el laboratorio sean trazables al SI. la condición de un proceso. o pueden ser patrones secundarios que sean patrones calibrados por otro instituto de metrología nacional (ISO/IEC 17025).8.5. 2. la variación de un parámetro en un punto de muestreo.9.1. El vínculo con las unidades del SI puede ser alcanzado por referencia a los patrones nacionales de medición.4. usualmente estándares nacionales o internacionales. Los materiales y equipos utilizados para la calibración de los analizadores.datos. Representatividad.8. Todas las mediciones realizadas en el SMCA deben ser trazables al Sistema Internacional de Unidades (SI). a través de una cadena continua de comparaciones todas con incertidumbres especificadas. muestreadores y monitores del SMA deben ser de precisión y exactitud certificada contra los patrones de referencia que son trazables a los estándares primarios nacionales (NAPS).La trazabilidad de los patrones e instrumentos de medición al SI se establece por medio de una cadena continua de calibraciones o comparaciones vinculándolas a los patrones primarios relevantes de las unidades de medición del SI. que son realizaciones primarias de las unidades del SI o representaciones acordadas de las unidades del SI basadas en constantes físicas fundamentales.1. o una condición ambiental. Los patrones nacionales de medición pueden ser patrones primarios. Cuando el SMCA utilice servicios de calibración externos debe asegurar la trazabilidad de la medición mediante el uso de servicios de calibración de laboratorios que puedan demostrar competencia. Trazabilidad es la propiedad del resultado de una medida o del valor de un estándar donde éste pueda estar relacionado con referencias especificadas. Calidad de representativo. 2. Se refiere al grado en el que los datos representan de manera exacta y precisa una característica de una población. Unos se deben a la recolección y manejo de las muestras y otros a los métodos analíticos usados. la operación. El proceso de definición de objetivos establece un lenguaje común compartido por los tomadores de decisiones y el personal técnico durante la discusión de los objetivos del 25 . Las actividades de calidad estarán presentes en todas las fases del monitoreo. operación. En estos casos se puede solicitar la acreditación formal del sistema. consultar la Norma Internacional ISO/IEC 17025 o su equivalente. Para mayor detalle. (en el Manual V). Dependiendo de la complejidad del sistema y de la exigencia de los objetivos de calidad es indispensable considerar dentro de los gastos un presupuesto de 20% al 50% del costo anual de operación para el programa de CC/AC. manejo de datos. (contenidos en el Manual IV). revisión y validación de datos. Con el propósito de asegurar el desempeño correcto del programa de monitoreo es necesaria la aplicación exitosa de cada componente del plan de calidad. capacitación. El CC/AC cubre todos los aspectos de la operación de una red de monitoreo: el diseño del sistema. auditorias (Manual VI) y capacitación. calibración. El control de calidad afecta directamente a la medición. Cuando se desea armonizar los planes de calidad en redes muy grandes o en sistemas que incluyen varias redes se puede establecer un sistema común para la gestión de la calidad. mientras que el aseguramiento de la calidad está relacionado con el proceso de prevención. De acuerdo con la Agencia de Protección del Ambiente de los Estados Unidos (US EPA. calibración. El primer paso en la gestión de la calidad es el diseño de un programa adecuado de calidad (WHO Europe 2002). mantenimiento. En el Manual 4 de Monitoreo Atmosférico se especifican los patrones utilizados por un SMA y la trazabilidad de éstos. la selección de sitios y de equipamiento.trazabilidad (ISO/IEC 17025). la Norma Mexicana NMX-EC17025-IMNC-1999. por sus siglas en inglés) el proceso para la definición de los objetivos de calidad consta de siete pasos (que se muestran a continuación) y que son usados para facilitar la planeación de la operación enfocando los esfuerzos del sistema en el uso final de los datos. El programa debe estar completamente documentado y su aplicación debe monitorearse de manera activa. provee un mecanismo para reducir el número de objetivos a los aspectos críticos relevantes. • Optimar el diseño del estudio. • Especificación de los límites de tolerancia en la decisión sobre errores. 26 los . • Identificación de las entradas para la decisión. Identifica la población de interés y sus características espaciales y temporales que son pertinentes para la toma de decisiones. provee una estructura lógica dentro de la cual se puede cumplir un proceso iterativo de guía. diseño y realimentación de manera eficiente.1.8. desarrollo de un modelo conceptual del riesgo ambiental a investigar y determinación de recursos disponibles. • Definición de los límites del estudio. En esta etapa se busca desarrollar un muestreo y análisis eficiente para generar datos que satisfagan los objetivos de calidad. A partir de la información obtenida en los pasos anteriores se establece una regla de decisiones que describa las condiciones bajo las cuales es posible tomar acciones alternativas. Especificar cuantitativamente las metas de desempeño para la selección entre dos acciones alternativas.10. Identifica la pregunta clave del problema por resolver y las acciones alternativas que deberán tomarse en función de la respuesta a la pregunta clave. • Identificación de la decisión.programa y la calidad de los datos. Identifica el tipo de información necesaria para resolver la decisión del paso anterior y las fuentes potenciales de información. Diseño de los objetivos de calidad de los datos. • Desarrollo de una regla de decisión. facilita el desarrollo de los objetivos y las limitaciones para optimar los planes de monitoreo. El proceso para el diseño de los objetivos de calidad es el siguiente: • Definición del problema. 2. De esta manera, el Aseguramiento de la Calidad incluye todas aquellas actividades planeadas e implantadas para asegurar la calidad de los datos que se generan. Éstas deben ser evidenciadas objetivamente, es decir, se deben documentar para demostrar el cumplimiento con este Manual. 2.8.2. Control de la Calidad. El Control de Calidad incluye las tareas relacionadas con el control durante la recolección de las muestras, manejo, análisis, revisión, verificación de datos y elaboración de reportes. Incluyen las calibraciones periódicas, las verificaciones rutinarias del servicio, las verificaciones mensuales de mantenimiento para control de calidad de instrumentos específicos y las verificaciones de muestreos y análisis de muestras duplicadas o enriquecidas. Además, el control de calidad se lleva también a las áreas de desempeño técnico operativo y se complementa con la revisión y validación de los datos generados y con auditorías técnicas al SMA. Las actividades de control de la calidad se aplican para asegurar que en los monitoreos atmosféricos las lecturas de la medición reflejen los valores de la calidad del aire y que éstas se mantengan dentro de los criterios de aceptación para el cumplimiento de los objetivos de calidad de datos. El control de calidad es correctivo al igual que proactivo, estableciendo técnicas para prevenir la generación de datos inaceptables y la política para la toma de acciones correctivas. 2.8.2.1. Selección y Ubicación de los Sitios de Monitoreo Atmosférico. La selección de los sitios del Sistema de Monitoreo debe hacerse mediante consulta y con asesoría del Gobierno Federal (Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales, SEMARNAT, ésta a través del Instituto Nacional de Ecología, INE y su Dirección General del Centro Nacional de Investigación y Capacitación Ambiental, DGCENICA, la Secretaría de Salud, SSA y la Secretaría de Desarrollo Social, SEDESOL) para cumplir con el objetivo de generar datos representativos de la calidad del aire del área geográfica de interés. Los sitios en el SMCA son seleccionados en base a los requisitos de distribución, ubicación, separación y escala espacial de 27 representatividad para representar los lugares donde la población realiza sus actividades cotidianas (Ver Manual 3). Dependiendo de los propósitos y las razones específicas se pueden monitorear algunos o todos los contaminantes criterio. Algunas estaciones son utilizadas por los gobiernos locales para el reporte del índice de la calidad del aire, otras para investigación, monitoreo de transporte de contaminantes a través de la atmósfera o para estudios especiales sobre problemas locales de contaminación del aire. La meta es proveer la mejor evaluación de la calidad del aire o de un problema de contaminación atmosférica para la población en general con la mayor eficiencia (NAPS). Si la estación no satisface todos los parámetros en los criterios de ubicación se debe documentar cuales son los que no lo hacen. 2.8.2.2. Instalación de estaciones de monitoreo y sistemas de muestreo. Un diseño apropiado para el sistema de muestreo en una estación de monitoreo es esencial para el aseguramiento de la calidad de los datos. Algunas de las características que pueden interferir con la integridad de la muestra de aire y la calidad de los datos resultantes son: • • • • • Estabilidad de la temperatura en la caseta; Ubicación de la toma de muestra; Diseño del múltiple; Largo y composición de las líneas de muestra; Composición de los filtros. Dentro de la documentación del sitio de monitoreo atmosférico se debe contar con los siguientes datos: • • • • • Identificación de la estación; Nombre y dirección de la estación; Ciudad, incluyendo delegación o municipio; Tipo de análisis y propietario; Descripción del sitio, incluyendo la escala de representatividad, espacio utilizado, elevación, altura promedio de construcción, 28 restricciones de flujo de aire, múltiple y estaciones meteorológicas más cercanas; • • • Influencias del sitio, incluyendo fuentes fijas de emisión localizadas y avenidas; Mapa del sitio o fotografía aérea; Fotografías de la entrada de muestra mostrando cada uno de los cuatro cuadrantes. Cada estación de monitoreo debe llevar los registros de las actividades realizadas en una bitácora de estación. Las especificaciones para la instalación de estaciones de monitoreo y sistemas de muestreo se encuentran detallados en el Manual 2 de Sistemas de Monitoreo de la Calidad del Aire. 2.8.2.3. Operación, Mantenimiento y Calibración de los Equipos de Muestreo y Monitoreo de las estaciones del Sistema de Monitoreo de la Calidad del Aire. La operación de las estaciones del Sistema es responsabilidad del gobierno local y debe ser supervisado por el encargado del SMA. Se debe realizar un programa de visitas al sitio para verificaciones de cero y span, calibraciones, mantenimiento preventivo, y documentación de los datos y registros. El SMA debe elaborar un programa para determinar los tiempos en los que se deben llevar a cabo las actividades establecidas en la Tabla 1.3. 2.8.2.3.1. Visitas a las estaciones de monitoreo. Uno de los principales propósitos de las visitas a las estaciones de monitoreo es verificar la adecuada operación de los analizadores y del sistema de adquisición de datos para asegurar que éstos estén completos y sean válidos. Otro propósito es verificar el ambiente y las condiciones de seguridad de la estación. Se recomienda realizar visitas regulares al menos cada semana para verificar la operación automática de los analizadores y también para verificar la toma de muestra. Las visitas deben realizarse 29 conforme lo indicado en la Tabla 1. Las actividades que se llevan a cabo deben documentarse en la bitácora de la estación. Tabla 1. Resumen de las actividades de las visitas al sitio de monitoreo Tareas Visita regular Verificación de cero y span Calibración multipunto de analizadores Mantenimiento preventivo Mantenimiento y Calibración de Muestreadores de Alto Volumen Auditorías internas al SMA Auditorías externas al SMA Encargado Operador de la estación Operador de la estación y técnicos de calibración Técnicos de calibración Frecuencia Semanal Semanal Bimestral; después de una reparación a algún analizador y cuando es instalado un analizador Al menos 3 veces al año 1 vez después de cada 15 muestreos, cambio de motor o cambio de carbones. Cada un mes Cada tres años Técnicos de laboratorio Operador de la estación y técnicos del laboratorio Agencia auditora o un técnico (auditor interno) que no sea el operador del sitio Auditores del INE/DGCENICA Es requisito que cada equipo del Sistema cuente con sus manuales de operación, mantenimiento y calibración para que el operador de la estación pueda consultarlos. La operación de los analizadores e instrumentos de muestreo y medición se debe realizar de acuerdo a los procedimientos descritos en sus manuales de operación y mantenimiento y a los procedimientos operativos (PO’s) del SMCA. En el Manual 4 de Monitoreo Atmosférico se encuentran descritos los principios de operación de analizadores y muestreadores de calidad del aire. Algunas de las actividades que deben realizarse en la visita a la estación de monitoreo son las siguientes: • Examinar las condiciones externas incluyendo la revisión de la entrada de la toma de muestra para ver si no presenta algún daño u obstrucción. Revisar periódicamente las características de la estación para detectar cualquier cambio o modificación; • Examinar el múltiple, las líneas de transferencia y los filtros de entrada para ver si hay acumulación de polvo y reemplazar o limpiar según se 30 requiera. Examinar los sellos en el sistema de muestreo, los lavadores y agentes desecadores y reemplazarlos si se requiere; • Hacer las verificaciones del cero y span a los analizadores. Registrar los valores de la gráfica de control. Observar si hay desviaciones anormales. Calibrar cuando algún instrumento se encuentre fuera de control; • Reconfigurar el sistema de transmisión de datos, si se requiere • Si la estación cuenta con cilindros de mezcla de gases para ajustes automáticos reemplazarlos cuando la presión sea menor a 1500 kPa (215 psig) y • Dar mantenimiento preventivo a los analizadores e instrumentos de acuerdo a lo señalado en los manuales de operación y mantenimiento de cada uno. 2.8.2.3.2. Verificación del cero y del span a analizadores Las verificaciones del cero y del span se usan para la observación del desempeño de los analizadores y la estabilidad de la calibración. Éstas deben realizarse al menos una vez a la semana para todos los analizadores de gases. Si algún analizador presenta una desviación mayor a ± 15% de los valores de control de la última calibración se requiere una calibración multipunto. Si algún equipo cuenta con verificación automática de cero y span, éstas deben programarse para que se lleven a cabo durante las primeras horas de la mañana, a menos que los niveles de contaminación en el sitio durante ese periodo sean significativos. El objetivo es reducir al mínimo la pérdida de datos significativos (NAPS). Deben seguirse los procedimientos de verificación de cero y span descritos en el manual de operación del analizador, los PO’s del SMA o el procedimiento descrito en el Manual 4 de Monitoreo Atmosférico. Cuando el analizador se encuentra fuera de los límites de control se debe calibrar, identificando, rectificando y documentando la causa. El tiempo para la calibración debe ser el mínimo posible para evitar la pérdida de datos. 2.8.2.3.3. Calibración multipunto a analizadores 31 La calibración de un analizador consiste en establecer la relación cuantitativa entre la concentración real del contaminante (entrada en ppm, ppb, g/m3, etc.) y la respuesta del analizador (lectura en la carta de registro, salida en volts o salida digital). Las calibraciones multipunto, junto con los datos de cero y span se usan en la evaluación del desempeño de los analizadores y el establecimiento de la validez de los datos. El SMCA debe realizar calibraciones multipunto a intervalos máximos de dos meses y cuando las variaciones del span sean mayores a ± 15%. La precisión de las calibraciones multipunto en laboratorio debe estar dentro de ± 4% (en el peor de los casos) usando estándares primarios (NAPS). Cada analizador debe ser calibrado apegándose a las condiciones de operación, conforme a procedimientos establecidos basados, tanto en las instrucciones específicas del manual de operación del equipo, como en las directrices generales provistas por las normas de referencia utilizadas las cuales comúnmente contienen criterios detallados de calibración. En el Manual 4 de Monitoreo Atmosférico se encuentra un procedimiento para la calibración multipunto. En general, los criterios para la realización de calibraciones multipunto a un analizador son los siguientes: • Cuando un analizador es instalado por primera vez, la calibración debe hacerse antes de comenzar la adquisición de datos; • Cada dos meses para todos los analizadores; • Cuando las variaciones de span exceden ± 15% o tres veces la variación estándar, en el caso de usar gráficos de control; • Para nuevos analizadores se recomienda calibrarlos por segunda ocasión después de un mes de operación en el sitio; • Después de mantenimiento y/o reparación de algún analizador. 2.8.2.3.4. Mantenimiento y calibración de muestreadores de alto volumen. En el caso de los muestreadores de alto volumen el mantenimiento y la calibración se llevan a cabo en el mismo periodo. Después de cada 15 32 La frecuencia puede aumentarse de acuerdo a las condiciones de contaminación que se presenten en el sitio de monitoreo.muestreos el SMA debe dar mantenimiento a los muestreadores de alto volumen. los muestreadores deben calibrarse con el kit de calibración de placas de orificio de acuerdo a las especificaciones establecidas en la NOM-035SEMARNAT-1993. Antes de realizar el primer muestreo después del mantenimiento.3.5. incluyendo listas de proveedores. 2.. 33 . En atmósferas muy severas el mantenimiento preventivo debe programarse con una frecuencia de 4 a 6 veces por año. El SMA puede dejar de programar el mantenimiento preventivo y/o correctivo a aquellos equipos de nueva adquisición que aún cuenten con la garantía del proveedor pero debe documentar los reportes que el proveedor elabore en la ejecución de cualquiera de los dos mantenimientos.8. Los programas de mantenimiento preventivo incluyen elementos tales como: • Inventario de equipo por organización o estación. centros de control y demás áreas que cuenten con equipos cuyo uso pueda afectar en la calidad de los datos. La frecuencia mínima establecida para el mantenimiento preventivo debe ser de tres veces por año para los equipos e instrumentos de las estaciones.2. También ayuda a prevenir el desgaste acelerado del equipo y reparaciones o adquisiciones extraordinarias que generen un costo adicional. Los muestreadores a los que se les haya realizado cambio de motor o de carbones deben calibrarse. Mantenimiento preventivo y correctivo Se debe dar mantenimiento preventivo a los equipos e instrumentos del SMA de la forma que se indica en sus manuales de operación y mantenimiento. • Listas de partes y refacciones por equipo. mejora la confianza del sistema y asiste en la identificación de algún problema potencial que puede solucionarse antes de que ocurra una falla. El mantenimiento preventivo aumenta la captura de datos. • Programas de Calibración. • Programas de sustitución de equipos. La validación puede hacerse en forma manual o por medio de sistemas de análisis de datos. • Resultados de calibraciones y ajustes realizados a los parámetros de operación. • Sitios y responsables de reparación por equipos. El mantenimiento correctivo se debe realizar cuando se presenten fallas en los equipos e instrumentos del SMA. • Cambio de la condición estacional y • Niveles de otros contaminantes durante el mismo periodo. • Contratos de Servicio. • Requisiciones y/o ordenes de compra. Se deben documentar todos los registros y reportes que se generen en la realización de cualquier tipo de mantenimiento. refacciones y equipos. En el Manual 4 de Monitoreo Atmosférico se especifican las características de los programas de mantenimiento. inspección y mantenimiento y formatos de ingreso de consumibles. 34 . Revisión y Validación de datos Antes de que los datos generados sean aceptados dentro de una base de datos.• Frecuencia de inspección / mantenimiento por equipo.8. • Registros mensuales de las actividades de prueba. el SMA debe validarlos y filtrar los datos erróneos. Cualquiera que sea el proceso de validación se requiere de un alto grado de juicio para aceptar o rechazar algún dato poco usual. Algunos de los factores a considerar en este proceso son: • Variación del cero y del span. • Cambio poco usuales de las condiciones climáticas. 2. • Registros sobre movimiento o cambio de ubicación de instrumentos. Este proceso de validación es importante para hacer máxima la integridad de los datos.4.2. • Historial del funcionamiento y servicios realizados al equipo. • Auditoría técnica de funcionamiento Se verifica la respuesta u otros parámetros críticos de operación de los equipos de muestreo. Incluye entrevistas de orden técnico con el personal responsable. en el comportamiento de los analizadores y en las condiciones locales del clima y de los contaminantes.Se recomienda una revisión manual diaria de todos los datos que sea realizada por un analista experimentado en la química de los contaminantes del aire. Tal programa establece el siguiente esquema: • Auditoría técnica del sistema Es una revisión de los aspectos técnicos del Programa del SMA. procesamiento de datos. elaboración de reportes. etc. recolección. como sistemas de medición. Esto permite que los datos que se generan sean comparables y se usen con confianza dentro de los programas de gestión de la calidad del aire. 2.5. • Auditoría de datos Se evalúan exhaustivamente los procedimientos que utiliza el SMA para recolectar. analizadores e instrumentos que funcionen como patrones de referencia del SMA. Auditorías técnicas al SMA El SMCA debe sujetar los Sistemas de Monitoreo Atmosférico al Procedimiento Federal de Auditoría para Sistemas de Monitoreo Atmosférico que se encuentra en el Manual VI. Incluye la revisión del sistema de muestreo de las estaciones. revisión de los PO’s.2. interpretar y reportar los datos de calidad del aire. manejo y análisis de muestras. 35 .8. instalaciones y documentación para el aseguramiento de la calidad. El SMCA debe implantar la metodología para la validación de datos que se establece en el Manual 5 de Monitoreo Atmosférico. 2. Report No. 3. (1997). AAQD 2004-1. tercera edición. National Air Pollution Surveillance Network (NAPS). EPA (1998). 3. Ediciones Castillo. INE-SEMARNAT (2003). 1997. Quality Assurance Handbook for Air Pollution Measurement Systems. Programa Nacional de Monitoreo Atmosférico. 2004. 3. CENICA. ISO. Office of Air Quality Planning and Standards. 3. ISO 9001:2000. Environmental Technology Centre. NMX-EC-17025-IMNC-2000. Sistemas de Gestión de Calidad – Requisitos. Quality Assurance and Quality Control Guidelines. 3. Environmental Technology Centre Analysis and Air Quality Division.4. Environment Canada.1. Quality Assurance and Quality Control Guidelines. Vol. En este caso el SMA debe turnar el reporte que resulte de la Auditoría Técnica al INE/DGCENICA para su seguimiento. Referencias.6. Requisitos Generales para la Competencia de los Laboratorios de Ensayo y de Calibración. Canada. Environment Canada. Decanini.Los criterios y metodologías de evaluación en las auditorías técnicas están especificados en el Manual 6 de Monitoreo Atmosférico. 1995. 2000.5. 2003. Canada. Alfredo E. 36 . Manual ISO-9000. PMD 95-8.3. Pollution Measurement Division. National Air Pollution Surveillance Network (NAPS). ISO/IEC 17025:1999. Ambient Air Quality Monitoring Program Quality System Development. Report Series No.7. August 1998. 3. Es recomendable que el SMA realice auditorías técnicas siguiendo estas metodologías para detectar necesidades de mejora y fuentes potenciales de no conformidades. 2000. EPA-454/R-98-004 . 3. Washington.II: Part 1. México. 3. 2000. Published by the Ministry for the Environment of New Zealand. 3.9. Good-practice guide for air quality monitoring and data management.8. ISBN 0-478-24005-2. NZ. Protection of Environment. 37 . December 2000. PART 58-AMBIENT AIR QUALITY SURVEILLANCE. Code of Federal Registers Title 40. CFR (2004).3. MANUAL 2 Sistemas de Monitoreo de la Calidad del Aire. 38 . 1. ÍNDICE 1. Introducción.2. Definiciones. Representatividad Espacial. Estaciones de monitoreo de la calidad del aire.1. 1.2. PM2. Calidad del Aire.1. 1. 1.1. 2. PM10. 1. O 3.1. 1. Movilidad.2.1.1.1. 1. Contaminantes No Criterio.1.5.2.3.2.1.1.2. 1.1. SO2.1. Clasificación por su origen. Contaminantes del Aire. 1. 2. Sistemas de Monitoreo de la Calidad del Aire.1. Contaminantes Primarios.3.1.1. 2.1. 1. NO2. Gases. Partículas.3. 2. 3. 2.1. 2.2. Componentes de un Sistema. Clasificación por su importancia.1. Plomo.1. 1. Técnicas de medición de la calidad del aire.1. PST.3.1. 1.3. 2.1. Fijas.1.1. 2. 2.2. Móviles 2.Sistemas de Monitoreo de la Calidad del Aire. Definición.1. 3.2. 2. 2. CO. Clasificaciones. 2. Contaminantes Secundarios. 39 .Contaminantes Criterio. Consideraciones generales para la instalación y operación de estaciones de monitoreo. Estaciones automáticas y mixtas. 2. Estaciones automáticas y mixtas.4. 2. Almacén de consumibles. 2. 2.1. 2.1.1.1.1. 40 .1. 3. 2.1.1.1. 2. Estaciones manuales.1. 2.1.2.7.1. Técnicas de medición de la calidad del aire. Sistemas de transmisión de datos.1. 2. 2.2.8. Taller de mantenimiento y reparación.1. partes y refacciones.2.3.4.2. Estaciones manuales. Tipo de instrumentos.8.1.5.7. 2. Codificación administrativa de las estaciones.1.1.6. 2.8. Laboratorios analíticos y de transferencia de estándares. Centro de Cómputo. 2.1.1.4.4.1. Tipo de instrumentos.1.1.6. Oficinas administrativas.5.1.1. Características estaciones de monitoreo de construcción y funcionales de las 2.1.1. Sus principales productos en cuanto a calidad del aire son las bases de datos. Un Sistema de Monitoreo de la Calidad del Aire es el conjunto organizado de recursos humanos. La infraestructura del sistema debe permitir el cumplimiento de los siguientes objetivos: evaluar la observancia de las normas de calidad del aire. por lo tanto. Dentro de sus actividades se encuentran la medición. El aire es una mezcla de gases en la que predominan el nitrógeno y el oxígeno. el funcionamiento adecuado de un sistema de monitoreo. verificar los efectos de las medidas de control en la contaminación atmosférica y promover la gestión ambiental para evitar el deterioro de la atmósfera debido a las actividades humanas. Sin embargo. conocer los niveles de contaminación prevalecientes en corto tiempo. registro y procesamiento de los datos de calidad del aire. 41 . técnicos y administrativos empleados para el monitoreo de la calidad del aire en una región dada. La calidad del aire se puede definir como el estado que guarda el aire ambiente respecto a la presencia de contaminantes potenciales. 1. el índice. Estos Sistemas deben responder en forma eficiente y confiable a los objetivos del monitoreo y a las necesidades de información establecidas por las normas federales y/o locales vigentes en materia de calidad del aire. informar a la población sobre los niveles de contaminación.Introducción. el bióxido de carbono y algunos gases nobles. así como los informes y el pronóstico de la contaminación atmosférica. También se define como la composición del aire respecto a las cantidades de contaminantes y por lo general se compara con normas en las que se marcan las concentraciones máximas aceptables de esos contaminantes. A continuación se presentan algunos conocimiento básicos sobre calidad del aire requeridos para comprender el comportamiento de los contaminantes en la atmósfera y.Calidad del Aire. Además contiene otros gases en proporciones menores. normalmente la composición del aire se ve alterada por otros compuestos que se conocen como contaminantes. como el vapor de agua. Definición. 1.2.1.1. ozono. Estos son los contaminantes que se emiten al aire directamente desde una fuente emisora.1.1. Contaminantes No Criterio. bióxido de azufre. Los contaminantes secundarios no son emitidos por ninguna fuente sino que se forman en el aire por reacciones entre contaminantes primarios y los componentes del aire.1. La importancia relativa de los contaminantes se debe tanto a la frecuencia con que se presentan en el aire ambiente como a las concentraciones en que se hallan. Contaminantes del Aire. Entre ellos destacan los gases con efecto invernadero y los contaminantes tóxicos. Los contaminantes criterio son: Monóxido de carbono.2.Contaminantes Criterio.1. bióxido de nitrógeno.1.2.1.1. 1. 1. el bióxido de azufre. Todos los demás contaminantes se consideran como no criterio. como el monóxido de carbono. Clasificación por su origen. El ejemplo más importante lo constituye el ozono.1. 42 . Estas sustancias pueden afectar la salud de plantas y animales (incluyendo al hombre) o bien pueden reducir la visibilidad. Las dos categorías básicas de contaminantes son la de contaminantes criterio y contaminantes no criterio. Éstos son los contaminantes sobre los que se tiene la mayor cantidad de información (plasmada originalmente en los llamados documentos criterio) y para los cuales se han establecido concentraciones límite (normas de calidad del aire) como línea divisoria entre una calidad de aire aceptable y una mala calidad.1. Clasificación por su importancia. es un contaminante del aire. 1. Contaminantes Secundarios. Toda sustancia que aparece en el aire y que no se encuentra normalmente ahí o que se halla a concentraciones mayores que las usuales. Contaminantes Primarios. Los contaminantes atmosféricos se generan en procesos naturales o en las actividades humanas. Clasificaciones. algunas partículas y el plomo. 1. las partículas (PST y PM10 ) y el plomo.1. Puesto que el carbón y el petróleo frecuentemente contienen compuestos de azufre su combustión también genera SO2. Entre otras fuentes están algunos procesos industriales. 1. y los calentadores de gas y de petróleo sin chimenea son fuentes importantes de CO en interiores. A altas concentraciones el CO as tóxico aún para gente sana pero puede afectar a los enfermos del corazón. 43 . más reconocido que en Londres cobró la vida de más de cuatro mil Su oxidación posterior. el cual. Las concentraciones más elevadas se encuentran en áreas con mucho tránsito. al constituir el efecto sinergístico personas. Bióxido de Azufre. Es un componente de los gases de escape de los vehículos automotores. es un gas incoloro e inodoro que se forma cuando un combustible que contiene carbono no se quema completamente. los materiales. 1. forman lluvia ácida. la quema de leña en hogares y fuentes naturales como incendios forestales. Sus efectos pueden ser letales. Es un contaminante típicamente urbano.2. El SO2 es producido por los volcanes y en varios procesos industriales. los bosques.2.2. por lo general en presencia de un catalizador (como el NO2 o algunos metales) forma ácido sulfúrico. En ciudades.1. Aunque las medidas de control (convertidores catalíticos) han reducido las emisiones unitarias de CO en los últimos veinte años el aumento correspondiente en el número de vehículos se ha duplicado. o CO.1. Monóxido de Carbono. también anula parte del beneficio en la reducción de las emisiones por las medidas de control. en particular cuando se halla en presencia de partículas. El olor de SO2 se describe como de “azufre quemado”.2. el humo de cigarillo. en la terminología de la contaminación del aire se conoce como bióxido de azufre. al menos en los Estados Unidos. H2SO4. de gas. entre el 85 y el 95 porciento de todas las emisiones provienen de los escapes de vehículos. Gases. Las estufas de leña. El monóxido de carbono. Su formula es SO2 y es el producto principal de la combustión de los compuestos de azufre. junto con el HNO3 y agua. Además. Ésta daña los cultivos. El SO2 es muy dañino para la salud humana causando problemas respiratorios y agravando males cardiacos y pulmonares ya existentes. Aunque el nombre correcto de este compuesto es anhídrido sulfuroso. También puede afectar el sistema nervioso central. el deterioro de los dispositivos de control y su eventual inhabilitación intencional. acidifica los suelos y el agua de lagos y ríos.2. en presencia de un exceso de oxígeno se oxida produciendo NO2. El ácido sulfúrico también se convierte en partículas sólidas (sulfatos) que reducen notablemente la visibilidad. 44 . las emisiones de NOx son muy importantes.3. lo que se manifiesta por el aumento de la temperatura y entonces los átomos de nitrógeno ya pueden reaccionar con el oxígeno dando. A temperatura ambiente. El NO2 es un gas tóxico e irritante de color marrón amarillento. El término óxido de nitrógeno puede referirse a alguno de los siguientes compuestos: NO (óxido nítrico). los óxidos de nitrógeno. Los lagos y los bosques de la península escandinava sufrieron por mucho tiempo los efectos de la contaminación originada en las grandes concentraciones industriales inglesas. La exposición a corto plazo en altos niveles causa daños en las células pulmonares mientras que la exposición a más largo plazo en niveles bajos puede causar cambios irreversibles en el tejido pulmonar similares a un enfisema. N2O (óxido nitroso) . Desde el punto de vista de la contaminación del aire sólo los dos primeros tienen importancia y sólo el bióxido (NO2) es un contaminante criterio. En áreas de mucho tránsito vehicular.los monumentos históricos (es bien conocido el deterioro que han sufrido las zonas arqueológicas mayas en el sur-sureste del país). óxido nítrico u óxido de nitrógeno NO es un gas incoloro y poco soluble en agua. como es el caso en las grandes ciudades. Se le considera un agente tóxico. Por lo general. tienen un solo átomo de nitrógeno y son generados en procesos de combustión (sobre todo a altas temperaturas). N2O4 (tetróxido de dinitrógeno) y N2O5 (pentóxido de dinitrógeno). pero éste se rompe cuando hay suficiente energía. Estos gases tienen en común que ambos son reactivos. NO el cual. sobre todo. El monóxido de nitrógeno. Afecta principalmente al sistema respiratorio. NO2 (bióxido de nitrógeno). El SO2 puede transportarse a grandes distancias por lo que sus efectos no están restringidos a la zona en la que se emite. También. son la mezcla de NO y NO2. 1. N2O3 (trióxido de dinitrógeno). el nitrógeno (N2) del aire no puede combinarse con el oxígeno debido a la gran estabilidad del triple enlace de su molécula. (NO2 y NO). NOx. Óxidos de nitrógeno. Esto significa que como los problemas asociados con NOx no se limitan a las áreas en donde son emitidos su control es mucho más efectivo si se considera desde un punto de vista regional. 1.4. Los óxidos de nitrógeno. También contribuye al calentamiento global. pueden ser sólidas o líquidas (gotitas). Las partículas de m no pueden mantenerse en suspensión y se depositan (partículas sedimentables). Su tamaño es muy variable. El ozono troposférico (el que está cercano al suelo y que es considerado malo) es un contaminante secundario que se forma en el aire a partir de complejas reacciones fotoquímicas en las que participan los óxidos de nitrógeno y los compuestos orgánicos volátiles en presencia de radiación solar. protege a la vida en la tierra.5) y del ácido nítrico. El ozono es un gas compuesto por tres átomos de oxígeno. NOx y otros contaminantes formados a partir de ellos también pueden ser transportados a grandes distancias siguiendo el patrón de vientos dominantes en la región. 45 . En todo lo que sigue. desde 0. La mayor importancia de los NOx deriva del hecho de que son precursores del ozono troposférico. Las partículas.Es el precursor de partículas de nitratos (PM2.01 hasta unos 100 diámetro mayor a 100 m.2. como “smog”. Al respirarlo se presenta una gran variedad de problemas como dolor en el pecho. El ozono daña severamente la salud de los seres vivos. ocurre naturalmente en la atmósfera a una altura entre unos 15 y 50 kilómetros formando una capa que. indebidamente. el ozono bueno. tos. al reaccionar con la porción ultravioleta de la radiación solar. Junto con una serie muy grande de compuestos forma parte de la “contaminación fotoquímica” también conocida. alterando así la calidad del aire. nos referiremos únicamente a las partículas que se mantienen en suspensión de manera más o menos permanente. 1. Ozono (O3). el enfisema y el asma. Partículas. también conocidas como aerosoles. Agrava la bronquitis.3. El ozono estratosférico. irritación de garganta y congestión. También daña la vegetación y algunos materiales como el caucho. Reduce la función pulmonar y puede dañar de manera permanente el tejido pulmonar. incendios forestales o rocío marino. Las PM2. éstas se encuentran cerca de las carreteras y en industrias polvosas y las 46 . las partículas antropogénicas constituyen alrededor del 10 porciento de todos los aerosoles en la atmósfera. “particulate matter”. también conocidas como PM por sus siglas en inglés. La composición química de las partículas es determinante en su grado de peligrosidad pero esto sólo cuando ya entran al organismo. contienen un gran número de componentes. según su origen: ácidos. suelos y polvo. todos los aerosoles absorben y dispersan la radiación solar y la radiación terrestre modificando el balance energético de la tierra. La EPA ha clasificado estas partículas en dos grupos: • partículas gruesas inhalables. sulfatos. La sal marina es el segundo aerosol en importancia por la cantidad emitida. Algunas ocurren naturalmente originándose en volcanes. Es su tamaño el que está ligado directamente a su potencial para causar problemas de salud.Las partículas pueden ser antropogénicas o naturales. Consiste sobre todo de cloruro de sodio. Una vez inhaladas. de magnesio. pasan a través de la nariz y la garganta y llegan hasta los pulmones. tales como la quema de combustibles fósiles. tormentas de polvo (tolvaneras).5 m.5 tienden a penetrar a las regiones del pulmón donde se efectúa el intercambio de gases y las partículas muy finas (< 100 nanómetros) pueden pasar a través de los pulmones afectando otros órganos. En general. Los polvos transportados por el viento generalmente están constituidos por óxidos minerales y otros materiales presentes en la corteza terrestre. las partículas pueden afectar el corazón y los pulmones y causar graves problemas de salud. Otro componente que se encuentra con frecuencia en las partículas es el carbón elemental (hollín) que es emitido directamente en las fuentes de combustión. La composición de las partículas depende de su origen. calcio y potasio originados en el rocío marino que también puede contener compuestos orgánicos. compuestos orgánicos. Considerando todas las emisiones globales. metales. cuyo diámetro es menor a 10 m pero mayor a 2. sulfatos y nitratos. también generan partículas. Es una de las especies más absorbentes de radiación. Las actividades humanas. Las partículas. Las partículas de diámetro igual o inferior a 10 m (PM10 ) son las que. por lo general. 3.2. El plomo es un metal que se encuentra tanto en forma natural en el ambiente como en productos manufacturados. Partículas con un diámetro máximo de 2.4. La principal fuente de plomo la constituían las emisiones vehiculares cuando se empleaba tetraetilo de plomo como agente antidetonante que se añadía a las gasolinas. Estas partículas también pueden ser monitoreadas (de manera realmente continua) con un monitor TEOM equipado con un dispositivo selectivo (impactador) de entrada. Estas partículas se pueden muestrear empleando un dispositivo selectivo de tamaño a bajo o alto volumen o pueden determinarse con un monitor TEOM equipado con un selector de entrada (impactador o ciclón). Éstas incluyen las partículas de todos tamaños que son capaces de mantenerse en suspensión y se muestrean por el método de altos volúmenes.5.3.3. Una vez que desapareció esa importante fuente los mayores niveles de plomo en el aire se encuentran cerca de las fundiciones de plomo.3. Para muestrear estas m en el partículas puede emplearse un muestreador de alto o de bajo volumen equipado con un cabezal adecuado selectivo de tamaño o bien algún impactador. 1. así como en algunas pinturas. También se encuentra en suelos y aguas contaminadas. Partículas con un diámetro máximo de 10 m o PM10.5 m o PM2. sólo permite el depósito de partículas de diámetro inferior a 100 filtro.1. El plomo afecta particularmente a los niños pequeños y a los bebés (saturnismo) quienes no sólo lo toman del sire sino también pueden ingerirlo en forma accidental a 47 . El muestreador empleado (muestreador de altos volúmenes) por su diseño. las partículas se clasifican en: 1.• partículas finas. de diámetro igual o inferior a 2. 1. algunos incineradores de basura y las fábricas de baterías de plomo.5 m que pueden emitirse directamente desde alguna fuente (como incendios forestales) o formarse en la atmósfera a partir de reacciones entre gases emitidos en plantas termoeléctricas. Plomo. industrias o automóviles. Partículas suspendidas totales o PST. 1. Dependiendo de su tamaño y su densidad. 2.1. las fuentes de contaminación y del tipo de contaminante o parámetro meteorológico que midan. Estaciones de monitoreo de la calidad del aire.1. las variaciones de un parámetro en un punto de muestreo o las condiciones de un proceso. de la meteorología. Cuando se deposita en suelos o está presente en el agua afecta a los animales y a los vegetales. técnicos y administrativos empleados para el monitoreo de la calidad del aire en una región dada. Los componentes funcionales y operativos básicos recomendados para integrarlo son los siguientes: 2. 2. Representatividad espacial.1. 2. 48 . de su entorno natural o urbano inmediato. Sistemas de monitoreo de la calidad del aire. Componentes de un Sistema de Monitoreo de la Calidad del Aire. La tabla 1.2 describe la clasificación por representatividad sugerida por la Agencia de Protección del Ambiente de los Estados Unidos.1. La escala de representatividad depende de la topografía del territorio. Se ha definido un sistema de monitoreo de la calidad del aire como el conjunto organizado de recursos humanos. Las estaciones de monitoreo atmosférico tienen una representatividad espacial característica dentro de la red monitoreo que está íntimamente ligada con los objetivos del monitoreo.1. La representatividad es un indicador a través del cual se refleja alguna característica de una población.través de suelos y pinturas.1. más limitados y específicos son los objetivos de muestreo. 100 a mil km Las mediciones caracterizan las condiciones de un área con dimensiones de varios cientos de kilómetros.2.Tabla 1. 500 m a 4 Las mediciones de esta categoría representan las condiciones en km una subregión urbana razonablemente homogénea con dimensiones de varios kilómetros. Las diferencias entre las mediciones a esta escala se deben a la presencia de áreas industriales grandes con procesos diversos o cerca de grandes zonas de construcción. Así. Igualmente ocurre con los contaminantes atmosféricos. Su empleo requiere una gran homogeneidad de las concentraciones de los contaminantes en el área. Los datos se pueden emplear para evaluar los modelos empleados para la evaluación de fuentes. el monóxido de carbono. Descripción de las escalas espaciales empleadas para el monitoreo. Estos sitios no son tomados en consideración generalmente para la evaluación del cumplimiento de normas y estándares. > mil km Son estaciones capaces de describir las concentraciones contaminantes o características de un territorio común muy amplio. Son estaciones donde se miden parámetros de interés global como pueden ser gases de efecto invernadero o los contaminantes tóxicos y persistentes Media Vecindari o Urbana Regional Nacional Global Entre más pequeña sea la escala de representatividad. Las mediciones se pueden emplear para el estudio de emisiones y sus zonas de influencia. 4 a100 km Estas mediciones se emplean para caracterizar las concentraciones de un contaminante en un área completamente metropolitana o rural. Los muestreos generalmente están orientados a fuentes y se emplean para determinar la contribución de las fuentes de emisión en la comunidad. El monitoreo refleja la mezcla de contaminantes de diferentes fuentes dentro de un complejo urbano. Los sitios se encuentran en edificios habitados o lugares donde el público puede estar expuesto a las concentraciones medidas. 100 a 500 m Las mediciones de este tipo son apropiadas para la evaluación de efectos de corto plazo en la salud pública. calles centrales que forman cañones estrechos o corredores con tráfico intenso. Estas mediciones no están dominadas por algún vecindario o fuente en particular. que es poco reactivo y se dispersa fácilmente puede medirse 49 . Los instrumentos o equipos de medición generalmente se ubican en puntos elevados lejos de industrias y avenidas transitadas. Los monitores se encuentran cerca de fuentes de emisión de bajo nivel. Escala Micro Distancia Característica ~10 a 100 m Áreas tales como. para medir el impacto de una fuente puntual es necesario utilizar escalas pequeñas mientras que para estimar los impactos sobre la salud pública es necesario tener estaciones con una escala de representatividad a nivel municipal o de ciudad. Las estaciones ubicadas en áreas rurales o naturales protegidas están orientadas a la detección de procesos de deterioro ecológico y paisajístico.2. 2.1. Movilidad. 2.1. la escala de representación debe ser de vecindario a regional.2. 2.1. Cuando se requiera detectar altos índices de contaminación que puedan poner en riesgo a uno o varios grupos sensibles de la población es necesario utilizar estaciones que tengan una representatividad de escala media o de vecindario.1.1. Estaciones Móviles.con niveles muy aceptables de representatividad en estaciones que van de la escala micro a urbana. Otra aplicación sería como auxiliares en caso de una falla en alguna estación fija o se utilizan cuando se presentan casos de emergencia atmosférica como puede ser la erupción de un volcán o un accidente de una planta industrial. Las estaciones se consideran fijas cuando los instrumentos de medición son colocados al interior de un inmueble de construcción permanente. Durante un estudio o campaña de monitoreo que pretenda evaluar el nivel basal. las estaciones localizadas en zonas urbanas y suburbanas incluyen la medición de parámetros de calidad del aire relacionados con la salud pública. por lo general. Como alternativa para mantener un buen Sistema de Monitoreo las redes de monitoreo atmosférico pueden apoyarse con datos meteorológicos obtenidos en el Sistema Nacional Meteorológico.1. 50 . la contaminación de fondo de un contaminante o la influencia de fenómenos urbanos extendidos. Por lo general. Se recomienda que ambos tipos de estaciones incorporen estaciones meteorológicas a efecto de constituir una base de datos que se complemente con los parámetros que influyen en la dispersión o en el estancamiento de los contaminantes. Estaciones Fijas. dependiente de la Comisión Nacional de Agua (CNA). Las estaciones móviles son casi siempre motorizadas o remolcables y se emplean.2.2.1. para campañas temporales de muestreo o están vinculadas a trabajos prospectivos o de investigación. 1. etc). el equipo de comunicación. Extintor Para extinguir incendios dentro de la caseta 51 . Ayuda a que el operador realice algunas actividades cómodamente (reparaciones. etc.1. preparación de muestras. se debe fijar a la pared con herraje metálico Permite determinar la presión del cuarto en el momento de calibrar los medidores utilizando el gas patrón. 3. estante Toma de muestra. Termómetro Escritorio y estante. Barómetro. Permite verificar la temperatura del cuarto en el momento de calibrar los medidores utilizando el gas patrón o para verificar si el acondicionamiento de aire trabaja correctamente.3 muestran las características principales que deben tener las estaciones de monitoreo respecto a su ubicación. el aire cero. Regulador Monitor de hidrógeno. se instalarán de acuerdo a su necesidad El estante para la locación de los analizadores. llenado de formatos.2.2 y 3. los accesorios o equipo periférico para su operación y las actividades para el mantenimiento de los instrumentos de medición que suelen ser bastante costosos.1 Accesorios o equipo periféricos para la operación de la estación de monitoreo Accesorios Sistema de acondicionado Uso (Aspectos a considerar) Aire Para mantener a temperatura interna de la estación entre18-20 ± 2 °C. gas Medidas contra necesidad.9. se debe tener cuidado con la dirección de la corriente de aire para evitar que ésta no dé directamente a los equipos de medición Medidas para gases tóxicos en caso necesario. el calibrador.) explosión del gas (Instalar según la Ventilador. Tabla 3. las tablas 3.1. computadora. además de que puede guardar algunos consumibles Protege a los instrumentos de descargas eléctricas que pueden dañar las tarjetas u otros accesorios. Es de un material especial para evitar reacciones ver tabla 3.5 Consideraciones generales para la instalación y operación de estaciones de monitoreo y equipos de medición Con el fin de estandarizar algunas actividades relacionadas con la localización y el mantenimiento de la caseta de monitoreo. Fuente de emisión fija (incinerador. cocina. En la orilla de un río se genera la corriente atmosférica descendente. El balance de cargas eléctricas. Seleccionar un sitio donde no se originen amontonamiento de basura por el viento ni por la corriente turbulenta. Realizar pruebas de fugas de los instrumentos periódicamente. Que no haya edificios ni árboles alrededor de la estación. Verificar los parámetros de operación de los instrumentos al menos cada 15 días. Que no sea afectada por la destrucción o inundación ocasionada por desastres naturales como un huracán.2 Criterios para el mantenimiento de los instrumentos de medición 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Reducir al mínimo la variación tanto del voltaje en la fuente de energía como de la frecuencia Instalar los instrumentos de medición en forma horizontal para evitar su inclinación Reducir la vibración proveniente del exterior de la estación de monitoreo Reducir al mínimo la obsolescencia por causas climatológicas (a prueba de intemperie) Facilitar que el personal a realice con seguridad las labores de mantenimiento y revisión Reducir al mínimo la generación de polvo y de gases corrosivos así como de humedad en la caseta de medición Evitar que los instrumentos de medición entren en contacto directo con la lluvia. etc. Las tablas1. el valor de consumo de energía por fase debe ser menor a 25 Amperes. se producen vientos locales. Talar o podar los árboles para evitar la absorción de los gases a medir por las ramas u hojas a fin de que no se reduzcan las concentraciones de los componentes en la toma de aire. En la cima de un monte. collado o valle.1.) Será necesario guardar una determinada distancia desde las calles. Estas condiciones deben ser las mismas al momento de la calibración. orificio de succión y emisión. Que sea mínima la dispersión de polvo fino proveniente de calles de gravilla o tierras de cultivo.1.Tabla 3. basurero. Tabla 1. estacionamiento. 1. Seleccionar la zona donde la corriente atmosférica no afecte en gran medida aun en el caso de un área urbana con edificios altos y medianos. Mantener limpias las conexiones y la toma de muestra.. laboratorio químico. Mantener la temperatura de la caseta entre 12 y 18 °C. fuente de vibración. volcán. Que no afecte de manera importante alguna fuente específica de emisión. 1 Evitar condiciones topográficas y meteorológicas peculiares. establo. torre de enfriamiento. Que el sitio donde se va a ubicar la estación de monitoreo cuente con buen drenaje. aguas termales. chimenea de caldera. Conectar los instrumentos a tierra El valor proporcionado por el medidordebe ser menor a 15 ohms para las tierras eléctricas y de 7 ohms para las tierras electrónicas. 2 3 4 5 52 . gasolinería.3 muestran los criterios para las casetas de monitoreo atmosférico clasificadas por objetivos de monitoreo. Criterios para colocar estaciones de monitoreo multipropósito. sanitario. esto es.2 y 1. Que no sea afectado por actos de vandalismo. 1. (concreto.2. En cuanto a los demás aspectos se harán las mismas consideraciones que en el caso de las estaciones de monitoreo atmosférico general. Características de construcción y funcionales de las estaciones de monitoreo Una estación o caseta de monitoreo es una infraestructura que permite mantener y operar los equipos de medición. Criterios para colocar estaciones de monitoreo orientadas a fuentes vehiculares 1 2 3 4 Dentro de una zona donde se desarrollen muchas actividades porque puede quedar considerablemente afectada por los gases de los escapes.7 muestra los acabados mínimos para una estación de monitoreo. puertas y piso además de otros que brinden seguridad a los técnicos. Que no sea afectada de manera importante por fuentes específicas de emisión. Que no sea afectada por destrucciones o inundaciones ocasionada por los desastres naturales como huracanes o sismos. Que el sitio donde se va a ubicar la estación de monitoreo tenga buen drenaje. Están hechas con diferentes materiales de construcción .Criterios para colocar estaciones de monitoreo de fondo 1 2 3 4 Tomar en consideración el impacto que se podría causar en el ecosistema del alrededor.3. ladrillo o madera) resistentes y aislantes que permiten el resguardo de los instrumentos. Que no haya edificios ni árboles muy cercanos a la estación de monitoreo. (Si se acumula basura por el viento o por corrientes turbulentas los gases a medir son absorbidos por las hojas y las ramas). A menos de 10 metros desde la orilla de la calle (a menos de 20m aun cuando sea difícil conseguir el terreno). 2. La tabla 3. 53 . Tabla 1. Durante su construcción se deben considerar los acabados generales como son instalación eléctrica.Tabla 1.9. En el caso de calles elevadas se pueden registrar concentraciones bajas justo debajo de ellas por lo que se deberá dejar una distancia apropiada.1. así como la parte posterior del rack y las diversas conexiones. Según el caso.Tabla 1. Escalera azotea Orificio de inducción Introducir al interior de la estación los cables de señales desde de los cables de los sensores meteorológicos o cables de fuentes de energía fuentes de energía y eléctrica comercial instalados en la azotea cables meteorológicos Gato horizontal (solo Ajustar horizontalmente la estación de monitoreo. Debe contar con chapa de seguridad para evitar robos o entrada de extraños.4 Acabados mínimos para las estaciones de monitoreo Accesorios Instalación eléctrica Uso (Aspectos a considerar) Esta debe ser de tres fases para tener un adecuado balance de las cargas eléctricas requeridas por los diferentes instrumentos (equipos automáticos. (Instalar de para estaciones acuerdo a la necesidad) móviles) Anclas para tensores Barandal Para fijar la torre meteorológica En caso necesario para el acceso a la caseta y cuando se tengan equipos de monitoreo en la azotea de la estación Las estaciones deben tener espacio suficiente para que los técnicos realicen de manera adecuada las actividades de mantenimiento e inspección de los equipos. Puede ser de tipo marino siempre y cuando no sea muy alta. Instalar cerca de las fuentes de energía y de los medidores meteorológicos. Puerta La puerta debe poder evitar el paso de polvo o de animales pequeños. 54 .. Se debe contar con un espacio para colocar los cilindros de gases y un área para el almacenamiento de manuales.) La distribución de las lámparas debe permitir al operador ver la información de las carátulas de los instrumentos y los paneles de control. La figura 3. manuales. procedimientos y otra documentación. Iluminación Pararrayos Tomas de agua y drenaje. Debe tener iluminación en la parte exterior. de comunicación y periféricos. puede ser necesaria una iluminación a prueba de explosión.2 muestra un arreglo típico para una estación de monitoreo. hacia la Permite el acceso a los equipos instalados en la azotea. La caracterización temporal se asegura con la selección de la técnica y.1.Técnicas de medición de la calidad del aire. por lo tanto.1.Arreglo recomendable para una estación de monitoreo.1.7. El diseño debe considerar la optimación de la cobertura espacial y temporal dentro de las limitaciones del presupuesto. 2.Figura 1. AREA DE Toma de Muestra AREA ADMINISTRATIVA Aire Acondicionado Control de AREA DE INSTRUMENTOS DE MEDICION El tamaño de la caseta de monitoreo dependerá de la instrumentación.8 muestra el tamaño y peso aproximado de los instrumentos y accesorios que deben considerarse. equipo y accesorios para realizar las actividades de operación. Los instrumentos de medición se deben colocar por lo menos a 80 cm de la pared para poder realizar las diferentes actividades. La cobertura espacial se asegura con la selección adecuada de los sitios. consumibles. El monitoreo debe ser capaz de proporcionar una caracterización espacial y temporal de los contaminantes. La mayor parte de las metodologías 55 . La tabla 3. del equipo. mantenimiento e inspección El área recomendada es de 7 a 15 m2. es importante hacer notar que los métodos en los que se recolectan muestras físicas tienen la ventaja de permitir la especiación química lo que es de particular importancia en el monitoreo de partículas y en el de compuestos tóxicos. Siempre se deberá elegir la técnica más sencilla que sea capaz de realizar el trabajo. Tabla 1..S. Una regla general para la compra de equipo es la de adquirir métodos cuyo desempeño haya sido demostrado por otros o que sean de aceptación colectiva. como estudios de saturación o determinación de líneas de base. Muchas actividades pueden realizarse con estos equipos que tienen un costo relativamente bajo.actuales permite obtener información con una representación temporal adecuada con equipos automáticos o semiautomáticos. 1998. En la práctica se recomienda el uso combinado de muestreadores con analizadores automáticos lo que permite establecer un programa de monitoreo versátil y de bajo costo (Tabla 1.5. La adquisición de equipo complejo o propenso a fallas puede derivar en un desempeño limitado de la red y en un gasto innecesario de dinero. Técnicas de medición de la calidad de aire. Los analizadores automáticos son caros y no siempre su costo se ve reflejado en los resultados. Esto será de gran ayuda cuando existan restricciones presupuestales. 1997) Nunca se deben menospreciar los muestreadores solamente porque hay métodos con tecnologías más refinadas. (Eiseman. U. EPA 1997.1). Por otra parte. 56 . Es recomendable que se elijan los métodos más simples siempre y cuando cumplan con los objetivos de monitoreo. Las metodologías de monitoreo del aire pueden dividirse en dos tipos principales: muestreadores activos y analizadores automáticos. Martínez y Romieu. al transporte y a los análisis de laboratorio. Tipo de instrumentos. remotos. Los instrumentos utilizados en la operación rutinaria y para fines de reporte oficial no pueden ser equipos de carácter experimental o prototipos comerciales que no hayan sido aprobados o autorizados mediante un procedimiento oficial documentado por las autoridades mexicanas u organismos internacionales encargados de la política ambiental. Requieren trabajo de laboratorio para el análisis.1. semi-automáticos y manuales para medir los parámetros de calidad del aire.6. Altos costos de operación Muy complejos y costosos Sensores remotos Proporcionan información a lo largo de una trayectoria Útiles en la evaluación de fuentes Mediciones multicomponentes 2. * Muestreadores activos Relativo bajo costo Operación sencilla Buen desempeño Confiables Analizadores automáticos Aprobados Excelente desempeño Datos horarios Información en línea Complejos Se requiere experiencia y entrenamiento para su operación.1. Las estaciones de monitoreo atmosférico pueden estar equipadas con instrumentos automáticos. es usual que en las estaciones de monitoreo se cuente con instrumentos meteorológicos. Éstos deberán ser dictaminados desde el punto de vista técnico por el Servicio Meteorológico 57 . El Centro Nacional de Metrología es la entidad gubernamental indicada para validar la utilización de instrumentos de medición que se encuentren en este supuesto.Método Ventajas Desventajas Muestreadores pasivos Bajo costo Sencillos Útiles en estudios de saturación o de línea base Sin aprobación para algunos contaminantes Proveen información de promedios mensuales o semanales La EPA ha encontrado que estos métodos pueden ser los más caros debido a los costos de preparación de los medios de muestreo. Sólo dan promedios diarios. Además de los equipos de medición de la calidad del aire. 2. en estas estaciones se lleva a cabo el muestreo de los contaminantes y la muestra es trasladada posteriormente a un laboratorio para su análisis. esto es. 2.1. Cabe resaltar que las estaciones también pueden clasificarse por objetivos. En las primeras estaciones manuales se muestreaban varios contaminantes (bióxido de azufre.6. en la práctica se recomienda el uso combinado de muestreadores (de partículas) con analizadores automáticos (de gases) por lo que prácticamente no existen estaciones puramente manuales ni puramente automáticas predominando las estaciones mixtas.Nacional. El muestreo intermitente se emplea para evaluar patrones diurnos/nocturnos o patrones con una componente temporal de corto. los datos meteorológicos obtenidos en los sistemas de monitoreo atmosférico deben compartirse o intercambiarse con este organismo de acuerdo a las atribuciones que le confiere el Reglamento Interno de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales en su artículo 59. perteneciente a la CNA. de acuerdo con la finalidad del monitoreo que vayan a efectuar. los analizadores automáticos de gases constituyen los únicos métodos aceptados y sólo las partículas (PST y PM10) se miden generalmente por métodos manuales.1.1. Sistemas de transmisión y almacenamiento de datos. En principio. Como ya se comentó. 24 horas) pero están limitados en la resolución temporal.1.6. Normalmente. oxidantes y partículas suspendidas totales) ya que la mayor parte de las técnicas existentes eran relativamente sencillas (y las más baratas). mediano o largo plazo. 2.ej. Estaciones automáticas y mixtas. En la actualidad. La distribución física de las estaciones de monitoreo requiere de un sistema adecuado que permita la adquisición y transmisión continua o en tiempo real de la información de 58 . La toma de muestra es un componente fundamental en el sistema de monitoreo de la estación ya que de ella depende la exactitud y la precisión de las mediciones y para que la medición sea confiable se requiere que la muestra se transfiera inalterada al laboratorio. Las mediciones realizadas con métodos de integración producen información de un período total de exposición (p. Esta clasificación se presenta en el Manual III.2.1.2. Estaciones manuales.1. Es importante mantener un respaldo de la información en el sitio. medios ópticos o memoria flash). etc. esto para facilitar su manejo. Por su importancia. telnet. en medios electrónicos o gráficos. en especial cuando se trate de equipos de cómputo (servidores de datos) cuyas especificaciones de fabricante así lo indiquen. Sin embargo. control y registro de entrada y salida de equipo de computo. Adicionalmenteal equipo de adquisición de datos es necesario tomar en cuenta la instalación de los periféricos compatibles con el método de transmisión de datos seleccionado.). La captura de la información de los analizadores automáticos se puede realizar de manera directa en la memoria del instrumento o a través de un equipo externo que solicite al instrumento la información por vía analógica o digital y la deposite en un medio de almacenamiento (gráficas. la información de ambos. La información almacenada en la estación puede ser solicitada y transmitida de manera remota desde una computadora central. 2. sensores y analizadores se concentre en un mismo sistema de acopio y recolección de datos. disco o cinta magnética. los Centros de Cómputo deben contar con sistemas de seguridad y respaldo que garanticen una operación ininterrumpida y protejan la integridad física de los equipos de almacenamiento de la información.3. La transmisión puede realizarse por vía telefónica u otro protocolo de comunicación (Internet. Los sistemas mínimos de seguridad con que deben contar los Centros de Cómputo son: control y registro de acceso de personal.calidad del aire. como puede ser el aire acondicionado. Centro de Cómputo El Centro de Cómputo es el espacio donde se concentra. Los costos de transmisión de datos dependerán del proveedor local del servicio y tienen que ser tomados en cuenta como parte de la operación de las estaciones. sistema contra incendios y 59 . control ambiental interno. administra y difunde la información de la calidad del aire y se registra el estado de operación de las redes/ estaciones de medición.1. es recomendable que si se dispone de datos meteorológicos. que permita la recuperación de la información en caso de falla en la transmisión o falla de la computadora central. planta de respaldo de energía eléctrica. podrán incluir laboratorios analíticos y de transferencia de estándares como parte de su infraestructura o bien contar con servicios externos subcontratados. deben de tener programas originales con licencias y garantías expedidas de acuerdo a la legislación vigente. Asimismo. 2. Laboratorios analíticos y de transferencia de estándares Los Sistemas de Medición de la Calidad del Aire generan datos de calidad del aire y de condiciones meteorológicas a partir de métodos de prueba normalizados (nacionales o extranjeros) por lo que su operación general es muy similar a la de un laboratorio de ensayo desde el punto de vista de la Ley Federal de Metrología y Normalización (LFMN).unidades automáticas de respaldo. validarlos y procesarlos para efecto de reporte y constitución de bases de datos. impresoras. deben estar adecuadamente señalizados según su función. almacenarlos.1.5. Los equipos de cómputo deben contar con el soporte técnico del fabricante.4. Igualmente. el espacio para su ubicación debe ser señalizado y lo suficientemente amplio y ergonómicamente dispuesto como para que los operarios puedan emplearlos con comodidad sin dificultad o riesgo de daño a su salud y seguridad. teléfonos y bocinas que sean utilizados para recibir datos. Para el cumplimiento de los objetivos del PNMA el personal técnico y administrativo debe estar calificado para el desempeño adecuado de sus actividades. EMA) tomando como base la NMX-EC-17025-IMNC-2000 (equivalente a la ISO-IS17025:1999) referente a los “Requisitos Generales para la competencia de los laboratorios de ensayo y de calibración”. Oficinas administrativas. Las computadoras y equipos periféricos como pantallas. En ambos casos deberán acreditarse para demostrar su aptitud técnica en los procedimientos para la determinación del contaminantes criterio y parámetros meteorológicos ante la instancia de acreditación que cumple con la Ley Federal de Metrología y Normalización (la Entidad Mexicana de Acreditación. lectores ópticos. 2.1. De esta manera. Asimismo deberán estar sujetos a un programa de actualización y capacitación permanente como 60 . Las brigadas operativas y de mantenimiento deben contar con vehículos automotores para su desplazamiento y con sistemas de comunicación remota como teléfonos celulares. La infraestructura utilizada deberá ser la adecuada para el desempeño de las actividades del personal. espacios amplios.1. contar equipo de última tecnología. labores de limpieza y calibración de equipos fuera de las estaciones de monitoreo. los uniformes de los operarios o la página de Internet del sistema. Los SIMCA deberán contar con un Taller de Mantenimiento propio o bajo convenio o contrato directo o de garantía para realizar reparaciones. ventilados e iluminados. partes. La imagen oficial del sistema debe ser propia y fácilmente reconocible por la población.7. procesamiento y análisis de datos y difusión de los mismo. captura.6. Almacén de consumibles. La administración adecuada del almacén ayudará a evitar el paro de las estaciones o de los instrumentos de medición. refacciones y equipos de reposición de los instrumentos utilizados que permitan la operación ininterrumpida de las estaciones/redes. los medios de comunicación y los distintos organismos del gobierno.parte integral del Sistema de Gestión de Calidad. Todos estos equipos deben mantenerse en buenas condiciones de operación para la atención rutinaria o de contingencia de las estaciones de monitoreo. Es indispensable que el SMA tenga un logotipo oficial que se use en la papelería. entre otras. Codificación administrativa de las estaciones. Taller de mantenimiento y reparación. partes y refacciones. las unidades móviles. radio localizadores o radios. Debe tener características ergonómicas y de fácil manejo. 2. La administración y operación de los SMA deben estar domiciliadas dentro de la cuenca o parcela atmosférica de que se trate evitando con esto que la atención a las estaciones se vea entorpecida y encarecida por la lejanía. las casetas. El equipamiento y las herramientas utilizadas deberán ser suficientes para el desarrollo de las actividades del personal. pruebas de funcionamiento. equipos y herramientas deberán ser las adecuadas para el desarrollo de las tareas de monitoreo. 3. Se debe contar con un almacén de consumibles. 61 .1. además los instrumentos. 2. 5 Las estaciones de monitoreo se clasifican conforme al SINAICA. Tabla 1. Las especificaciones de esta tabla no incluyen las posibilidades de cobertura espacial que tienen los métodos de percepción remota de monitoreo atmosférico ni los instrumentos ópticos de medición de trayectoria (LIDAR. El objetivo de esta codificación es el de lograr la homogenización de las claves de cada estación identificando su entorno inmediato y su función de acuerdo a su representatividad espacial e importancia territorial en la Gestión de la Calidad del Aire del país.3 sugiere el tipo de contaminante a monitorear en función de las diferentes escalas de representatividad y al tipo de alcance.Para los propósitos del PNMA se establece una clasificación de las estaciones de monitoreo que integran las diferentes redes locales.3 Relación entre posibles escalas de representatividad y parámetros a monitorear1 Estaciones de Cuenca o Locales Escala Micro escala Media de vecindario Media Municipal Ciudad (Urbana) Regional Modificado: EPA (1998). DOAS.5 SO2 Estaciones de interés Nacional CO O3 NO2 Pb PST PM10 PM2.4 se muestra como ejemplo de clasificación el de la estación Merced (MER) de la Zona Metropolitana del Valle de México. SO2 CO O3 NO2 Pb PST PM10 PM2.). En la tabla 1. La tabla 1. 62 . El nombre de la estación está compuesto por nueve caracteres numéricos permanentes y únicos. local o nacional. Las especificaciones de esta tabla incluye solamente contaminantes normados y que son monitoreados o muestreados por métodos de medición aprobados por el INE. La estación se localiza en la delegación Venustiano Carranza en el Distrito Federal. Dará inicio con el 01 hasta el 89 y para las unidades móviles se destinarán los números del 90 al 99. Estación 01 (2 dígitos) * Las claves son a las que hace referencia el Instituto Nacional de Estadística.4. La tercera al tipo de red de monitoreo y la cuarta columna al número de la estación. Las claves para denominar a la entidad federal. La segunda columna se refiere a a la clave del municipio o delegación de la entidad federal. Clave SINAICA para el nombre de la estación Merced de la Zona Metropolitana del Valle de México.Tabla 1. Para las Unidades Móviles en la segunda columna se escribirá “000” ya que no están asignadas a un municipio o delegación específica. MAN y MET El número de estación se establecerá de acuerdo a la cantidad de estaciones de monitoreo localizadas en un municipio o delegación. Las Unidades Móviles destinadas al monitoreo de la calidad del aire son consideradas como estaciones de monitoreo atmosférico por lo que se clasifican de igual forma. Geografía e Informática (INEGI). La “tipo de estación” se refiere a su equipamiento: 01:Instrumentos de operación automática para gases y partículas (AUT) 02: Equipo de operación manual de partículas (MAN) 03: Sensores meteorológicos (MET) 04: AUT y MAN 05: AUT y MET 06: MAN y MET 07: AUT. Clave de la Entidad* 09 (2 dígitos) Clave del Municipio o Delegación* 016 (3 dígitos) Tipo de Estación 07 (2 dígitos) No. al municipio y/o delegación se muestran en el anexo A. Geografía e Informática (INEGI) La primera columna corresponde a la denominación administrativa o entidad federal establecidas por el Instituto Nacional de Estadística. Para clasificar a las estaciones de monitoreo de acuerdo a su importancia territorial y tipo de entorno se considerará el objetivo del monitoreo y las características del entorno 63 . Tabla 1. Clave SINAICA de la estación Merced de la Zona Metropolitana del Valle de México de acuerdo a su importancia territorial Nombre de la estación 090160701 Nivel de representatividad N Clasificación del entorno MH La clasificación para designar las áreas geográficas que empleará el Programa Nacional de Monitoreo Atmosférico será la misma que se está instrumentando actualmente en el SINAICA.6. Las áreas y su clave se indican en la Tabla 1. La primera corresponde al nivel de representatividad de la estación y la segunda al entorno que tiene (Tabla 1.6 Denominación de Áreas Geográficas Área Geográfica Zona Metropolitana del Valle de México Zona Metropolitana de la Ciudad de Guadalajara Zona Metropolitana de Monterrey Zona Metropolitana de la Ciudad de Toluca Zona Metropolitana de la Ciudad de Puebla Conurbación del Bajío Guanajuatense León-Salamanca-IrapuatoCelaya Ciudad Juárez Ciudades de la Frontera Baja Californiana Tijuana-Rosarito-TecateMexicali Conurbación de la Comarca Lagunera Torreón-Gómez Palacio Ciudad de Zacatecas Ciudad de Aguascalientes Conurbación del Valle de Cuernavaca Conurbación de la Ciudad de Villahermosa Clave ZMVM ZMGD ZMTY ZMCT ZMCP ZCBG ZFCJ ZFTM ZCCL CZAC CAGS CDVC CCVH 64 .de cada una de las estaciones.5). La clasificación está compuesta por tres letras que se añaden en columnas separadas al nombre de la estación. deberán basarse en el diseño original del sistema de monitoreo atmosférico y tomar en consideración los criterios y especificaciones técnicas incluidas en estos documentos. adquisición de datos.La representatividad de cada estación dependerá del objetivo del monitoreo y las características del entorno. locales o parcela atmosférica. a través del Instituto Nacional de Ecología. • Que sean estaciones ubicadas en áreas estratégicas para el desarrollo nacional. En el caso de las estaciones de interés nacional. la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales. Para ello. 65 . mantenimiento y calibración de los instrumentos. manejo de información. terrestre o marítima donde hayan núcleos de población importantes o especies de flora u fauna silvestre en peligro de extinción. su valor cultural o su valor paisajístico. La tabla 1. ya sea por su relevancia productiva. definirá cuales son las estaciones seleccionadas de acuerdo con los siguientes criterios: • Que sean estaciones representativas de una cuenca o parcela atmosférica donde habiten más de 200 mil habitantes • • Que sean estaciones con una escala urbana o regional Que sean estaciones ubicadas en una zona fronteriza.7 muestra la clasificación de las estaciones por su representatividad. • • Que su representatividad esté científica y técnicamente documentada Que evalúen la totalidad de los contaminantes normados por la Secretaría de Salud para protección de la salud de la población • Que midan parámetros meteorológicos: dirección y velocidad de viento y los gradientes de temperatura • Que operen de forma ininterrumpida. Los operadores de los SMA deberán definir cuales son las estaciones representativas de la cuenca. de acuerdo con el Plan Nacional de Desarrollo. sin exceder una pérdida total de datos del 25% durante año • Que cumplan con un programa de aseguramiento y control de calidad en las actividades de operación. Asimismo. a formar recursos humanos y técnicos para su operación y adecuado mantenimiento. Tabla 1.Para asegurar la operación de las estaciones de monitoreo de interés nacional. y pueden monitorear uno o más de los contaminantes criterio primarios. Cuenca Atmosférica C1 Local L 66 . El Instituto Nacional de Ecología establecerá convenios específicos de apoyo. el cual tendrá que ser evaluado y autorizado por la autoridad ambiental federal correspondiente. midiendo la totalidad de los contaminantes criterio y los parámetros meteorológicos. en una parcela atmosférica determinada. Incluye a uno o más municipios del mismo estado o de estados diferentes y pueden monitorear a uno o más de los contaminantes criterio. Estaciones de monitoreo atmosférico cuya representatividad territorial esta determinada por los límites geo-espaciales de una cuenca atmosférica. deben de operar de manera ininterrumpida. coadyuvará con las autoridades locales a conseguir los recursos económicos. Nivel de Representatividad o Importancia Territorial Nacional Clave N Características Estaciones de monitoreo atmosférico seleccionadas para representar al país a nivel estadístico. ubicar esquemas de financiamiento. la reubicación deberá realizarse sin afectar su representatividad y para ello la administración del SMA a la que pertenezca deberá realizar un estudio de caracterización comparativa entre el nuevo sitio de muestreo y el actual.7 Clasificación de Estaciones por Representatividad de acuerdo al INE. Son sistemas o estaciones que representan sólo condiciones locales o micro-espaciales de calidad del aire. Cuando alguna estación de interés nacional deba ser reubicada por causas de fuerza mayor. de servicio y de infraestructura. etc.8 Clasificación por Entorno Tipo de estación Urbana Industrial Habitacional (1) Servicios Mixto Habitacional Rural Área Natural Protegida Ecosistema natural Ecosistema productivo inducido (agrícola. desérticos. Bibliografía 67 . (2) La clave RN deberá asignarse a ecosistemas naturales NO productivos y en buen estado de conservación. entre otros. como podrían ser los ecosistemas marinos. de alta montaña. Espacio geográfico donde una masa estratificada de aire puede circular libre. Tabla 1.) 1 Clave UI UH US UMH RA RN (2) RP Características Se ubica dentro de los límites de un área urbana y sus alrededores presentan un uso predominante de suelo Se ubica en espacios no urbanizados cuyo uso de suelo puede variar desde productivo hasta de conservación Cuenca atmosférica. superficialmente y con un patrón particular de vientos. (1) Los usos habitacionales mixtos deberán de tener un porcentaje menor al 25% de usos industriales.). ganadero. costeros. forestal. Este es un indicador de importancia territorial y los datos permiten realizar planes de gestión local. turístico. La cuenca se delimita topográficamente y tomando como referencia obstáculos de origen natura (líneas costeras formaciones montañosas.Para la evaluación del entorno la nomenclatura empleada se toma de los Planes de Desarrollo Urbano municipales que corresponden a la Secretaría de Desarrollo Social (SEDESOL). etc. para mitigar el impacto de la contaminación en estas zonas (Tabla 1.8). McDonnell.. Statistical Methods for Environmental Pollution Monitoring. (1998).. McDonnell. (2000). A. Effects of Ambient Ozone on Respiratory Function and Symptoms in Mexico City Schoolchildren. S. Borja-Aburto. Ozone. D.. and Daily Mortality in Mexico City.. Pope.. S. D.Bauer L. A. 8-16. Health Perspect. E.. M. Epidemiology.H. 1998. Environ.H. Rodolfo Sosa. M. Loomis. D.R.. 1987..A. (199). 1999.A. Gold. 1993-1995.. (!999). Epidemiol. Castillejos. Rascon-Pacheco.118. Pablo Sánchez.V. 68 . 849-855. W. Kahl. 145(3). 1997. C. F. México. 10(2). 276-282. Borja-Aburto.R. J... Damokosh. V.R. P. J. de C. Loomis. (1992). WIT Transaction on ecology and the Environment. T.. D. Bierzwinski. 10(8). Van Nostrand Rehinhold.R. Vol 82. Retama. Editorial Plaza y Váldez. D. Krupa (1990).. Mortality and Ambient Fine Particles in Southwest Mexico City. M. Ruíz (1994). 2004. R.I.M. pp 177-185.. 1992.. INE-SEMARNAT (2003).. D.I. Gold. Gilbert. London. Serrano.Y.P. S. Borja-Aburto. D. D..27. Jáuregui E.V.5 Air Quality Study 1995 Integrated Monitoring Study Data Analysis. Rogelio Soto. A. Loomis. August 22 .F. Humberto Bravo. CARB (1998). J. UK. Tosteson. N. Bangdiwala. Baum. Rev. “El Clima de la Ciudad de México”. 1ª edición. California Regional PM10/PM2.E. Gold. Spatial Representativeness of Monitoring Sites and Influence of Emission Sources. Shy.A. Am. Ana Luisa Alarcón. 13th World Clean Air and Environmental Protection Congress and Exhibition. Kdiskis. Systemic approach to management of air quality monitoring. 106(12). Dockery. Respir.(1997).. A. New York. Environmental Pollution 65:109 . Air Pollution and Infant Mortality in Mexico City. 118-123. R.. N. O. 1999..I. Castillejos.. Gold. D. 145.. Acid Deposition Effects on Archeological Monuments in Mexico. S.W. RO. 258-268. The Valley of Mexico: sumary of observational studies on its air quality end effects on vegetation. and Speizer. C. V. Centro Nacional de Investigación y Capacitación Ambiental (CENICA). V.H.. Suspended Particulates. W. Castillejos.. Epidemiology.. California Air Resources Board Castillejos. Programa Nacional de Monitoreo Atmosférico. Dockery. J. Am.. Dis. Particulate and Ozone Pollutant Effects on the Respiratory Function of Children in Southwest Mexico City. M. (2005). 141. Gidelines for Air Quality.. U.11. Monitoring ambient air quality for health impact assessment. Venegas.. C. and One New Reference Meted for NO2. PEF (2000).E. Respir. (2002). EPA (1997).5 and PM10.. April. L.Loomis. Care. N. J. Huerta. Health Effects Institute Research Report Number 75.. 1er edición. Poder Ejecutivo Federal (PEF). 85. Effects of Urban Air Pollutants on Emergency Visits for Childhood Asthma in Mexico City. EPA-454/R99-002. M.88. D. J. Bangdiwala. F. Effects of Air Pollution on the Respiratory Health Asthmatic Children Living in Mexico City. Borja-Aburto. White. Ambien Air Monitoring Referencie and Equivalent Methods: Designation of One New Reference Methods for PM2. and Hernandez-Avila. Air quality monitoring network desgin to control PM10 in Buenos Aires City. U. México. Introducción al Monitoreo Atmosférico. Federal Register. Sierra-Monge.I... Ley Federal de Transparencia y Acceso a la Información Pública Gubernamental.C. 546-53.S. J. 1995. Ruiz-Velazco. December. Coedición OPSGTZ-DDF. Martínez. (2006). WHO regional publication. I. Huerta.. Latin American Applied Research. EPA (1994).5. White. and Etzel R. 300307. Meneses. European series. This document is not a formal publications of the WHO. Experiencia en Gestión de la Calidad del Aire en la ZMVM. 154. J. I. Romieu. S. Romieu.. A. April. OPSCEPIS.. 1996. Crit.P.H. Romieu. (1995). EPA-600/R-94/038a. M.J. 67(63):15566-15568. Ozone Exposure and Daily Mortality in Mexico City: A Time-Series Analysis.S.C.. Epidemiol. (1996).S. S. R.. Sierra-Monge. Guidance for Network Design and Optimun Site Exposure for PM2.. and Shy. Meneses. Etzel. EPA (2002). V. OMS (2000).M.(1997). et al (2001). Diario Oficial del 25. M. (1996). F. and Mazzeo. No. S. Reglamento en materia de Prevención y Control de la Contaminación a la Atmósfera. J. Hemes Impresores. Am. Quality Assurance Handbook for Air Pollution Measurement System..J. Med. I. J. U. México Martínez. SEMARNAP (1988). 36:241-247 World Health Organization (WHO).A.. 69 ... Ruiz-Velazco. semarnat.epa.html 70 .gob.htm http://www.1 REFERENCIAS DE INTERNET http://nett21.ine.ca.mx/site/indexaire.html http://www.gob.jalisco.htm http://www.html#aqmg http://www.epa.df.mx/simat http://www.gov/asmdnerl/models3/index.pue.arb.df.mx/simat/tablas_xls/indicadores/O3.gec.gob.gob.mx/Monitoreo/Remareporte.gob.nl.mx/cenica/pnma-etapa-tres.mx/portalgem/se/ http://www. www.gob.mx/sduop/sima/sima_des.sedurbecop.gov/oar/oaqps/modeling.jp/CTT_DATA/index_amon.sma.gob.html http://www.1.xls http://semades.sma.gov/aqd/aqdpage.gob.edomexico.mx http://www.html http://www. Manual 3 Redes de medición de la calidad del aire 71 . ........ ................ 78 1........ 83 2................... 76 1.................... Emisiones vehiculares... Elementos de las redes manuales.......1..2.............................................1...... 84 2.... Red de monitoreo de fuentes específicas.... OBJETIVOS DE MONITOREO EN UNA RED................... 83 2...............2...2...........2........................ 79 1.......................... ........1....2... .3...2........ Red de monitoreo de emisiones vehículares... Niveles de fondo.......... 84 2......................................3...1...1.................. RELACIÓN ENTRE OBJETIVOS Y ESCALAS. Local.........................1........................1..1.. ..........2. 86 2.........3....... Programa de muestreo........ REDES AUTOMÁTICAS................................2............... 77 1..........4..... LOCALIZACIÓN DE ESTACIONES. ...... ...... 82 2........ Media........................... REDES DE MEDICIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE.... Exposición de población.3...3....Contenido INTRODUCCIÓN .. Cumplimiento con normas de la calidad del aire............................................................. ........ .......................1............................2....... ...................2..1................2...........1... Red de monitoreo de fuentes fijas.........83 2....2.............................1.......................... .. 79 1...3.................1.....................2.............1.....................3. Red de monitoreo de la calidad del aire ambiente general........ ...............2..............5.1..........2. ..... Micro... REDES MANUALES............2.3...... 86 72 ...............75 1..... 81 1.......................... 85 2.......................................... .............1...... 78 1.....2....................................................................2.................................................... 81 1..................4........................... 85 2................1.. ......................... 85 2....................... Manejo de muestras.......... 82 1.................................2...... Impacto de fuentes específicas................ ... .... 77 1... 82 1..................................1........................ Estaciones de muestreo de contaminantes específicos.................................................... 80 1......... 77 1....... ESCALAS DE MONITOREO.. 84 2......................... Objetivos del monitoreo continuo............................. ..3............ .............................. 81 1............ 82 1.................................... ........3.............. Estaciones...........................2................................ 80 1.....2. Comunicaciones. Red de monitoreo de contaminantes específicos..........1..... Elementos de las redes automáticas......... Urbana..........1............... ..1....................................... .............1..2......... PRINCIPIOS DE DISEÑO DE REDES.... TIPOS DE REDES......... 85 2......... ...6. ........ ....................1........ ESTIMACIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA ZONA OBJETO.... Información meteorológica.2.............. Nacional / Global......................2....................1. 95 4.........1...5..1.... . ......... 95 4......................................................................... 94 4................ 93 3....................... 89 3.......... 95 4..................... AJUSTE DE LA UBICACIÓN DE ESTACIONES DE MONITOREO.. ......... 91 3..............3....... ....................... Programas de monitoreo existentes...... 95 4...................................................1. Subdivisión y corrección de las áreas divididas.. 92 3........................ Actividades en la zona. ...... .........2.......................3.3.. 96 4... Muestreo a juicio....... ..... ..................3... Evaluación de concentraciones en el área objeto por medio de cálculos y división de la zona........................... Inventarios de emisiones...3.. ... 96 4......6.....3........................... RECOPILACIÓN Y ORDENAMIENTO DE LA INFORMACIÓN BÁSICA...........1.....2.......2..................4..2.......3.............4............................ ANÁLISIS DE LA UBICACIÓN DE ESTACIONES DE MONITOREO DE LA CALIDAD DEL AIRE AMBIENTE GENERAL.... Área en forma de faja.... 87 2......... ..................3................................. 89 2................... ANÁLISIS DE LA UBICACIÓN DE ESTACIONES DE MONITOREO POR MEDIO DE LOS RESULTADOS DE SIMULACIÓN....................... Área en forma de dona....2............. ESQUEMA DE LA UBICACIÓN DE LAS ESTACIONES DE MONITOREO...... ESTABLECIMIENTO DE LA ZONA OBJETO................................3.....1.........2........2......................... Muestreo sistemático.....2........ Estimación por simulación.......................... Información topográfica.1........................ 87 2. Exposición de la población y epidemiología..2................................ Muestreo estratificado..................90 3... Regional....................................................... Estimación por medición simplificada.......1............................ 88 2.1..3...................5. 94 3................. 90 3................ 99 73 ... ANÁLISIS DE LA UBICACIÓN DE ESTACIONES DE MONITOREO MEDIANTE LOS DATOS DE LAS ESTACIONES DE MONITOREO DE LA CALIDAD DEL AIRE AMBIENTE GENERAL............1..... ............................. 98 4.... 87 2.................................................1..........................4.. Muestreo aleatorio simple...............2........2..............3..2...... 93 3..................... .... .... ...1.3...............3.. .............. 90 3.......... ............. ...........2.................................................. ..... 87 2.....................................................................3.................. 88 2.1... 96 4................ 87 2..... Traslape de información........................................ ............. Ubicación de estaciones de monitoreo representativas de SO2 y NO2.. 100 4...2............. .... 101 4..6....................2.......5.............................. DISTRIBUCIÓN DE LOS CONTAMINANTES EN TIEMPO Y ESPACIO. Ubicación de estaciones de monitoreo de emisiones de fuentes móviles..5.......1......5................. 103 5........1...5..1.. Ubicación de estaciones de monitoreo de la calidad del aire ambiente general....... 101 4..... ANÁLISIS DE LA UBICACIÓN DE ESTACIONES DE MONITOREO DE FUENTES ESPECÍFICAS....... ..................6........1... Estaciones de monitoreo de O3.....103 74 .......... 100 4.. 102 4........3..... ANÁLISIS INTEGRAL DE LA UBICACIÓN DE ESTACIONES DE MONITOREO DEL AIRE AMBIENTE.... .. Ubicación de estaciones de monitoreo de fuentes fijas específicas de SO2 y NO2..........6............5..................... 102 4............... 101 4........... ........ 100 4...... Estaciones de monitoreo de partículas y de HC (COVs).................2........ REFERENCIAS.....4.... Análisis de la ubicación de estaciones de monitoreo de niveles de fondo.........................................1...5............. 102 4............ ..1......7. regulaciones y tecnologías de países desarrollados con los cuales nuestro país sostiene convenios bilaterales de intercambio científico y tecnológico. que antes se consideraba como un recurso gratuito e ilimitado. Después de ésta. mantener la atmósfera libre de contaminantes implica grandes recursos humanos. 75 . en el diseño original de la Red de Monitoreo de la Zona Metropolitana de Monterrey se incluían diez estaciones pero por falta de recursos económicos se limitó la instalación a sólo cinco. algunas ciudades lograron instalar redes o estaciones que miden la contaminación atmosférica en forma continua. ahora es un bien escaso para muchos sectores de la población. Ante la ausencia de un marco normativo nacional las redes que actualmente operan en México fueron diseñadas e instaladas con muy diversos criterios de ingeniería y aplicando. en la mayor parte. las condiciones actuales de operación de las redes de monitoreo atmosférico de México presentan fuertes limitaciones en cuanto a la disponibilidad de recursos financieros. Fue hasta mediados de los años ochenta cuando se logró operar de manera continua y automática la primera red de monitoreo de la calidad del aire en nuestro país en la Zona Metropolitana de la Ciudad de México. El aire. humanos y materiales. Por ejemplo. tecnológicos y económicos por lo que la medición de la calidad del aire no es sólo el primer paso que se debe tomar para enfrentar un problema de contaminación atmosférica sino que es la herramienta indispensable de seguimiento y evaluación de un programa de control de la contaminación. creando un registro histórico consistente para una buena parte de las áreas urbanas e industriales del territorio nacional. En general.Introducción Las redes de monitoreo atmosférico son herramientas básicas en la planeación y gestión ambiental de ciudades o regiones donde existan problemas de contaminación del aire. de campañas de medición y de la operación temporal y permanente de estaciones y redes de monitoreo. De hecho. El deterioro de la calidad del aire en nuestro país ha quedado documentado desde hace más de medio siglo a través de diversos estudios de investigación. Además. • • • Caracterizar el patrón espacial de los contaminantes considerados. Está dirigido a responsables de la Gestión de la Calidad del Aire a nivel federal. así como a operadores de redes de monitoreo y consultores en el campo de la medición de la calidad del aire. siempre que esto sea posible. estatal y municipal. Desarrollar estrategias de reducción de emisiones. Definir las especificaciones técnicas que deben cumplir los sitios y estaciones de medición. 2 [General] Este manual se basa sobre todo en el modelado para desarrollar una red basada en concentraciones. reparación y calibración. tanto instrumentales como territoriales. 2 Algunos objetivos del documento son los siguientes: • • Establecer los criterios básicos de diseño de las redes de monitoreo atmosférico.El diseño de nuevas redes de medición de la calidad del aire en nuestro país. 76 . así como el rediseño de las redes actuales y sus futuras expansiones. Redes de medición de la calidad del aire. pueden mejorar sustancialmente si se homogenizan los criterios a nivel nacional para facilitar el intercambio de experiencias administrativas y de gestión. • • Resumir los conocimientos que se tienen sobre contaminantes específicos. Comentario 1 de EPA. Una Red de medición de la calidad del aire es el conjunto de estaciones de muestreo manual y/o de monitoreo automático o semiautomático de contaminantes (ambos de partículas y contaminantes gaseosos). por lo menos. el apoyo mutuo en mantenimiento. A través del monitoreo. los modelos deben validarse con datos empíricos. además de permitir el fortalecimiento y futuro crecimiento del SINAICA. igualmente importantes en el diseño. Este documento fue elaborado para fijar criterios y procedimientos generales que faciliten el diseño y la instalación de redes de monitoreo atmosférico haciendo especial énfasis en las redes de medición de calidad del aire. Comunicar los riesgos a las comunidades afectadas. Para diseñar una red existen diferentes objetivos de monitoreo y limitaciones en el muestreo que son. determinar los riesgos por contaminantes específicos en sitios selectos. que a la larga resultan más costosos.El manual adopta el término de Redes de medición de la calidad del aire de tal manera que englobe tanto a las redes manuales de muestreo como a las redes automáticas de monitoreo. Los elementos de una red manual dependerán en gran parte de los objetivos del monitoreo de la calidad del aire. Por ejemplo. Los muestreos de contaminantes gaseosos. aún no se descartan y su uso dependerá de los recursos económicos. éstos demandan la disposición de laboratorios y de personal especializados para la preparación. En un principio la medición de la calidad del aire se realizaba mediante métodos no continuos (primero había que tomar la muestra y después medir la concentración del contaminante mediante estos métodos en laboratorio). técnicos e instrumentales con los que se cuente. Una red manual es el conjunto de dos o más estaciones manuales para el muestreo de contaminantes. sin embargo. Redes manuales. mediante un manejo adecuado de la muestra. Actualmente las redes manuales son utilizadas principalmente para el muestreo de partículas suspendidas (totales y menores a 10 micrómetros) que. Es importante tener en cuenta que los costos de los equipos manuales son significativamente más bajos y requieren de poca infraestructura para su instalación. Elementos de las redes manuales. en la industria del aluminio puede haber 77 . actualmente las redes manuales se utilizan para determinar la concentración de partículas suspendidas totales y menores a 10 micrómetros. ya sean pasivos o activos. acondicionamiento y determinación de las muestras. Como ya se ha mencionado. Estaciones de muestreo de contaminantes específicos. en las refinerías de plata se pueden emitir vapores de mercurio. Por otra parte las partículas colectadas en la muestra pueden ser sometidas a distintos tratamientos en el laboratorio para determinar su contenido de algunos elementos y compuestos. permite determinar su concentración. Algunas industrias emiten contaminantes específicos. medio (1 día) largo (> 1 mes). debe testificar que no ocurrieron situaciones que pudieran alterar los datos. Los instrumentos de monitoreo continuo proporcionan datos para todas las escalas de tiempo. En términos generales. gráficas u otros datos.flúor y en las fábricas de papel se emiten mercaptanos. Es recomendable llevar a cabo la documentación de la custodia de la misma (EPA). Después de ser entregadas al laboratorio. El período de muestreo es particularmente importante si los resultados se van a comparar con normas o criterios de la calidad del aire. El programa debe incluir todas las 78 . Se debe tener cuidado de marcar correctamente las muestras y el dispositivo de muestreo para su óptima identificación a través de los procesos de prueba y análisis (EPA). Para la transportación de la muestra es importante tomar las precauciones para eliminar las posibilidades de fuertes cambios. se han considerado tres períodos de muestreo que se seleccionan de acuerdo a las aplicaciones definidas para la información: • • • corto (1 hora). En este tipo de plantas se requerirá monitorear algunos contaminantes específicos además de los ordinarios. almacenamiento y análisis. La persona encargada de la custodia de la muestra. Una actividad crítica para la fase de colección de datos es el proceso de la manipulación de la muestra en campo. destrucción accidental y/o que se efectúe alguna reacción química o cambio físico de la muestra (EPA). su transporte. Manejo de muestras. Programa de muestreo. Las muestras se deben manipular apropiadamente para evitar que se contamine con otro componente y su análisis dé como resultado el muestreo real (EPA). Para una adecuada operación de una red manual se debe elaborar un programa de muestreo de acuerdo a los objetivos del monitoreo. las muestras deben ser almacenadas en un lugar seguro (EPA). Estos instrumentos utilizan métodos de medición que aprovechan las propiedades físicas. instalación del equipo de muestreo y del medio filtrante. transporte.etapas del muestreo: acondicionamiento y pesada del medio filtrante. Por consiguiente es necesario estimar la distribución de concentraciones en toda la zona 79 . Objetivos del monitoreo continuo. Una red automática es el conjunto de dos o más estaciones automáticas para el monitoreo de contaminantes atmosféricos. Para el muestreo de PST y PM10 la Norma Mexicana NOM-035-SEMARNAT-1993 establece un periodo de muestreo de 24 ± 1 horas cada 6 días. análisis de la muestra. periodo de muestreo. si procede. A mediados de los años setenta se introdujeron instrumentos automáticos de medición de contaminantes atmosféricos con los cuales se hizo posible el monitoreo continuo y en tiempo real. Por ejemplo. Debido a limitaciones tanto presupuestales como de tiempo. recolección. para evaluar los impactos ambientales de un desarrollo de gran envergadura será imprescindible el monitoreo continuo de la calidad del aire antes de la ejecución de la obra y de sus impactos después de que se haya ejecutado. fisicoquímicas y químicas de los contaminantes atmosféricos. acondicionamiento y pesada del filtro con partículas. cálculo de la concentración de partículas. • • Verificar los efectos de las medidas de control de la contaminación atmosférica y Promover el mejoramiento de la calidad del aire. Detectar concentraciones pico que puedan deberse a condiciones meteorológicas anormales con objeto de aplicar medidas de emergencia. es imposible colocar un número muy grande de estaciones en una zona determinada. almacenamiento y. Para prevenir el deterioro ambiental ocasionado por las actividades humanas es necesario conocer el estado de la calidad del aire. Algunos de los propósitos del monitoreo continuo son: • • Conocer el cumplimiento de las normas de calidad del aire. Redes automáticas. Las estaciones deben ubicarse de manera que se cumplan los propósitos antes mencionados. para establecer criterios de control. fisicoquímicas y químicas de los contaminantes para detectarlos y medir su concentración en forma continua. COVs y PM25. sobre todo en situaciones en las que se requiere medir concentraciones durante episodios o alarmas ambientales. como ya se dijo. temperatura. Además se monitorearán los parámetros meteorológicos (dirección y velocidad del viento.empleando una cantidad limitada de muestras recolectadas por algunas estaciones o bien por medio de una simulación aunque siempre será necesario especificar la representatividad de cada estación. La selección de los analizadores dependerá en gran medida de los objetivos de monitoreo y de calidad de los datos que se establezcan.) para analizar la ubicación adecuada para cada uno. radiación solar y radiación neta). prácticamente instantánea. Después se pueden modificar estas ubicaciones diseñadas para contaminantes individuales cuando se vaya a instalar una estación multicomponente. humedad. Al diseñar la red se considerarán las características de cada contaminante (SO2. como el requerimiento de sistemas para la adquisición de datos y computadoras para su subsecuente procesamiento y análisis. utilizan las propiedades físicas. En estas estaciones se monitorea la contaminación del aire de manera continua. En este tipo de estaciones se monitorearán los contaminantes criterio. Estaciones. NO2. Los analizadores automáticos. Se encuentran disponibles en el mercado gran cantidad de analizadores continuos aprobados y validados para la mayor parte de los contaminantes atmosféricos (CEPIS/OPS). Sin embargo. Elementos de las redes automáticas. etc. Los resultados obtenidos son utilizados para evaluar el cumplimiento de las normas de calidad del aire. para aplicar medidas de emergencia. presión barométrica. estas ventajas se obtienen a expensas de un incremento en los costos de capital. Estos instrumentos cuentan con considerables ventajas sobre los muestreadores en lo que respecta a su rápida respuesta. para evaluar la efectividad del control y para prevenir impactos en la salud. operación y soporte. 80 . sistemas más sofisticados de mantenimiento y calibración. a la estación que tenga algún problema. El bienestar de la población es una consideración importante de por sí y este tipo de monitoreo también puede identificar impactos de otras fuentes que de otra manera no se identificarían. (Ver también el comentario 1 del Manual 2 3 81 . Comunicaciones. se describen con mayor detalle los tipos de estaciones automáticas. Dependiendo de los objetivos del monitoreo la transmisión de la información se puede considerar en tiempo real como componente esencial para la toma de decisiones y la aplicación de medidas de control y de prevención. 3 Comentario 4 de la EPA. Red de monitoreo de la calidad del aire ambiente general. Las estaciones se ubican de manera que sean representativas de las áreas. El centro. Estas redes se instalan con la finalidad de conocer el grado de exposición de los habitantes locales a los contaminantes atmosféricos para lo que se selecciona una zona poblada que se divide en áreas más pequeñas por categoría de población o por concentración. si es necesario. y manda al personal de mantenimiento. Esquema de la ubicación de estaciones de monitoreo] Parece que esta sección está demasiado orientada a las fuentes (se muestra la población pero no de manera importante en la figura Está sección debe extenderse tanto en lo que se refiere al uso que se debe dar a a la población y a la densidad de población para localizar los sitios de monitoreo. El centro de monitoreo analiza los datos enviados. a su vez. En el Manual 2 Sistemas de Monitoreo de la Calidad del Aire. revisa los datos crudos que vienen de las estaciones y coloca banderas en caso de necesidad para después publicarlos. éstas deberán considerarse por separado para ubicar las estaciones.Como estos componentes tienen características propias.[Sección 4. Cada estación debe enlazada en línea con el centro de monitoreo o de control para enviarle los datos periódicamente de manera automática. incluyendo las banderas. Las estaciones de niveles de fondo también se pueden incluir en este tipo de red y los datos se manejan de la misma manera que los de las estaciones de monitoreo de calidad del aire ambiente general. Tipos de redes. El manejo de los datos enviados por la estación se debe hacer de igual manera que en el caso de las estaciones de monitoreo de la calidad del aire ambiente general. Como las concentraciones que se miden varían dependiendo de cada tramo de las diferentes clases de vías los tramos se clasifican según sus características para colocar una estación en el tramo más adecuado entre aquellos que pertenecen a una misma categoría. Esto evita que se instale un gran número de estaciones de monitoreo de emisiones vehiculares haciendo posible obtener las concentraciones a lo largo de las vías en la zona con sólo un número limitado de estaciones de monitoreo. Este tipo de redes cuenta con estaciones que son utilizadas para fines específicos. Su función es la misma que la de la red de monitoreo de fuentes fijas específicas. Se considerará que las concentraciones medidas en ese tramo son las representativas de los tramos que entran en dicha categoría. Red de monitoreo de contaminantes específicos. Requieren una red en línea por separado diferente de la de estaciones de monitoreo de la calidad del aire ambiente general. fuera de los carriles y atrás de la banqueta. siempre y cuando haya cupo. 82 . Esta red se incluye en la misma red de monitoreo de calidad del aire ambiente general y al igual que ésta envía los datos de medición al centro de monitoreo o de control de manera periódica y automática. Red de monitoreo de fuentes fijas. emite un llamado de advertencia a la ciudadanía cuando haya peligro de que los datos recibidos rebasen las normas de calidad del aire y anuncia una alarma en caso de que se tema una contaminación grave. El centro de monitoreo. se puede disponer de otro servidor para establecer una red por separado. a su vez.Red de monitoreo de fuentes específicas. Para diseñar la red estas estaciones pueden quedar incluidas en la red de monitoreo de calidad del aire ambiente general. Con el fin de conocer las concentraciones producidas por las emisiones vehiculares este tipo de estaciones se establecen a un lado de las vías. De no ser posible. Red de monitoreo de emisiones vehículares. además de otra información que es útil para la selección del número y tipo de estaciones. Aunque en un momento dado se pretenda diseñar un sistema que pudiera servir para una multitud de diferentes objetivos y sus ineludibles necesidades de información. obtenida observando estrictamente los procedimientos operativos. Objetivos de monitoreo en una red. Cumplimiento con normas de la calidad del aire. La comparación de la información de calidad del aire representativa de lapsos predefinidos de tiempo. En términos de las normas de calidad del aire y su cumplimiento. 83 . que sean reforzadas o que se tenga la necesidad de diseñar y aplicar medidas de control más estrictas. examinar con detenimiento las posibilidades reales de la organización para obtener la información apropiada para los propósitos que se definan con el mínimo costo. Antes de considerar el establecimiento o expansión de un programa de monitoreo atmosférico de cualquier tipo. la escala a la cual se pretende realizar. permitirá evaluar con certeza la efectividad de las medidas y acciones aplicadas. se enlistan a continuación y se describen dentro del texto. conjuntamente con los datos meteorológicos y climáticos de una zona en particular. los objetivos del monitoreo. los objetivos que se contemplan para el desarrollo de un programa de monitoreo y la implementación de una red. en la práctica sucede que solo una cierta combinación de objetivos es realizable con un cierto tipo de Red. Generalmente. De los resultados de la evaluación de las medidas dependerá que se conserven activas las mismas. la información en calidad y en cantidad adecuada. El diseño de una red de medición depende de varios factores básicos. es aconsejable y casi indispensable. será de gran utilidad para desarrollar las capacidades que permitan pronosticar las condiciones de calidad del aire con 24 horas de antelación. Localización de estaciones. entre ellos están.Principios de diseño de redes. duración y cobertura. identificadas o no. otras fuentes que contribuyan a la contaminación ambiental en la zona de estudio. serían de gran utilidad para integrar una base de datos con una confiabilidad adecuada. se consideran generalmente desde dos perspectivas: efectos agudos. Niveles de fondo. por periodos generalmente cortos. La localización de las estaciones puede determinarse con el auxilio de un modelo de dispersión adecuado para el tipo de contaminante de interés. Impacto de fuentes específicas. Por lo que toca a los efectos crónicos. regularmente de 24 horas. pero la información sobre las variaciones climáticas y meteorológicas características de los ciclos estacionales y los valores pico obtenidos por las mediciones sobre períodos de 24 horas. Los efectos de la contaminación del aire sobre las poblaciones en zonas urbanas. por lo menos a 50 84 . es sustancial contar con datos resultantes de las mediciones de los contaminantes por períodos que se consideren adecuados. Para determinar estos niveles los monitores deben colocarse fuera de la zona de influencia de las emisiones del área. ya sea por su tamaño o por alguna característica especial. Puede ser fruto del aporte de fuentes naturales. como la toxicidad. Para conocer el impacto de fuentes que. que se manifiestan normalmente como cambios en términos cuantitativos de los índices de salud que son reportados día con día por el sector correspondiente. los valores del contaminante en promedios anuales pueden ser suficientes para establecer la relación causa efecto. Los efectos crónicos son aquellos que se manifiestan gradualmente. por la exposición constante.Exposición de población. de fondo a la concentración ambiente debida al aporte de otras fuentes distintas a las analizadas. o nivel. pero para estudios de exposición a concentraciones altas durante horas pico a través del ciclo diurno. será necesario tomar muestras por intervalos más cortos. Se denomina concentración. Para establecer una relación de causa efecto en el primer caso. pueden ser de importancia las estaciones deben colocarse de manera que la concentración ambiental resultante monitoreada sea representativa de las emisiones de estas fuentes. Media. Micro. además. incluyen la 85 . Emisiones vehiculares. tanto de gases como de partículas. rellenos sanitarios y tiraderos de basura de estas ciudades. fundidoras. Este tipo de escala. Esta escala representa dimensiones que van de 100 metros a 0. Escalas de monitoreo. Algunos de los usos de los datos asociados con las mediciones de escala media.km viento abajo y 10 km viento arriba de fuentes como ciudades de más de 100. Relación entre objetivos y escalas. CO y NO). esta escala se usa para caracterizar las emisiones procedentes de las inmediaciones de fuentes puntuales. Corresponde a estaciones ubicadas a distancias considerables de las fuentes pero bajo su influencia. (por ejemplo: O3.5 kilómetros y caracteriza la calidad del aire en áreas de un tamaño equivalente a varias manzanas dentro de una ciudad. fuentes de combustión industriales (hornos de cemento. En el monitoreo de partículas. Para los monitores de gases. Chile). Lo referente a una red de monitoreo de emisiones vehiculares en el aire ambiente se trata en otra parte de este Manual. los vehículos que emiten contaminantes en cantidades excesivas respecto a los valores normados. A esta escala se asocian volúmenes de aire ambiental que tienen dimensiones que van desde varios metros hasta aproximadamente 100 metros y corresponde a estaciones ubicadas muy cerca de la(s) fuente(s). también se puede usar para definir los efectos sobre la salud de ciertos individuos que permanecen cerca de una ubicación fija por largos períodos (CENMA. por lo menos a 10 km viento abajo y 4 km viento arriba de fuentes como ciudades de más de 15.000 habitantes. identificar remotos. ya sea sobre terreno plano o sobre terreno complejo. esta escala se usa para evaluar la distribución del gas dentro de la pluma. El impacto específico de estas emisiones puede determinarse monitoreándolas directamente mediante el uso de sensores Este tipo de medición permite. rellenos sanitarios y tiraderos de basura de estas ciudades y por lo menos a 500 m de caminos no pavimentados (para evitar la contaminación por partículas grandes).000 habitantes pero menos de 100. plantas termoeléctricas) y pastizales.000 habitantes. Las mediciones de la escala local pueden ser asociadas con concentraciones de línea de base en áreas de crecimiento proyectado y en estudios sobre respuestas de la población a la exposición a contaminantes (por ejemplo: efectos sobre la salud). Local. Supone condiciones de homogeneidad en la parcela de aire correspondiente.5 hasta 4 Km. Las mediciones que representan áreas que abarcan toda una ciudad también sirven como base válida para hacer comparaciones entre diferentes ciudades (CENMA.evaluación de los efectos de las estrategias de control para reducir las concentraciones urbanas y el monitoreo de episodios de contaminación ambiental (CENMA. Las mediciones de la escala local caracterizan las condiciones sobre áreas con dimensiones que van desde 0. Finalmente. para la eficacia de las estrategias de control de contaminación a gran escala. estas áreas son homogéneas en términos de perfil de concentración. Asimismo. esta escala se usa para hacer comparaciones de una ciudad a otra y satisface la mayoría de los objetivos de planificadores y de personas que participan en el proceso de toma de decisiones a nivel urbano y regional (CENMA. por ende. Debe representar condiciones homogéneas para un radio urbano amplio. En general. Esta escala requiere a menudo más de un sitio para la definición. Urbana. Chile). Chile). los máximos de concentración asociados con episodios de contaminación atmosférica pueden estar distribuidos de manera razonablemente uniforme sobre áreas de escala local. Esta escala se aplica en áreas donde la tasa de aumento o disminución del gradiente de concentración gaseoso y de partículas es relativamente baja (por ejemplo: principalmente áreas suburbanas en las cercanías de los centros urbanos) y en grandes secciones de pueblos y ciudades pequeñas. Tales mediciones son útiles para calcular las tendencias de la calidad del aire en toda una ciudad y. Las mediciones a escala urbana caracterizan las condiciones sobre un área metropolitana entera. 86 . por lo que no debe haber influencia significativa de alguna fuente en particular. Las mediciones tomadas dentro de tales áreas representan concentraciones de escala local y de escala media. Chile). por lo regular la evaluación de la calidad del aire se efectúa en un cierto número de áreas residenciales con diferencias significativas en los niveles de contaminación. Chile). Es también útil colectar información sobre el daño que sufren las plantas. La información referente a la distribución de la población dentro de un área es necesaria particularmente cuando. las cuales son en muchos casos causadas por molestias debido a olores ofensivos o polvo en exceso. Es común que la decisión de iniciar un programa de monitoreo surja de quejas de la población. el estudio de los procesos de transporte internacional y global y la evaluación de los efectos de las políticas de control a escala global (CENMA. a menudo es posible contar con información adquirida de manera esporádica. Tales datos son útiles en la determinación de las tendencias contaminantes. animales y materiales en las distintas áreas como ayuda en la selección de los sitios de muestreo. ya sea por estudios 87 . Chile). Exposición de la población y epidemiología. Estas mediciones se aplican principalmente a grandes áreas homogéneas.Regional. Las mediciones de la escala regional representan las condiciones sobre áreas con dimensiones de cientos de kilómetros. Tales mediciones proporcionan información acerca de la calidad de fondo del aire y del transporte de contaminación entre regiones (CENMA. dentro de los objetivos está el de evaluar la exposición humana a los contaminantes. El origen y distribución geográfico de las quejas. Nacional / Global. Es probable que también sea necesario contar con información sobre edades y condiciones socioeconómicas de la población y ésta se obtiene normalmente de los resultados de los censos nacionales. Recopilación y ordenamiento de la información básica. su tipo y cantidad pueden contribuir al al diseño de la Red. particularmente aquellas que están escasamente pobladas. Cuando se realizan estudios epidemiológicos. Programas de monitoreo existentes. Aún cuando no hay un programa formal de monitoreo de la calidad del aire. Esta escala de medición representa concentraciones que caracterizan a la nación o al mundo como un todo. si la actividad primordial es la industrial el monitoreo se debe enfocar a este tipo de 88 . Para la elaboración del inventario de emisiones se dispone de procedimientos en el área correspondiente. investigadores o aún por estudiantes que preparan su tesis sobre el tema. Uno de los pasos importantes en el diseño de una red de monitoreo es el que tiene que ver con la información concerniente a las fuentes emisoras de contaminantes atmosféricos en un área geográfica dada a fin de elaborar o actualizar el correspondiente inventario de emisiones. En la información se deberá incluir la cantidad. así como de su composición (azufre. Algunas veces se puede obtener una primera estimación de la magnitud del problema de esta manera. Una vez que se recolecte la información. Los combustibles para consumo de fuentes fijas deben tratarse aparte de los dedicados a la transportación. tamaño y localización de cada fuente y se complementará con datos sobre clases y cantidades de combustibles utilizados. inicialmente. los vehículos a motor de combustión interna. De las actividades en la zona depende básicamente el tipo de red que se debe instalar. desde luego. por el servicio meteorológico instituciones de educación superior. regional y nacional en algunas publicaciones del sector correspondiente. De esta manera se puede tener. Actividades en la zona. Las principales fuentes en un desarrollo urbano incluyen generalmente las plantas industriales de todo tipo. Habrá de ser precavidos con el uso de esta información debido a la variedad de procedimientos de muestreo o análisis que pudieran haber sido utilizados. toda esta información de ser posible debe reunirse y tabularse. visitándola físicamente. Por ejemplo. incineradores y equipos de calefacción. Inventarios de emisiones. tipo. Las actividades en la zona pueden conocerse a partir de estadísticas y censos. las plantas de energía. En algunos casos es posible obtener los totales local. cenizas y contenido de elementos traza). se deberá hacer una estimación preliminar de las concentraciones de contaminantes que se espere encontrar mediante el uso de modelos de dispersión. tanto de población como industriales y.especiales efectuados por el sector salud. una idea de la magnitud del problema en poco tiempo y a costos relativamente bajos. Las montañas. Por tal motivo. La topografía es un factor importante en la selección de los sitios de muestreo por el efecto sobre los vientos locales y las condiciones de estabilidad. Información topográfica. La dirección y velocidad del viento y las variaciones de temperatura en función de la hora del día y de la estación del año.. Información meteorológica. humedad relativa y absoluta. Los Servicios Meteorológicos locales tiene por lo común. por ejemplo) y además no es usual que se tengan estudios meteorológicos dentro de las grandes ciudades. Si es una zona puramente residencial se deben monitorear básicamente los contaminantes provenientes de emisiones vehiculares. Las ciudades construidas en terrenos ondulados presentan variaciones sustanciales de las concentraciones dentro del área urbana. En la medida de lo posible sería útil obtener información sobre gradientes de temperatura y la información relativa a la frecuencia y la altura de la capa de inversión térmica. En general. información general acerca de las condiciones climáticas en el área. apoyo al tráfico aéreo y servicios a la agricultura e hidrología. 89 . así como la potencial formación de nieblas. mientras más completo sea el terreno se necesitarán más sitios de monitoreo para determinar la distribución de los contaminantes. algunos de los cuales son establecidos con propósitos diferentes a los del monitoreo atmosférico (pronósticos. son los parámetros usualmente medidos.contaminantes. Otros datos que se pudieran conseguir serán de precipitación pluvial. Entre las primeras cosas que se deben hacer es establecer contacto con los Servicios Meteorológicos. períodos de insolación. Hay muchos desarrollos urbanos y/o industriales que se han asentado en valles donde hay una gran tendencia para la formación de inversiones térmicas que atrapan el aire contaminado. se requiere complementar la información meteorológica existente con la instalación de estaciones de parámetros meteorológicos adicionales en lugares que sean parte del Programa de Monitoreo. los lagos y océanos son otros aspectos topográficos que afectan la dispersión de los contaminantes. Establecimiento de la zona objeto. La ubicación de estaciones en la zona objeto se podría basar en la experiencia considerando la posición de la fuente de emisión y la dirección del viento dominante en la zona. Sin embargo, este modo es cualitativo y no podría soportar una evaluación cuantitativa. Por consiguiente, será necesario estimar la distribución de concentraciones en la zona, emplear un algoritmo apropiado según los resultados obtenidos y encontrar así una ubicación adecuada que apoye la evaluación cuantitativa. Para estimar las concentraciones del aire ambiente de la zona se pueden emplear, sobre todo, las técnicas de medición simplificada y de simulación pero se pueden usar también algunas de las técnicas consideradas a continuación. Con éstas se estimará la distribución de concentraciones de los contaminantes a medir. Estimación de la calidad del aire en la zona objeto. Estimación por medición simplificada. La medición simplificada se basa en el uso de muestreadores pasivos. Éstos son dispositivos portátiles y de bajo costo. Son muy adecuados para determinar concentraciones de línea de base así como para evaluar exposiciones personales y ambientales en tiempos que van de un día a dos semanas. En condiciones controladas es posible determinar concentraciones en tiempos muy cortos (hasta de ocho horas) o muy largos, hasta de dos semanas. En una zona objeto donde el número de estaciones sea muy pequeño los datos obtenidos por medición simplificada se usan para verificar el modelo de simulación. El método se basa en una estrategia de saturación, con los muestreadores pasivos descritos, de una zona de estudio. Los muestreadores pasivos colectan un contamínate específico por medio de su adsorción y/o absorción en un sustrato químico seleccionado, el cual es analizado posteriormente para conocer su concentración. Como se dijo, el tiempo de exposición de un muestreador pasivo se limita a períodos cortos de tiempo. Por lo tanto, será prácticamente imposible obtener el comportamiento temporal del contaminante, además de que solo se pueden obtener concentraciones promedio. Este método se sugiere para comprobar la distribución de la concentración de un contaminante, para verificar la precisión del modelo y la distribución de concentración estimada y en zonas donde las condiciones ambientales a lo largo del 90 año no presentan grandes variaciones y su topografía es relativamente llana. Los contaminantes estimados con esta técnica son: NO2, SO2, NH3, VOC’s y O3. Estimación por simulación. Para estimar las concentraciones de los contaminantes con este método es necesario contar con el inventario de emisiones así como con la información meteorológica del lugar (dirección y velocidad del viento así como los parámetros relacionados con la estabilidad atmosférica). La simulación requiere trabajo y presupuesto apropiados pero tiene ventajas ya que se puede elegir libremente el tiempo de promedio y, entre otras cosas, se puede ponderar el impacto de alguna fuente que se planeé en el futuro. La Figura 3.1 muestra la estructura básica de una simulación. Figura 3.1 Estructura básica de una simulación Ésta es la técnica más comúnmente adoptada. Funciona eficazmente cuando no existe una estación en la zona de estudio o cuando se delibera sobre la instalación de una nueva. Los modelos de simulación pueden utilizarse para predecir patrones de dispersión o sitios receptores de los contaminantes así como las reacciones atmosféricas probables lo que ayuda para la ubicación de la estaciones de monitoreo. Generalmente se utilizan para contaminantes primarios y consideran una cantidad 91 limitada de muestras a través de una medición simplificada4. Con el modelo se procura establecer una zona objeto buscando la congruencia, dentro de lo posible, entre los valores de medición real y los arrojados por el modelo. El procedimiento consiste en: dividir la zona de estudio en subzonas o áreas representativas con concentraciones similares basándose en los resultados de la simulación. Para estimar las concentraciones de SO2 y NO2 con este método es necesario contar con el inventario de fuentes de emisión local así como la información del lugar de dispersión (dirección y velocidad del viento y parámetros de estabilidad atmosférica). Se requerirá trabajo y presupuesto apropiados pero tiene ventajas como poder elegir libremente el tiempo de promedio y ponderar el impacto de alguna fuente planeada a futuro. La figura 5.3 muestra la estructura básica de una simulación. Se ingresan los datos meteorológicos y los de las fuentes de emisión. En cuanto a los datos meteorológicos, los del servicio meteorológico y de la estación de monitoreo son procesados como datos de entrada del modelo. En el caso de los datos de fuentes de emisión, se procesa el inventario de fuentes. Estas funciones son desempeñadas por el procesador meteorológico y el procesador de fuentes de emisión, respectivamente. El motor analítico o modelo de simulación utilizado puede ser el Hybrid ISC-ST3 que ha comprobado su funcionamiento para localizar estaciones de contaminantes primarios. Muestreo a juicio. En el muestreo a juicio un experto conocedor del sitio o del proceso designa dónde y cuándo se deben tomar las muestras. Este tipo de muestreo deberá considerarse cuando los objetivos del estudio no sean de naturaleza estadística, por ejemplo, cuando el objetivo sea estudiar contaminantes de fuentes de emisión específicas, cuando el estudio se enfoque a recolectar muestras de alguna localidad previamente seleccionada o cuando se conozcan las fuentes de emisión y los sitios receptores acoplándoles por medio de modelos de dispersión. Este método también se conoce como método orientado a fuentes. Generalmente este muestreo se aplica en la recolección de muestras individuales. Cuando se utiliza en muestreos de saturación puede llevar a conclusiones erróneas. 92 Cuando el objetivo del estudio considere un estimador para toma de decisiones se debe utilizar un muestreo probabilístico que puede combinarse con el conocimiento del experto para el proceso de selección del sitio y frecuencia de muestreo. La Figura 3.2 presenta los tipos de muestreo más utilizados para el diseño de redes. Figura 3.2. Tipos de muestreos utilizados para la recolección de datos ambientales. Muestreo aleatorio simple. Es un método de selección de muestras (n) de una población finita (N) sin considerar la ubicación de las fuentes de contaminación de modo que cada una de las muestras tenga la misma oportunidad de ser elegida. El área de estudio o dominio debe dividirse en formas geométricas iguales o celdas y se numeran ordenadamente desde n1 hasta N. Posteriormente se extrae una serie de n números aleatorios entre 1 y N, ya sea utilizando una tabla de números aleatorios o a través de un programa de computación que produzca una tabla semejante. En cada extracción el proceso debe dar la misma oportunidad de selección a todos y cada unos de los números que no hayan salido. Muestreo sistemático. A primera vista este método de muestreo es muy diferente al muestreo aleatorio simple. Supongamos el mismo dominio del muestreo aleatorio simple numerado de igual forma. Para elegir las celdas donde se colocarán los equipos de muestreo se toma la primera unidad al azar entre las k primeras celdas y luego las subsecuentes a intervalos de k. Así, por ejemplo si k es igual a 15 y la primera unidad que se extrae es la número 13, entonces las subsecuentes celdas donde se colectará la muestra serán 28, 43, 58. La selección de la primera unidad determina toda la muestra. Se sugiere este método en 93 terrenos llanos con fuentes de puntuales grandes. El equipo de muestreo se coloca en el centro de la celda seleccionada. Muestreo estratificado. El dominio se divide primero en subpoblaciones o estratos, estos estratos no se traslapan y en su conjunto comprende todo el dominio. Una vez determinados los estratos se extrae una muestra de cada uno. Las extracciones deben hacerse de forma independiente en los diferentes estratos. Tanto para la selección de los estratos como para la selección de los sitios de muestreo se puede hacer uso de las técnicas de muestreo mencionadas. Por ejemplo, si se toma una muestra aleatoria simple en cada estrato el procedimiento total se conoce como un muestreo aleatorio estratificado. Con este tipo de muestreo se asegura una cobertura uniforme de la población principalmente cuando las características de los estratos son particulares. Traslape de información. Los sitios de monitoreo localizados a través de esta metodología se conocen como sitios orientados. El método requiere de bastante información sobre el área de estudio y se aplica a través de los siguientes pasos: Localización de las fuentes de emisión y asentamientos poblacionales. Los mapas más utilizados son los de usos del suelo. La clasificación debe comprender las categorías de uso comercial, residencial, industrial, agrícola o de conservación. También los mapas de densidad de población permiten determinar las áreas de mayor exposición. La sobreposición de estos mapas ayuda a localizar cuales son los asentamientos próximos a áreas donde se registran las grandes emisiones industriales. Identificación de patrones meteorológicos. Se requieren mapas de dirección y velocidad del viento, temperatura vertical u otros patrones climáticos como niebla, lluvia, nevadas, etc. Estos patrones permiten conocer la distribución del contaminante y hasta donde pueden llegar las emisiones viento abajo además de predecir con cierto grado de error los niveles que los contaminantes pueden alcanzar en la atmósfera de la región. Por ejemplo, en la ZMCM la contaminación tiende a disminuir durante la temporada de lluvia o en los meses de vendavales. El manejo de la información sugerida en este punto y el anterior permite conocer 94 cómo se distribuyen las emisiones en la atmósfera de la región y qué población está siendo afectada. Éste es un primer acercamiento para localizar los sitios de muestreo. Comparación de las concentraciones del contaminante. La información permite determinar la distribución espacial del contaminante e identificar los sitios de mayor concentración. La información puede obtenerse de mediciones previas del contaminante o de documentos científicos. Cuando no haya información disponible se puede hacer uso de las concentraciones de otros contaminantes que provengan de fuentes de emisión similares. Con ello se pueden localizar sitios representativos del comportamiento del contaminante en espacio y tiempo. Esquema de la ubicación de las estaciones de monitoreo. Análisis de la ubicación de estaciones de monitoreo de la calidad del aire ambiente general. Se define la representatividad de la estación obteniendo la distribución de concentración del contaminante a medir de la zona objeto por medio de la medición simplificada y de la simulación. Con base en los resultados obtenidos, se procede a decidir la ubicación de las estaciones. Si ya existe alguna estación en la zona será necesario estimar el área cubierta por los datos medidos por dicha estación con la información relacionada con su ubicación. Análisis de la ubicación de estaciones de monitoreo por medio de los resultados de simulación. Evaluación de concentraciones en el área objeto por medio de cálculos y división de la zona. Para dividir la zona se adopta el método de división por nivel de concentración para la distribución de concentraciones del contaminante a medir en la zona objeto previamente calculado mediante la simulación. Hay varias técnicas en este método. Aquí se utiliza la de división por el mismo nivel de concentraciones que es el más sencillo. Esta técnica consiste en trazar líneas de nivel de concentración (isopletas) con un determinado ancho (∆C) para distribuir las concentraciones de la zona tomando como área la porción encerrada por la línea de un mismo nivel. 95 El ancho de la división (∆C) será determinado por los valores máximo y mínimo de la distribución de concentraciones de la zona. Área en forma de faja. Se forma un área anillada de ancho menor que unos tres recuadros. aunque se encuentren encerrada por la línea de un mismo nivel. E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E E C C C C C E E E E E E A A A A C C E E E E E A A A B C C E E E E E B A B B C C C E E E E B B B B C C E E E E E C C C C C C E E E E E C C C C D D D E E E E D D D D D D D E G E E D D D D F F F G G G G D D D F F F F G G G G D D F F F F F G G G G D D F F F F F G G G G Figura 4.1 muestra un ejemplo del resultado de la división por simulación (en las áreas de A a G). Si las áreas divididas de esta manera presentan una forma peculiar o son demasiado extensas será necesario subdividirlas. • Una porción. más grande que el ancho. La Figura 4. será considerada como dos distintas si no tiene fragmentación. Resultado de la ubicación de estaciones por medio de simulación.1. Se forma un área anillada de ancho menor que unos tres recuadros. Subdivisión y corrección de las áreas divididas. 96 . con cinco recuadros centrales que constituyen un área distinta. con cinco recuadros centrales que constituyen un área distinta. siendo el largo de la circunferencia cinco veces o más. Las siguientes áreas se subdividirán: Área en forma de dona. más grande que el ancho. siendo el largo de la circunferencia cinco veces o más.Para realizar esta división se deberán considerar los siguientes puntos: • La concentración que constituye el punto de partida tendrá el valor máximo previsto para la zona. P estándar (redondear) De esta manera se obtienen el número de áreas subdivididas pero no se aclara cómo realizar la subdivisión de manera concreta.A.A. E2. lagos y pantanos? ¿En qué grado influyen las fuentes emisoras de los alrededores? ¿Cuál será la densidad poblacional y la proporción del casco urbano? ¿Cuál será la dirección del viento dominante por temporada? La Figura 4. E3.A.P.2 muestra un ejemplo de la subdivisión de la zona por simulación. se hará el cálculo tomando como referencia lo siguiente: Número de áreas subdivididas = D. y la E en E1. (Dose Area Product: producto área dosis).A.P = Superficie habitable en el área (km2) × Mediana de la concentración del área (ppb) Se realiza el cálculo del número de áreas subdivididas basándose en el valor de D. C2.A.A.P de cada área.P estándar por estación mostrado en el cuadro inferior la subdivisión no será necesaria. El área C está subdividida en C1.Para determinar el número de áreas subdivididas se puede utilizar el concepto de D. se toman en consideración los siguientes criterios: • • • • • ¿No estará fragmentada el área por condiciones topográficas? ¿En qué grado influyen los océanos. Si es más grande.2. D. C3. Si el D.P del área / D.P de un área es inferior al D. E1 E1 C1 A A B B C3 C3 D D E1 E1 C1 A A A B C3 C3 D D E1 E1 C1 A A B B C3 C3 D D E1 E1 C1 A B B B C3 C3 D D E1 E1 C1 C1 C2 C2 C2 C2 D D F E1 E1 E1 C1 C2 C2 C2 C2 D D F E1 E1 E1 E2 E2 C2 E3 E3 D D F E2 E2 E2 E2 E2 E3 E3 E3 E3 E3 G E2 E2 E2 E2 E2 E3 E3 E3 E3 G G E2 E2 E2 E2 E2 E3 E3 E3 E3 E3 G E2 E2 E2 E2 E2 E3 E3 E3 E3 E3 G D D D F F F F G G G G D D F F F F F G G G G D D F F F F F G G G G Figura 4. Ejemplo de subdivisión y 97 .A. Para ello. como los gastos. si se consideran por separado estos contaminantes. Generalmente las áreas representativas en la ubicación de estaciones de monitoreo de cada contaminante presentan distribuciones bastante diferentes. La zona objeto queda dividida en cinco áreas en el caso de SO2. tanto la complejidad del mantenimiento y control. no es aconsejable ya que se requiere mucho trabajo para asegurar el lugar de instalación y también aumentarían. Aunque no sería imposible instalar las estaciones por separado en las áreas representativas. La Figura 4. La figura inferior se refiere al resultado del ajuste de las estaciones con el fin de que sea cubierta la mayor extensión posible de áreas para ambos.3 presenta un ejemplo del ajuste de las áreas correspondientes a SO2 y NO2. Por lo tanto. el nivel de fondo de las concentraciones monitoreadas sería distinto. respectivamente. El número definitivo de estaciones sería de cinco que se encargarían de monitorear SO2 y NO2 a la vez.corrección de áreas. se deberán hacer ajustes para que las estaciones de monitoreo para diferente contaminante se instalen en un mismo punto y para que su ubicación permita cubrir toda el área con el menor número posible de estaciones. por lo que el número de estaciones necesarias sería de 5 y 4. en la medida de lo posible. a la derecha. Ajuste de la ubicación de estaciones de monitoreo. del lado izquierdo y en cuatro áreas para el NO2. 98 . Además. así como del análisis del porcentaje de captura simultánea de datos de alta concentración. Análisis de la ubicación de estaciones de monitoreo mediante los datos de las estaciones de monitoreo de la calidad del aire ambiente general.4 muestra el diagrama de árbol de un análisis Cluster. En caso de que ya existan varias estaciones en la zona se podrían utilizar otros procedimientos para su cierre o su unificación. El eje horizontal representa las estaciones (de A a G) y el vertical el coeficiente de correlación (que sería 99 .Figura 4. Con el análisis Cluster se verifica si los puntos con alta correlación caen en una misma división o no para clasificar las estaciones. para decidir sobre las estaciones ya existentes. se sigue el mismo procedimiento de ubicación de estaciones por simulación. La Figura 4. Uno de ellos puede ser el análisis Cluster.3. la subdivisión de las áreas y el análisis de la instalación de estaciones. En este caso. donde se utilizan los datos de las estaciones ya existentes de monitoreo del aire ambiente general. Ejemplo de ajuste de áreas para SO2 y NO2. correlacionando las estaciones encargadas de mediciones horarias en días de alta contaminación. Al cortarse en la línea del 30. En cambio. Se debe estudiar si la otra es apta para el monitoreo de 100 . si el número de estaciones es pequeño. H).4. en la posición 30 en el eje vertical). 100 50 1 2 3 4 5 0 A C B D F E G H Figura 4. Si existen dos o más estaciones. Diagrama de árbol de un análisis Cluster. Ubicación de estaciones de monitoreo de la calidad del aire ambiente general. G. algunas áreas no podrán ser cubiertas por las estaciones existentes y podrá surgir la necesidad de crear unas nuevas. Análisis integral de la ubicación de estaciones de monitoreo del aire ambiente.7. las estaciones podrán ser clasificadas en cinco grupos. se podría detectar si hay algunas que se juzguen como innecesarias en el caso de que sus áreas representativas sean compartidas. (A-C-B. En el caso de los grupos A-C-B y D-F que contienen dos o más estaciones se podrá estudiar la posibilidad de unificación o cierre de algunas para que quede una sola estación por grupo. se conservará la más apropiada de acuerdo con el procedimiento de ubicación de estaciones representativas. Si no hay estaciones en las áreas correspondientes se instalará una en el centro de las áreas representativas. D-F. Ubicación de estaciones de monitoreo representativas de SO2 y NO2.3. Si existe una estación en el área representativa. ésta continuará operando.0. Si existen dos o más. En caso de que sea imposible instalar estaciones en todas las áreas representativas debido a las limitaciones presupuestales y de tiempo se da prioridad a las estaciones de monitoreo de niveles de fondo. En principio se establecen las estaciones en las áreas comunes representativas de SO2 y NO2 que han sido ajustadas conforme al punto 4. E. a pesar de todo lo antes mencionado. debe permanecer. Cuando existe NO en el aire reacciona rápidamente con el O3 convirtiéndose en NO2. la concentración de O3 abarca áreas extendidas y la permanencia local de la concentración monitoreada depende del NO.alta concentración de corto tiempo en cuyo caso. Análisis de la ubicación de estaciones de monitoreo de niveles de fondo. la de monitorear niveles de fondo y aire ambiente general. Estaciones de monitoreo de O3. es decir. 101 . Estaciones de monitoreo de partículas y de HC (COVs). Al tomarse en cuenta las características de la distribución de concentraciones de O3 no será necesario que la densidad de estaciones en el área sea tan alta como la de las estaciones representativas de SO2 y NO2. En el caso de la red de estaciones de monitoreo del aire ambiente general es indispensable realizar el diseño incluyendo las estaciones de monitoreo de niveles de fondo. debe ser candidata al traslado o al cierre. también pueden monitorear en principio partículas y HC (COVs). se debe tener cuidado al efectuar el monitoreo en lugares de alta concentración de NO proveniente de los escapes de los automóviles. Por consiguiente. No se ha establecido un método eficaz para ubicar de manera adecuada las estaciones para monitorear partículas ni COVs porque su ubicación depende de la distribución de las fuentes de emisión y del proceso de formación de estos contaminantes. Por lo tanto. NO2). Las estaciones de monitoreo de SO2 y NO2. además de las estaciones de monitoreo de emisiones de fuentes móviles. se requiere medir siempre los NO y NO2 al mismo tiempo. se debe insistir en la importancia de medir O3 siempre al mismo tiempo que NOx (NO. Sin embargo. Debido a sus características. En términos generales. Si no corresponde a ninguno de estos casos se debe determinar si continúa o no tomando en cuenta su continuidad histórica. Si sólo se puede instalar una estación de monitoreo del aire ambiente general en la zona objeto será necesario ubicarla en la dirección del viento dominante de manera que desempeñe ambas funciones. es deseable medir la concentración de O3 en forma simultánea en las estaciones representativas de SO2 y NO2. Si no se justifica su permanencia. Análisis de la ubicación de estaciones de monitoreo de fuentes específicas. dentro de lo posible. En este caso. la necesidad de colocar estaciones de este tipo para conocer concentraciones altas no es muy grande. contaminación causada por viento rápido. En el caso de las estaciones de monitoreo de emisiones de fuentes móviles se debe dividir la vía objeto en tramos en los que se indican ciertos detalles como el volumen de 102 . No habría un gran problema si se pretende conocer sólo concentraciones elevadas de corto tiempo causadas por plumas de cierta altura (20 metros o más. Ubicación de estaciones de monitoreo de emisiones de fuentes móviles. según las circunstancias. Pluma en momentos de inestabilidad atmosférica. con viento suave. Efectos topográficos. Para ubicar las estaciones de monitoreo de fuentes fijas específicas es preciso conocer. de dirección y de velocidad del viento y por nivel de estabilidad atmosférica. En ocasiones se requieren varias estaciones. Pluma en el momento de la generación de una inversión térmica de superficie. Ubicación de estaciones de monitoreo de fuentes fijas específicas de SO2 y NO2. vientos locales. Las condiciones de generación de altas concentraciones ambientales por fuentes específicas no son tan excepcionales pero se reflejan en cierto grado en el promedio anual siendo capturadas finalmente por la red de estaciones representativas. por ejemplo). En otras palabras. Por lo tanto. Aquí se muestran nuevamente las condiciones en que aparecen altas concentraciones a causa de las fuentes fijas específicas: Pluma en momentos de calma. En el proceso de análisis de la ubicación de estaciones representativas de SO2 y NO2 se da una idea aproximada de los lugares donde instalar las estaciones de monitoreo de fuentes fijas específicas. para estimar los lugares donde aparecen altas concentraciones es útil el concepto Xmax. las altas concentraciones mencionadas. de los resultados de la simulación por rango. se obtienen los puntos de concentración máxima para cada caso y se elige el punto de aparición de la concentración máxima para ubicar la estación en el punto más adecuado. Pluma alta. punto de aparición de la concentración máxima. W. J. Environ.V. Distribución de los contaminantes en tiempo y espacio. Tanenbaum S. Cochran. Ed Continental.. Assoc. Site representativeness of urban air monitoring stations. México. 1995. existencia de banqueta y. Chang-Chuan Chan. Dos vías distintas que pertenezcan a un mismo tipo de tramo deben ser representadas por uno solo. D. las características de la vía (número y ancho de carriles. paso elevado. Michaels H. Beveridge P. Elsom. vía terraplenada. Técnicas de muestreo. California Air Resources Board. en su caso.). Air Waste Manag. CA.circulación al día y durante 14 horas (de 7:00 a 21:00). Sacramento. L. 1996.. La implantación de alguna de ella dependerá de las características del área de estudio y de la disponibilidad de los recursos. “Spatial Correlation Análisis of Air Pollution Data in an Urban Area”. Spatial representativeness of monitoring sites and zones of influence of emission source. subterráneo. Con la tipificación de estos tramos se deben elegir los sitios para colocar las estaciones de monitoreo.. o pendientes en subida o bajada. 12:1103—1107 103 . Cochran.G.V. Las metodologías que se presentan a continuación permiten evaluar el comportamiento del contaminante en el espacio. Referencias. túnel.A. de C. Compañía editorial continental. 1998. El diseño de una red de monitoreo debe considerar la distribución del contaminante en el tiempo y el espacio por lo que se sugiere la evaluación del contaminante por períodos de tiempo prolongado para elegir los sitios con la máxima cobertura espacial y con mediciones representativas a lo largo del año.A. M. de C. La estación de monitoreo se instalará en la orilla del tramo representativo elegido. (1978). Jiang-Shiang Hwang. Técnicas de Muestreo. 1999. Blanchard C. IMPROVE particulate monitoring network procedures for site selection. (1995). su ancho. Atmos.. el porcentaje de circulación de vehículos grandes. si es una vía elevada. S.M. 46:755-760. University of California(Crocker Nuclear Laboratory). Décima primera impresión. México. S. W. J. H. American Chemical Society. U. Air Poll. 115 Handscombe. Pitts. California. U. E. S. J. Pitts J. “Spatial Characteristics of Fine Particulate Matter: Identifying Representative Monitoring Locations in Seattle. (2002).M Eldsom (1982). Academic Press. R. J. Ed.V. 1ª edición. Pitts. S.. Principles of Environmental Sampling. A. Larson. 16:1061-1070 Jacobson.. Fundamentals of Atmospheric Modeling. and D. (1996). J.I. 1999. Assoc. N. M. Larsen. Control Assoc. N. Atmospheric Chemistry: Fundamentals and Experimental Techniques. 400-509 Jáuregui E. Second Edition. Keith L. S.. pg. Cambridge University Press. (2000). and Applications. de C. 2003. A. 19:24-30 104 .. B. Finlayson-Pitts. “Rationalization of the National Survey of Air Pollution Monitoring Network of the United Kingdom Using Spatial Correlation Análisis: A Case-Study of the Greater London Area”. “A New Mathematical Model of Air Pollutant Concentration Averaging Time and Frequency”. Z. San Diego. “El Clima de la Ciudad de México”. T. Wiley & Sons. pg.C. S. O. J. 2000. Editorial Plaza y Váldez. (1986).A. Atmospheric Chemistry: Fundamentals and Experimental Techniques. Academic Press. U. (1986).. T. Hainning R. L.. Spatial Data Analysis Theory and Practice. Goswami. Finlayson-Pitts. 52:324-333. Finlayson-Pitts. Experiments.. J. Environ. Sally Liu. Atmos. J. (2000).. Ed.. Cambridge University Press..M. Lumley. J. Chemistry of the Upper and Lower Atmosphere. B. Washington”. Washington. BJ. Chemistry of the Upper and Lower Atmosphere Theory. C. John Wiley & Sons. JN Jr. A. Air & Waste Manage. N.Finlayson-Pitts B. D. Pitts. (1969). 5 and Ambient Air Quality Surveillance for Particulate Matter”. The Design of Air Quality Monitoring Networks. EnviroComp Institute and A&WMA. Federal Register. July 18. Hermes Impresores. NOM-025-SSA1-1993.P. 2003. Pittsburgh. 82 Consulta realizada en Agosto de 2006 http://www. U. P. Valor límite permisible para la concentración de partículas suspendidas totales PST. partículas menores de 10 micrómetros PM10.int/peh/ Zannetti. SMA (2000).E. México Muun. A. 105 . Air Quality Modeling (Theories.S. p. (1997).E: and T. 5-6. 62(138):3876338854. Secretaría del Medio Ambiente del G. 2000. Proyecto “Bases Para el Manejo de la Zona Oriente del Valle de México”.. (1981). Secretaría de Salud (SSA). y partículas menores de 2. 2005.who. EPA (1997b). U. World Health Organization. p. Guidelines for Air Quality. U. Criterio para evaluar el valor límite permisible para la concentración de material particulado. Diario Oficial. R. R. This document is not a formal publications of the WHO. 2005. Introducción al Monitoreo Atmosférico. (1977). December. MI: Ann Arbor Science.Martínez. México. PA.S. Air Monitoring Survey Designe. Computational Techniques. Guidance for Network Design and Optimun Site Exposure for PM2. EPA-454/R99-002. EPA. December. and Available Databases and Software).5 and PM10.5 de la calidad del aire ambiente. Guidance for Choosing a Sampling Design for Environmental Data Collection. Methodologies. Noll. Ann Arbor. Guidelines for Air Quality. Septiembre. Romieu.S. Miller. EPA (1997a). L. EPA/240/R-02/005. “Revised Requierements for Designation of Reference and Equivalent Methods for PM2.5 micrómetros PM2. London: Macmillan Ltd.F.D. I. OMS (2000). 40 CFR Part 53 and 58. Salud ambiental. 106 . mantenimiento y calibración de los componentes de una estación de monitoreo de la calidad del aire.Manual 4 Operación. ............1...............1.........1.........5 por el principio de atenuación beta.................130 2......................... 133 107 .......4..................... .................. ................. EQUIPOS PARA MONITOREO DE CONTAMINANTES CRITERIO........................................... Monóxido de carbono. 131 2...........3................5...... 127 1...... CRITERIOS PARA LA SELECCIÓN DE EQUIPOS................... 128 1..........6... 119 1.....................................1............. 124 1.................................................................... Especificaciones............ 124 1...... Ozono. Muestreadores de PM10 o de PM2............................. Estructura de los POs......... ........... 118 1..........2..................................1...........1........1..1. Especificaciones........... ........................ .... 121 1............ Equipo para muestreo de partículas...........2..................................................1........1......................................................... Equipos para muestreo automático y monitoreo de partículas............ 116 1..............................5............... 127 1........ .............................1..1........ Principio de medición.............1... ........ 114 1.......1.. 117 1........1......2.2......1............ 125 1....4................ PUESTA EN MARCHA DE LOS EQUIPOS.....3..... 119 1. ........1.... ...... Principio de medición... Bióxido de azufre............. PROCEDIMIENTOS OPERATIVOS Y MANUALES DE OPERACIÓN..............1.....................2................1........3..................1....1.............1...................... ............................ ...... 113 1... ............ Elaboración de los POs.......... 130 2......................4............ 117 1.............. OPERACIÓN....... Especificaciones. EQUIPO...........................................................113 1............1....3..............6..........1.. 122 1....... 129 1............ Especificaciones.. Tapered Element Oscillating Microbalance)................................ ... Microbalanza oscilante de elemento agudizado (TEOM..... 114 1..1...1.......... Óxidos de nitrógeno....... INSTALACIÓN DE EQUIPOS................ 126 1......................2... ..... ..... 130 2..............1............................................. Principio de muestreo y medición..........111 1... ............... 128 1................. ........2.................................1.........1....Contenido INTRODUCCIÓN .......................................... Principio de medición...........................................2.................2.................5....................... Especificaciones... 122 1......... Principio de medición...............1..4.............1.......................1.2.................6..............................................................2....................... .....1......1. DOCUMENTACIÓN DE VISITAS................. SEGURIDAD Y PLANES DE EMERGENCIA.... Exterior de la estación............ 145 2. Transmisión de los datos. 149 3.....Inspección física........ 134 2..2..................2.2.....................1................2....... ....139 2............. ....1...1...................1...............2...Toma de muestra múltiple......2..1. .................... ......2............2... 135 2..136 2.............. 134 2..3.2...5........ .....................2...........1...................4..... bombas y extractores.. Interior de la estación..2...2............ ......2..........................2.....................2.1........2.1..... Programa de mantenimiento preventivo (para las estaciones de monitoreo)...................................... 145 2.......3........ 134 2.................... ... ..... PROCEDIMIENTOS DE INSPECCIÓN DE RUTINA EN LAS ESTACIONES DE MONITOREO.149 3..............................3... Monitoreo de gases.138 2............... Almacenamiento de datos..........137 2...... .................. Revisión de los datos en el almacén temporal........................... 135 2.....Analizador – Almacenador de datos. MANTENIMIENTO PREVENTIVO........2. Verificación de tiempos de residencia..1............................. 139 2.....2..................... 140 2..........3.....1..................3..3.........1....3..................2..138 2................2......... Comparación de las lecturas del analizador con las lecturas del almacén temporal de datos...3........................... 136 2.......2..........3.. Analizadores... .. 149 108 ..............2.. Prácticas de seguridad en torno a las instalaciones............3.......2..............2. 135 2...... 138 2.... Verificación del estado de la calibración......137 2..2........................................................... 145 2............1. Inspección rutinaria del sistema de muestreo y medición........1....... ....2...........2...5.................136 2..............................2.................. 149 3........... .. ................ Revisión de los parámetros de operación..................... .2..3.3...............................1.........5............... 139 2..2...........2....1.....2. .......2............. MANTENIMIENTO......... BITÁCORAS DE EQUIPO..... Inspección de la estación....3.............2.........................2......... Inspección del sistema de transmisión y almacenamiento de datos....2....... Seguridad en las instalaciones..138 2....................2....................2.....................2.................................... GENERALIDADES.....1..................... 148 3........2............... Mantenimiento preventivo y mantenimiento correctivo...... 149 3... Muestreo automático de partículas.....................................3..................2........ Muestreo manual de partículas........2. 135 2.. 2..2............2........... 185 4............ Muestreo manual de partículas.............. MANTENIMIENTO CORRECTIVO....3.... Muestreadores manuales.......4..............2. Muestreo automático de partículas......2..3..1........... 186 4......2............ CALIBRACIÓN DE LOS EQUIPOS DE MONITOREO DE GASES...... ............. 182 4..........3................2... Calibración de analizadores de CO y SO2..3.. 181 3.. ....3....................3................... Criterios..............2.....1............3. ......2.......................1............2. Calibración de analizadores de NOx............... .............. Métodos de calibración.....3....3..............2..........Monitoreo de gases...2....... .. 180 3.3........2..........1.........................................3......... ........... ..........3....1................2...... Resultados de las inspecciones de rutina de las estaciones........3. Muestreadores semiautomáticos y automáticos............................................... 180 3............ CALIBRACIÓN DE EQUIPOS DE MUESTREO DE PARTÍCULAS...................... 185 4.....1.... 194 4......1...1............... 189 4........3................ CALIBRACIÓN DE EQUIPOS E INSTRUMENTOS. Frecuencia...................................... 194 4...............3..............4....... .....3.............1......... 186 4.3............ 188 4...4....... 185 4..1.... Calibración multipunto (verificación de linealidad).....Calibración de canales de NO y NOx.....................2... 186 4..3..3......1... Calibración de analizadores de O3.......1..... Analizadores................1..................Toma de muestra.............2......199 4......................157 3...1.....2..... Sistemas de muestreo y medición..... múltiple..............1.........................................1..2...............157 3............... Objetivos.................1...... Sistema de transmisión y almacenamiento de datos...... ÁREA DE REPARACIÓN Y MANTENIMIENTO DE EQUIPOS...... 198 4.....3.........1..2...1................6............................................................ ............................ 193 4........... INVENTARIO DE EQUIPOS Y REFACCIONES..2......3........... ............. Calibración de cero y span (calibración con dos puntos)....... 180 3... bombas y extractores.......200 109 ........ GENERALIDADES.................152 3.3....1........................2.......... CONTROL DE ALMACENES DE REFACCIONES Y EQUIPOS...5...157 3....... 152 3......1.............. ...................... 199 4........ 185 4.............. Instrumentos de medición de parámetros meteorológicos..2..Calibración del canal de NO2 (Titulación en fase gaseosa)...................... 188 4.......................157 3................ 151 3................2..2.....3... Infraestructura..3....................................................................2.....157 3............................. ..2...........................4..... 182 3...1.. 208 4....2................. Calibración de sensores de presión.............214 110 ...................................4........ Calibración de humedad relativa... ....... 203 4. ........... Calibración de sensores de temperatura..........3..................... .......... Calibración de sensores de radiación solar.......................... 201 4...............4.......... VERIFICACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN DE PARÁMETROS METEOROLÓGICOS...........4....4..4.......7...................................4...... 212 4............................ 202 4. .....4. Verificación del transductor y las señales...... .. Calibración de sensores de velocidad de viento........ 213 5.............................4.....4.............................. Verificación de sensores de dirección de viento...................5......6......1..... 210 4.. 207 4........4. REFERENCIAS................................................. .............. En el Capítulo 2 se presentan las consideraciones básicas para la elaboración de Procedimientos Operativos (PO´s) y las actividades de rutina en la operación de una estación de monitoreo. En el Capítulo 3 se establecen algunas directrices generales así como los requisitos mínimos con que deben contar los programas de mantenimiento preventivo y correctivo. calibración y mantenimiento que deben implantarse para garantizar la adquisición de datos representativos.Introducción La operación de un Sistema de Monitoreo Atmosférico (SMA) implica diversas tareas y actividades coordinadas y realizadas por personal capacitado y entrenado que garantice. 111 . que representan una herramienta esencial en los esquemas de calidad de las organizaciones responsables de los Programas de Monitoreo Atmosférico. También se incluyen criterios para la selección de los equipos y las actividades que se efectúan para su instalación. almacenamiento y procesamiento de los datos generados. En el Capítulo 4 se presentan aspectos generales de los procedimientos de calibración requeridos en este tipo de sistemas para demostrar la trazabilidad de las mediciones que se realizan haciendo énfasis en la necesidad de que se disponga en el País.| usados en la medición de las concentraciones de los contaminantes criterio en el aire. de organizaciones que proporcionen servicios de certificación y verificación de patrones de transferencia. como la adecuada adquisición. En el Capitulo 1 se describen los principios de funcionamiento de los analizadores automáticos de gases y de los muestreadores y monitores de partículas. a mediano plazo. activación y operación. completos. Es importante señalar que las actividades de mantenimiento preventivo y calibración de hecho son parte de los procedimientos operativos propios de un SMA por lo que deben documentarse para demostrar y garantizar la trazabilidad de las mediciones que realizan. tanto la correcta medición de los contaminantes atmosféricos y los parámetros meteorológicos. Este documento se refiere a las actividades de operación. confiables y comparables. Además se presentan algunos aspectos relativos a las medidas seguridad y de atención a emergencias por contingencias ambientales. equipos. La cobertura se refiere a considerar la infraestructura integral del SMA que incluye instalaciones. vehículos. instrumentos. combustibles. revisión. los Programas de Mantenimiento Preventivo. de Calibración y de Adquisiciones deberán ser eficaces en términos de cobertura y temporalidad.Asimismo. fortalecer el Sistema Nacional de Información de la Calidad del Aire (SINAICA) el cual es esencial para la Gestión de la Calidad del Aire. mantenimiento y calibración para garantizar el cumplimiento de los objetivos de calidad establecidos. mientras que la temporalidad se relaciona con la frecuencia en que se programan y ejecutan las diversas actividades de verificación. servicios y otros. por ejemplo. Algunos aspectos específicos relacionados con la planeación y programación de las actividades podrán depender de requerimientos reglamentarios y/o normativos establecidos por las autoridades en base a objetivos y metas de mediano y largo plazo para. 112 . sustitución. La selección de los equipos e instrumentos para el monitoreo y medición de la calidad del aire se hará conforme a los lineamientos que se muestran a continuación pero podrá complementarse y actualizarse con información proporcionada por los proveedores. Es la relación entre la entrada y la salida en la que la salida varía en proporción directa a la entrada. Los principios de medición de los analizadores se llevan a cabo de acuerdo a los métodos de referencia. • Linealidad. En este capítulo se presentan los principios de los equipos de medición y de muestreo para la determinación de la concentración de contaminantes criterio. establecidos en las Normas Oficiales Mexicanas. Para las especificaciones generales de desempeño de los analizadores se encuentran las siguientes: • Límite mínimo de detección.epa. Se define como el equivalente al doble del nivel del ruido electrónico del analizador.Equipo. o a los métodos equivalentes. Es una medida del acuerdo mutuo entre mediciones individuales de la misma propiedad que en general se realizan en condiciones similares prescritas.gov/ttn/amtic/criteria.html se encuentra el listado de los métodos de referencia y métodos equivalentes designados para cada contaminante criterio. Se expresa en términos de desviación estándar. 113 . Además se presentan las especificaciones generales de desempeño para cada uno de ellos. Equipos para monitoreo de contaminantes criterio. • Precisión. Es la desviación máxima entre la respuesta real del analizador y la respuesta de salida preestablecida por la regresión lineal (mínimos cuadrados) de las lecturas reales. En la página web de la United States Environmental Protection Agency (EPA) www. Es la concentración mas baja que el analizador es capaz de detectar con confianza. Es la diferencia entre las temperaturas ambientales máxima y mínima. Principio de medición. Es el tiempo que transcurre entre la introducción de una concentración de prueba y el primer cambio observable en la respuesta del analizador. establecido en la NOM-034-SEMARNAT-1993. que consiste en medir la radiación infrarroja absorbida por el monóxido de carbono mediante un fotómetro no dispersivo. en la respuesta de salida del analizador a escala completa de medición. El método de referencia se basa en la capacidad que tiene el monóxido de carbono para absorber la energía en determinadas longitudes de onda. conocido también como Espectrofotometría en el Infrarrojo No Dispersivo (IRND). • Tiempo de ascenso. Monóxido de carbono. a las que puede operar el analizador sin que se provoquen cambios significativos en su funcionamiento. Es el tiempo que transcurre entre la primera respuesta observable del analizador y el momento en que se estabilice la lectura en una concentración equivalente al 95 % del intervalo total de medición. es el de absorción infrarroja por medio de un fotómetro no dispersivo. • Tiempo de respuesta. Es la variación en la respuesta de salida del analizador a una muestra constante de aire cero durante un periodo de operación continua sin realizar ajustes. que no son causadas por cambios en la concentración de la muestra.• Desplazamiento del cero. • Desplazamiento del span. Es el conjunto de desviaciones espontáneas de corta duración en la señal de salida del analizador. positivo o negativo. Es el cambio. respecto a la media. 114 . • Intervalo de temperatura de operación. El método de referencia para determinar la concentración de monóxido de carbono (CO) en aire ambiente. a una concentración de prueba del contaminante durante un periodo de operación continua sin realizar ajustes. • Ruido. 2. La radiación infrarroja emitida por una lámpara se transmite a través de dos celdas. De esta manera. En los analizadores de CO más modernos se aplica una variación denominada Filtro de Correlación de Gas cuyo funcionamiento se muestra en la Figura 1. los cuales no absorben radiación infrarroja a la longitud de onda usada en el analizador. La celda de referencia contiene un gas inerte. directamente proporcional a la cantidad de CO contenida en la muestra de gas es medida por algún tipo de detector de estado sólido. 1993). Figura 1.1. por lo general nitrógeno o aire. Principio de detección IRND simple. 115 . En la Figura 1.En los analizadores que utilizan este método se mide la absorción de radiación infrarroja llevada a cabo por las moléculas de CO en intervalos relativamente pequeños de longitudes de onda o bandas centradas sobre la región de máxima absorción del contaminante. conforme el haz de radiación infrarroja pasa por la celda de muestra las moléculas de CO absorben parte de esta radiación por lo que a la salida de la celda se tendrá menos energía que a la entrada y también menos que a la salida de la celda de referencia.1 se ilustran esquemáticamente los componentes básicos de un analizador IRND tradicional y su principio de funcionamiento (Jahnke. Esta diferencia de energía entre las dos celdas. la de referencia y la de muestra. 05 g o mg/m3.2. Especificaciones generales de desempeño para analizadores de CO. En la Tabla 1. . Tabla 1.Figura 1. Principio de detección IRND con correlación de filtro de gas. En este caso el haz de radiación infrarroja pasa por un filtro rotatorio integrado por dos celdas. Estas especificaciones son proporcionadas por el fabricante y pueden variar de acuerdo al modelo y/o marca. Principio de Detección Infrarrojo con correlación de filtro de gas 116 Ruido (ppm) ± 0.1. una de las cuales contiene CO y la otra N2 para crear el haz de referencia de modo tal que el detector mida la diferencia de energía entre la radiación absorbida en la celda de muestra y la señal modulada por la alternancia entre los filtros de gas. Cabe resaltar que algunos criterios pueden no ser directamente aplicables a las condiciones ambientales de monitoreo. La señal del detector es procesada y acondicionada por microprocesadores para desplegarla como una lectura de concentración de CO en ppm o en Especificaciones.1 se encuentran las especificaciones generales de desempeño que debe presentar un analizador de CO. °C) Linealidad (%EC) Desplazamiento del Cero 24h (ppm) Desplazamiento del Span 24h(%EC) 1.0 ± 0. El método de referencia.1 Operación (Intervalo. Debido a la complejidad del método y al tipo de sustancias que se requieren.1 ascenso 95 % (s) Temperatura de Precisión (ppm) ± 0.0 Voltaje (VCA / 60 HZ) 105 – 115 Bióxido de azufre. los analizadores automáticos utilizan un método espectrofotométrico diferente considerado equivalente.2 1. Principio de medición.0 Porciento de Humedad Tiempo máximo de Ciclo (min) 100% 10 – 40 90 1. para determinar la concentración de bióxido de azufre en el aire ambiente es el de West y Gaeka. (método de la pararrosanilina) que es una técnica analítica por vía húmeda.(método de referencia) Límite de Detección (ppm) Tiempo de 0. En la misma norma se considera como método equivalente el de fluorescencia. establecido en la NOM-038-SEMARNAT-038. El principio de medición se basa en el hecho de que cuando las moléculas de SO2 absorben radiación ultravioleta (UV) a una longitud de onda en el intervalo de 210-410 nm entran en un estado instantáneo de excitación para posteriormente decaer a un estado de energía inferior emitiendo radiación UV de una longitud de onda mayor en el intervalo de 240 a 410 nm como se indica a continuación: SO2 + ηγ 210 nm ⎯ SO2 ⎯ SO2 + ηγ 240 − 410 nm ⎯→ ⎯→ * * 117 . Estas especificaciones son proporcionadas por el 118 . como la de la radiación fluorescente emitida en la cámara. En la Tabla 1. tanto de la radiación irradiada por la fuente UV.3.La intensidad de la radiación fluorescente emitida es proporcional a la concentración de SO2. Como se observa en la figura la selección de las longitudes de onda se realiza por medio de filtros de banda. Figura 1.3. (Jahnke. la cual es recibida por un tubo fotomultiplicador que detecta la señal luminosa y la convierte en una señal eléctrica cuya magnitud es directamente proporcional a la concentración de SO2 contenida en el gas muestreado (Jahnke.2 se encuentran las especificaciones generales de desempeño que debe presentar un analizador de SO2. Los componentes básicos de un analizador de este tipo se muestran en la Figura 1. Principio de detección de fluorescencia UV. Especificaciones. 1993). 1993). En la práctica los equipos comerciales cuentan además con lavadores o con dispositivos filtrantes para la remoción de hidrocarburos o con otros mecanismos para reducir al mínimo las interferencias. 002 1. El método de referencia para determinar la concentración de óxidos de nitrógeno (NOx) en aire ambiente.fabricante y pueden variar de acuerdo al modelo y/o marca. Principio de medición. Principio de Detección Fluorescencia UV (Método equivalente) Tiempo de 0.002 ascenso 95 % (s) Temperatura de Precisión (ppm) ± 0.0 Voltaje (VCA / 60 HZ) 105 – 115 Óxidos de nitrógeno. establecido en la NOM-037-SEMARNAT-1993.002 Límite de Detección (ppm) 3. Este método de referencia permite medir la concentración de bióxido de nitrógeno en el aire ambiente de forma indirecta. La quimiluminiscencia es una técnica analítica basada en la medición de la cantidad de luz generada por una reacción química.2. Especificaciones generales de desempeño para analizadores de SO2. Los analizadores de NOx utilizan este principio 119 .002 Operación (Intervalo. Tabla 1.0 Porciento de Humedad Tiempo máximo de Ciclo (min) 100% 10 – 40 180 Ruido (ppm) ± 0. Cabe resaltar que algunos criterios pueden no ser directamente aplicables a las condiciones ambientales de monitoreo. es el de quimiluminiscencia en fase gaseosa. °C) Linealidad (%EC) Desplazamiento del Cero 24h (ppm) Desplazamiento del Span 24h(%EC) 1.0 ± 0. Figura 1.4 se muestran los componentes básicos de un analizador de NOx. La luz emitida se encuentra en el intervalo del infrarrojo entre 500 y 3000 nm de acuerdo a la siguiente reacción: * NO + O3 → NO2 + O2 * NO 2 → NO 2 + hv El NO en una muestra de aire reacciona con el O3 para formar dióxido de nitrógeno en estado de excitación (NO2*). El NO2 no participa en la reacción de quimiluminiscencia por lo que los analizadores están provistos de un convertidor a través del cual pasa la muestra de aire en forma alternada para que el dióxido de nitrógeno se reduzca a NO. Principio de detección por quimiluminiscencia. NO2 ⎯calor⎯ ⎯ ⎯r → NO + 1 O2 ⎯ / catalizado ⎯ 2 120 .4. Posteriormente. cuando el dióxido de nitrógeno generado vuelve al estado inicial emite una luz característica en una cantidad proporcional a la concentración del NO contenido en la muestra (Jahnke. En la Figura 1. 1993).a partir de la reacción que tiene lugar entre el óxido nítrico (NO) contenido en la muestra de aire y el ozono (O3) que genera en exceso un dispositivo que es parte de los componentes del instrumento. En la Tabla 1.0 ± 0. Cuando la muestra llega directamente a la celda de reacción sin pasar por el convertidor la concentración detectada corresponde a la concentración del NO existente y la lectura es guardada por el microprocesador.La generación del O3 se lleva a cabo tratando oxígeno con radiación UV en un tubo de cuarzo. La concentración de NO2 corresponde a la diferencia entre las lecturas registradas de NO y NOX. Tabla 1. Especificaciones.0 10 – 40 180 Ruido (ppm) ± 0. Cuando la muestra pasa por el convertidor y llega hasta la celda de reacción el NO2 se convierte en NO y la concentración detectada se suma a la del NO de la etapa anterior y se reporta como NOx total. Cabe resaltar que algunos criterios pueden no ser directamente aplicables a las condiciones ambientales de monitoreo.005 ascenso 95 % (s) Temperatura de Precisión (ppm) ± 0.002 Límite de Detección (ppm) . Principio de Detección Quimiluminiscencia (método de referencia) Tiempo de 0.3. Estas especificaciones son proporcionadas por el fabricante y pueden variar de acuerdo al modelo y/o marca.3 se encuentran las especificaciones generales de desempeño que debe presentar un analizador de NOx. La concentración de NOx se determina en dos etapas de medición.002 Operación (Intervalo. °C) Linealidad (%EC) Desplazamiento 1. Especificaciones generales de desempeño para analizadores de SO2.002 Porciento de Humedad Tiempo máximo 121 100% 3. El O3 se suministra en exceso a la cámara de reacción para asegurar una reacción completa y para evitar la pérdida de radiación. Sin embargo. Principio de medición.0 de Ciclo (min) Voltaje (VCA / 60 HZ) 105 – 115 Ozono. El principio de detección se basa en la Ley de Beer-Lambert. actualmente los analizadores utilizan el método de fotometría en el UV. El método de referencia para determinar la concentración de ozono (O3) en aire ambiente. es el de quimiluminiscencia. establecido como equivalente en la misma norma. Cuando muestra pasa por el interior de las celdas de absorción de una determinada longitud de onda una molécula del gas objeto de la medición absorbe una cantidad de radiación de longitud de onda específica. En dicho método se mide la cantidad de radiación ultravioleta de longitud de onda cercana a los 254 nm que es absorbida por el O3 presente en la muestra. establecido en la NOM-036-SEMARNAT-1993. La concentración del gas se puede obtener mediante la siguiente ecuación: I = I 0eαLC Donde: (a condiciones de P y T) I = La intensidad de la luz después de la absorción I0 = La intensidad de la luz antes de la absorción α = Coeficiente de Absorción del O3 a determinada longitud de onda L = Longitud de la celda o tubo de absorción C = concentración del gas absorbente (O3) Despejando la concentración de O3 (C) en ppm: 122 . La concentración obtenida se corrige por los datos de temperatura y presión del interior de la celda de absorción medidas de manera independiente.del Cero 24h (ppm) Desplazamiento del Span 24h(%EC) 1. Principio de detección por fotometría UV. Por lo común los equipos comerciales emplean una lámpara de alta energía de vapor de mercurio para generar el haz de luz UV en la región de los 254 nm.6. Figura 1. El haz pasa por un filtro para partículas de un material que no reaccione con el O3 y que sea transparente a la luz UV. Finalmente el haz de luz UV pasa por un filtro similar ubicado en la parte final del tubo de absorción para ser detectado por un diodo al vacío. Principio de detección por fotometría UV. Dado que el O3 absorbe en forma muy eficiente la luz UV la longitud de la cámara requerida puede ser relativamente corta.O3 ( ppm ) = I 760 T 10 6 * Log 10 0 * * α *L I P 273 En las figuras1. de unos 40 a 42 cm. Figura 1.5 y1.5.6 se muestra un esquema simple del principio de operación y los principales componentes de un analizador UV. La intensidad de la luz es 123 . Aunque se han ido sustituyendo por métodos 124 .001 1.0 Voltaje (VCA / 60 HZ) 105 – 115 Equipo para muestreo de partículas.002 Operación (Intervalo.convertida a una salida de voltaje. Especificaciones generales de desempeño para analizadores de O3.4 se encuentran las especificaciones generales de desempeño que debe presentar un analizador de O3.4. En la Tabla 1. Estas especificaciones son proporcionadas por el fabricante y pueden variar de acuerdo al modelo y/o marca. °C) Linealidad (%EC) Desplazamiento del Cero 24h (ppm) Desplazamiento del Span 24h(%EC) 1. Existe una cantidad importante de redes manuales que utilizan muestreadores de alto volumen para determinación de Partículas Suspendidas Totales (PST) y partículas iguales y menores a 10 m (PM10). Cabe resaltar que algunos criterios pueden no ser directamente aplicables a las condiciones ambientales de monitoreo.0 ± 0.002 ascenso 95 % (s) Temperatura de Precisión (ppm) ± 0.0 Porciento de Humedad Tiempo máximo de Ciclo (min) 100% 10 – 40 90 ± 0. Principio de Detección Límite de Detección (ppm) Fotometría UV Ruido (ppm) Tiempo de 0. Tabla 1. La disminución de la luz UV inicial debida a la absorción por el O3 es directamente proporcional a la concentración Especificaciones.002 1. 7 se muestra uno de los tipos de muestreador de alto volumen acoplado con un cabezal y los demás equipos periféricos que lo integran (para mover el aire un par motor . Cada muestra se pesa en un ambiente de temperatura y humedad controladas restando del peso del filtro con muestra el peso del filtro antes del muestreo con lo que se obtiene el peso de la muestra. que ha sido previamente acondicionado a las mismas condiciones de temperatura y humedad en las que se acondicionará la muestra. En la Figura 1. Principio de muestreo y medición. es el denominado de alto volumen. El muestreo se lleva a cabo de manera continua durante 24 ± 1 horas.bomba. tanto en USA como en México. los métodos manuales continúan estableciendo una referencia en la medición de la concentración de partículas y presentan la ventaja de permitir el análisis físico químico de las muestras recolectadas. La concentración de PST en el aire ambiente se calcula dividiendo la masa de las partículas recolectadas entre el volumen total de aire muestreado corregido a condiciones de referencia y se expresa en microgramos por metro cúbico de aire. un registrador de flujo y accesorios para sujetar el filtro). En el filtro. 125 . El método manual de muestreo para la determinación de la concentración de partículas suspendidas totales en el aire ambiente que se ha usado tradicionamente. Para el método de muestreo y medición manual de las PM10. las muestras se recolectan y se pesan de la misma manera que se hace con las de PST pero usando un muestreador de alto volumen acoplado con un cabezal que selecciona las partículas por tamaño. El método consiste en hacer pasar aire ambiente a una tasa de flujo de aproximadamente 1 metro cúbico por minuto a través de un filtro de fibra de vidrio montado bajo una cubierta protectora que evita que caiga material directamente sobre el filtro. Fuente: ACGIH (1989).automáticos de muestreo y medición. se retienen las partículas suspendidas (de diámetro inferior a unos 50 m). establecido en la NOM-035SEMARNAT-1993. La frecuencia tipica de muestreo empleando este método es de cada seis días pero en casos especiales se hace un muestreo cada tercer día. En este cabezal se aprovechan las propiedades aerodinámicas de las partículas de diferentes diámetros para asegurar que sólo aquellas con diámetro inferior a 10 m sean recolectadas. Figura 1.1 . Tabla 1. Principio de Muestreo Principio de Medición ó Detección Límite de Detección inferior (g/m3std) Precisión (%) Flujo de operación (m3std/min) Tiempo de Muestreo (h) 126 Alto Volumen (Método de Referencia) Gravimetría 2.7. Es importante señalar que de las muestras obtenidas es posible efectuar análisis complementarios para la caracterización de los aerosoles. Muestreador de alto volumen con cabezal. En la Tabla 1. sulfatos y los nitratos.1. siendo los más comunes el plomo. Especificaciones.7 24±1 .5 se encuentran las especificaciones técnicas del método de muestreo y medición.0 3a5 1.5 Especificaciones del método manual de muestreo y medición de PST y PM10 en aire ambiente. Tabla 1. Por lo general se emplean cámaras de ionización como detectores.6. El semicontinuo es mediante la atenuación de radiación beta. Se hace pasar radiación beta de bajo nivel a través de la cinta y las partículas depositadas. La capa de partículas. En estos muestreadores el aire ambiente se introduce al sistema mediante una bomba a través de un sistema de corte para permitir la entrada sólo a partículas de diámetro inferior a 10 m o a 2. Estos muestreadores tienen la ventaja de que pueden transmitir la información en tiempo real o cercano al tiempo real. La señal eléctrica de salida es proporcional a la masa real muestreada. Estos monitores se clasifican como semicontinuos. Principio de Medición 127 Absorción de . Muestreadores de PM10 o de PM2.6 se encuentran las especificaciones técnicas del método de muestreo y medición. La concentración se calcula a partir del aumento temporal de la masa de partículas. la USEPA reconoce métodos semicontinuos o continuos equivalentes al método de referencia. En la Tabla 1. Otros son capaces de medir la masa y la concentración de las partículas en el filtro usado de manera continua ya que la recolección y la medición se hace en una sola posición de la mancha en el filtro. En algunos de estos monitores se usan ciclos de medición durante los cuales el filtro cargado se debe transportar para sacarlo del sistema. reduce la intensidad del haz de radiación beta en la sección. Un nuevo ciclo empieza cuando una sección limpia de la cinta se coloca en la posición de medición.Equipos para muestreo automático y monitoreo de partículas. Adicionalmente a los métodos gravimétricos tradicionales. El método de atenuación beta para la determinación de PM10 es el de mayor uso en las redes de monitoreo que operan actualmente en el país. Éstos se consideran monitores continuos.5 m depositando las partículas en el filtro (una cinta de fibra de vidrio). Especificaciones del método de absorción de radiación beta. que va en aumento.5 por el principio de atenuación beta. La cantidad de masa en la muestra recolectada se calcula a partir del cambio en la frecuencia del elemento en un período de tiempo fijo.0 3 (24 h) 18. No basta sólo con las especificaciones técnicas del equipo. La partícula se recolecta en un extremo de un elemento hueco. El muestreador TEOM (Microbalanza de Elemento Aguzado Oscilante. Criterios para la selección de equipos.0 Microbalanza oscilante de elemento agudizado (TEOM. La frecuencia de vibración del elemento cambia a medida que se acumula masa en el extremo libre. de unos tres litros estándar por minuto y el otro para un flujo auxiliar para cumplir con las especificaciones de diseño de la entrada de muestra. en proporción directa a la masa. 128 . La concentración del aerosol se determina a partir de la masa recolectada. la tasa de flujo de la muestra y el tiempo de recolección de muestra.ó Detección Límite de Detección inferior (g/m3std) Precisión (%) Flujo de operación (lpm) Tiempo de Muestreo (h) Radiación Beta 10. La tecnología de elemento aguzado permite hacer determinaciones de masa muy precisas con mayor resolución que las microbalanzas convencionales. Tapered- Element Oscillating Microbalance) mide la cantidad de masa recolectada de una muestra de aire a una velocidad casi continua. que tiene su otro extremo fijo.9 Semi continua 1. aguzado. El control de la tasa de flujo se hace mediante dos controladores de flujo másico: uno para el flujo de la muestra. Tapered Element Oscillating Microbalance). Cualquier equipo o instrumento para la medición de la calidad del aire ambiental requiere una selección cuidadosa. Se expresa como concentración a las condiciones estándar de 25°C y una atmósfera. deriva. sensibilidad del analizador.Los parámetros instrumentales son cuantificados fácilmente y. lista de accesorios y de partes de refacción y 129 . programa y procedimientos de mantenimiento preventivo. Instalación de equipos. instalación. operación. requerimientos de gases de calibración y otros insumos. por lo tanto. posibilidades de interferencias presentes en el sitio de muestreo. Existe una gran variedad de monitores automáticos en el mercado. revisión de posibles daños durante el transporte. mostrados por los fabricantes como las bondades del equipo en cuestión. ventajas del principio de medición. que tenga servicio técnico en México y que corresponda a una tecnología que asegure una vigencia por al menos unos 8 años de uso. Se recomienda elegir un equipo que cuente con aprobación EPA. requerimientos de mantenimiento. precisión y exactitud del método empleado. y. listado de fallas más comunes y acciones correctivas. estos incluyen especificaciones tales como exactitud y precisión. calibración. ruido. En particular deben considerarse los siguientes aspectos: • • • • • • • costo inicial y costos de operación. y rango de detección. Al recibir cualquier equipo nuevo el usuario deberá leer cuidadosamente el manual de operación correspondiente y seguir todas las instrucciones en cuanto a: • • • • • • • • • desempaque y verificación de todos los componentes que han sido recibidos. verificación de conexiones (mangueras y conexiones eléctricas). los laboratorios de calibración y los talleres de reparación y mantenimiento. por ejemplo. según lo establecido en el Manual 2. calibrarlo y verificar que funcione correctamente. desplazamiento del cero y del span y precisión. Operación. mantenimiento y calibración y sirve incluso para fines de capacitación y entrenamiento para el personal de nuevo ingreso. Se deben revisar las especificaciones de desempeño tales como tiempo de respuesta. Los POs deben desarrollarse de manera específica para cada Sistema de Monitoreo Atmosférico ya que dependen de las características tecnológicas y de los requerimientos técnicos que demanden cada uno de los equipos e instrumentos con los cuales fueron conformadas las estaciones de monitoreo. etapa por etapa. Una vez aceptados se debe tener en cuenta que los analizadores y otros equipos deben tener una garantía por parte del fabricante para operar dentro de dichas especificaciones. Los procedimientos de operación están especificados en los manuales de mantenimiento y operación del(los) fabricante(s) de los equipos de cada estación por lo que en el presente documento no se presentan sus detalles. por lo menos un año con garantía de mantenimiento y existencia de refacciones de tres a cinco años además de que el modelo de que se trate deberá seguir fabricándose por un lapso de diez años.• diagrama. Un PO bien elaborado representa una herramienta de suma utilidad en las practicas de monitoreo o en las de laboratorio toda vez que reduce la recurrencia de errores. Procedimientos operativos y manuales de operación. las actividades relativas a los métodos de prueba o a otras actividades como. ruido. Se deberán instalar los equipos siguiendo las instrucciones descritas en el manual del mismo y utilizando la configuración adecuada. Puesta en marcha de los equipos. la revisión de datos y la formulación de reportes. La aceptación o el rechazo del equipo deben basarse en los resultados de estas pruebas de desempeño. Un procedimiento operativo (PO) es un documento detallado y bien estructurado en el que se describen. Una vez instalado el equipo se le debe someter a pruebas de operación. Estos manuales 130 . el centro de cómputo. facilita las tareas de operación. Para decidir si una actividad específica es candidata para desarrollarla en un PO se puede auxiliar contestando las siguientes dos preguntas: • ¿la actividad específica afecta significativamente los datos o la generación de los mismos? • ¿la actividad específica es repetitiva o rutinaria? Si la respuesta a ambas preguntas es si. deben ser revisados. actualizados y autorizados para su emisión por las áreas responsables de estas tareas. Elaboración de los POs. calibración y mantenimiento de todos los equipos. la existencia de un PO para cada uno de varios pequeños segmentos es mejor y más fácil de escribir que un enorme PO para una actividad en su totalidad. Los POs son documentos que forman parte del SGC de una organización y por lo tanto. los cuales se muestran en la Figura 2. Para la elaboración de un PO es necesario considerar algunos elementos básicos. Probablemente la tarea más difícil en el desarrollo de un PO es la ubicación del usuario apropiado. Se debe tener especial cuidado en lo relativo al resguardo de los documentos originales bajo procedimientos de control de documentos establecido en el sistema de gestión de calidad (SGC). En general. entonces es recomendable desarrollar un PO para la actividad específica. Los POs deben ser escritos a nivel del usuario final.1. Muy pocas rutinas de laboratorio o campo pueden ser descritas completamente en un solo PO. Un PO es escrito con la finalidad de que una actividad específica sea desempeñada consistentemente por cualquier personal de la organización y en cualquier momento. 131 . Algunas requerirán de varios POs y decidir cuál es la mejor división de los temas para cada uno depende de una planeación adecuada.constituyen el medio más específico de información para realizar las labores de operación. En él se especifican los procedimientos de codificación. que deben utilizarse para extraer los aspectos técnicos más relevantes e integrarse en forma estructurada al procedimiento operativo. Este documento establece las directrices. • Métodos de prueba. Elementos básicos para la elaboración de un PO. Algunos de los métodos de prueba que se aplican en los Sistemas de Monitoreo Atmosférico corresponden a Normas Oficiales Mexicanas. Dado que en la mayoría de los casos dichos manuales están en inglés. entre otros representan la fuente primordial de información para la elaboración de los procedimientos operativos ya que de ellos se extraen las instrucciones específicas para su instalación. es muy importante que los aspectos más relevantes o resúmenes de determinadas secciones 132 . calibradores. En la práctica del monitoreo del aire los manuales o instructivos de operación y mantenimiento de los equipos de muestreo. estructura y formato que deben contener todos los procedimientos operativos de la organización y forma parte de los procedimientos generales del SGC de una organización. operación. Normas Mexicanas. analizadores. fecha de emisión.1. el contenido de los recuadros en términos de vigencia. • Manual del equipo.Figura 2. etc. mantenimiento y detección de fallas. revisiones y número de páginas. • Procedimientos del SGC. Métodos de la USEPA. Alcance y Aplicabilidad. Equipos y Materiales. Asimismo. Los PO’s deben estructurarse de acuerdo con el equipo de que se trate. V. Recolección de muestra. monitoreo. IX. VIII. II. Cuando la cantidad de información contenida en el manual sea muy abundante se puede optar por sólo hacer referencia en el PO a las secciones del manual del instrumento que correspondan a la ejecución de las actividades de que se trate. A continuación se muestra un ejemplo de un PO típico: I. en algunos casos. III. Resumen del Método. Definiciones. Cabe mencionar que. Los POs deben contener una descripción detallada (paso a paso) de la forma en que se realizan las actividades de muestreo. Método de Calibración.sean traducidos al español e incorporadas en forma clara a la estructura del PO en elaboración. VII. En términos de sistemas de calidad. por lo que lo más conveniente es tener la actividad descrita en el idioma y la forma en que lo domine el usuario final. Seguridad. se establece que los procedimientos operativos deben incluir la descripción de las actividades en la forma en que son llevadas a cabo en la práctica. calibración o mantenimiento aplicables según las prácticas operativas de la organización. VI. los manuales puedan estar escritos en un lenguaje complejo y excesivamente técnico o que esté escrito en otro idioma. Estructura de los POs. Personal. 133 . los equipos carezcan de manuales. dichas instrucciones tendrán que ser específicas de acuerdo a las características del equipo de que se trate y a los formatos de registro o listas de verificación que se utilizan. IV. las recomendaciones del fabricante pueden diferir de las operaciones de la organización. Interferencias. • Prácticas internas de la organización y recursos. Inspección de la estación. sin residuos líquidos o sólidos. En caso contrario las ramas deben podarse. XIII. Un segundo propósito es verificar la continua seguridad y protección de la estación y sus alrededores.X. XIV. Uno de los principales propósitos es verificar la adecuada operación del equipo de medición y el de adquisición de datos para asegurar la colección de datos válidos y completos. XV. La estructuración de un PO dependerá del procedimiento en particular. Detección de Fallas. En el caso de que haya árboles en la proximidad de la estación y que las ramas estén cerca de la cabina debe verificarse que éstas no obstaculicen el paso de la corriente de aire hacia la toma de muestra ni interfieran con el funcionamiento de los medidores de velocidad y dirección de viento. XII. Se debe inspeccionar el exterior de la estación. Precauciones. Una inspección de rutina es un recorrido programado para supervisar las estaciones de monitoreo atmosférico y su operación. Exterior de la estación. Durante el recorrido se llevan a cabo tareas generales. Todas estas observaciones deben registrarse en la bitácora de la estación. inclusive las inmediaciones deben estar limpias. Manejo de Datos y Registros. descritas a continuación. Procedimientos de inspección de rutina en las estaciones de monitoreo. Referencias. Adquisición de Datos y Cálculos. XI. Debe comprobarse el buen estado de la toma de muestra así como de la torre meteorológica. 134 . buscando evidencia de alguna forma de contaminación como humo o mal olor. Este ejemplo es solo uno de varios. Control de calidad (criterios y verificación). Muestreo manual de partículas. debe revisarse cuidadosamente el o los equipos afectados para tomar de inmediato las acciones correctivas necesarias. En algunos casos los instrumentos cuentan con un medio filtrante que puede durar por un largo periodo. se debe revisar que el equipo esté operando. cuando la temperatura del exterior aumente en verano debe ajustarse la programación de la temperatura del interior de manera que haya una diferencia máxima de 8°C entre el exterior sin permitir que el aire del interior se enfríe demasiado. Se debe medir el voltaje de salida hacia los equipos e instrumentos. La temperatura del interior debe mantenerse dentro del intervalo establecido. Revisar el voltaje del suministro de energía al equipo. se ajusta la temperatura por medio de la programación del aire acondicionado. como ruidos y olores extraños. verificación de los datos recopilados hasta el momento.Interior de la estación. En caso necesario. en su caso. Los trabajos de verificación y mantenimiento rutinarios se pueden clasificar en: verificación de la operación normal de los equipos. Muestreo automático de partículas. Sin embargo. habrá que cambiarlos con mayor frecuencia. Se debe revisar que el medio filtrante para los 135 . Dado que se recomienda al menos una visita a la semana. registro de los trabajos realizados. la programación de la visita al sitio dependerá del tipo de muestreador que se utilice. el flujo y que no exista alguna obstrucción para la toma de la muestra. Debe revisarse si hay indicios que señalan anormalidades en la operación de los equipos. revisar que los equipos de control y monitoreo de las condiciones ambientales de la estación se encuentren operando adecuadamente. reemplazo de los consumibles. en otros. ya que en algunas oraciones la humedad contenida en la muestra se condensa y acumula dentro de la tubería. generalmente por debajo de los 25°C. Para el caso del muestreo automático de partículas. En el interior. como mantenimiento o incluso envío a reparación. si la estación cuenta con muestreo de partículas en alto volumen. Inspección rutinaria del sistema de muestreo y medición. muestreadores automáticos de partículas esté siempre disponible para evitar la pérdida de información. las líneas de transferencia y los filtros de entrada por acumulación de polvo y remplazar o limpiar según se requiera. Monitoreo de gases. Es recomendable que el tiempo de residencia en la línea del analizador al múltiple sea menor a 10 segundos. Revisar la trampa de humedad y vaciarla cuando sea necesario. El flujo a través del múltiple de distribución debe ser suficiente para mantener el tiempo de residencia de la muestra menor a 20 segundos. bombas y extractores. Se debe verificar que el sistema de extracción o bombeo. Se debe examinar la toma y múltiple de muestra. entonces se debe utilizar otro sistema de extracción para disminuir el tiempo de residencia. Es importante también revisar que desde la toma de muestra hasta la extracción de la misma no existan fugas ni infiltraciones. Toma de muestra múltiple. El flujo no debe ser tan alto como para generar una presión dentro del mánifold una pulgada de agua por debajo de la ambiente. Éste debe ser revisado en cada visita para detectar y eliminar una acumulación de suciedad que pueda obstruir la entrada de la muestra o interferir en el resultado. El tiempo de residencia en el múltiple de distribución está determinado de la siguiente manera: 136 . Verificación de tiempos de residencia. de la muestra se encuentra operando adecuadamente. según sea el caso. se presenta acumulación de partículas en el múltiple de muestra. los filtros y agentes desecadores y reemplazarlos si se requiere En ocasiones. Examinar los sellos en el sistema de muestreo. dependiendo del sitio de monitoreo. Si el volumen del múltiple no permite que esto ocurra. Se recomienda revisar el voltaje de entrada a estos sistemas para detectar alguna variación significativa que pudiera alterar el flujo de la muestra. Determinar el volumen total. VT = Cv + Mv + Lv Donde: Cv: Volumen de la toma de muestra; Mv: Volumen del múltiple de muestra y la trampa de humedad; Lv: Volumen de las líneas de los instrumentos. Cada uno de los componentes del sistema de muestreo debe ser medido individualmente. Para medir el volumen de los componentes, utilizar la siguiente ecuación. ⎛d ⎞ V =π⎜ ⎟ × L ⎝2⎠ Donde: V: Volumen del componente; d: Diámetro interior del componente; L: Longitud del componente. Una vez que el volumen total es determinado, éste se divide entre el flujo de todos los instrumentos. Esto dará como resultado el tiempo de residencia. Si es mayor a 10 segundos, entonces se deberá colocar un sistema de soplado o bombeo para incrementar el flujo y disminuir el tiempo de residencia (USEPA). Analizadores. Inspección física. Se debe revisar si hay indicios que señalan anormalidades en la operación de los equipos, como ruidos y olores extraños, en su caso, debe revisarse cuidadosamente el o los equipos afectados para tomar de inmediato las acciones correctivas necesarias, como mantenimiento o incluso envío a reparación. 2 137 Revisión de los parámetros de operación. Es posible verificar la operación de los analizadores por medio de las lecturas de los sensores internos para medir la temperatura, la presión y la velocidad de flujo. Ésta puede hacerse mediante la lectura directa de los medidores de los equipos o mediante la lectura obtenida en la pantalla del analizador. En caso de que el analizador cuente con función de autodiagnóstico si el sensor detecta algún error una señal de alerta se despliega en la pantalla de manera automática. Además de la temperatura, la presión y la velocidad de flujo, se pueden revisar otros parámetros de operación de los analizadores, los cuales dependerán del tipo de contaminante, marca y modelo del analizador. Normalmente estos parámetros pueden encontrarse en los manuales de operación del equipo. Verificación del estado de la calibración. Como medida de control de calidad, es conveniente realizar en cada visita una verificación de la calibración. Este control puede realizarse mediante las verificaciones de cero y span, descritas en el punto 4.3 del presente documento. Las verificaciones de cero y span son utilizadas para la observación del desempeño de los analizadores y la estabilidad de la calibración. Deben realizarse al menos una vez a la semana para todos los analizadores de gases. Si algún analizador presenta una desviación mayor a ± 15% de los valores de control de la última calibración se requiere una calibración multipunto. Si algún equipo cuenta con verificación automática de cero y span, éstas deben programarse para que se lleven a cabo durante las primeras horas de la mañana, a menos que los niveles de contaminación en el sitio durante ese periodo sean significativos, el objetivo es minimizar la pérdida de datos significativos. Inspección del sistema de transmisión y almacenamiento de datos. Transmisión de los datos. Hay veces que surgen problemas imposibles de ser detectados por los sensores de los analizadores. Como una manera de determinar si la medición se está realizando de manera normal resulta sumamente efectivo hacer la revisión visual de los datos recopilados hasta el momento. La inspección visual de los datos también es útil para determinar una correcta adquisición de los mismos. 138 Entre esos datos (que normalmente cubren el periodo de una semana medida desde el más reciente mantenimiento y/o verificación realizado hasta el momento) se deberá verificar la variación de la concentración con el tiempo. La concentración observada varía en función de varios parámetros como son el entorno de la ubicación de la estación (si se trata de una zona urbana, suburbana o si en las cercanías existe una o más fuentes de emisión de importancia); las variaciones en las condiciones meteorológicas (temperatura, precipitaciones, dirección y velocidad del viento) e incluso variaciones en las concentraciones debidas al comportamiento de las fuentes de emisión mismas (por ejemplo, en los sitios donde las emisiones vehiculares influyen en forma importante en los niveles de contaminación local, es frecuente que coincidan los patrones de variación de las concentraciones de NOX, CO y PM10). Analizador – Almacenador de datos. Comparación de las lecturas del analizador con las lecturas del almacén temporal de datos. Se debe revisar la correcta adquisición de los datos mediante la comparación entre las lecturas reportadas del analizador y las reportadas por el sistema de adquisición de datos (SAD). En el caso de que la conexión entre analizador y SAD sea de manera analógica, es conveniente revisar el voltaje de la salida de señal del analizador con ayuda de un multímetro. Almacenamiento de datos. Revisión de los datos en el almacén temporal. Verificar que la entrada de datos sea trazable dependiendo de la persona que cargue o maneje los datos. Verificar que los instrumentos que están transmitiendo los datos sean identificables. Cualquier cambio en la entrada de datos después de la entrada inicial debe tener una marca que indique que es un nuevo valor de entrada e indicar el antiguo valor y los datos de la persona que hizo el cambio. Verificar la existencia y actualización de las hojas de datos crudos, registros y memorias, notas o copias exactas que son lo originales de las observaciones y que son indispensables para reconstruir y evaluar estas observaciones. Los datos crudos pueden incluir fotografías, impresiones y grabaciones de datos que provengan de los equipos automáticos. 139 Documentación de visitas. Cada estación debe contar con una bitácora donde se registre la cronología de los eventos que ocurren. La bitácora es de suma importancia para soportar documentalmente los problemas y sus soluciones. Se recomienda que estas bitácoras contengan anotaciones más de tipo narrativo que detalles de tipo técnico ya que los aspectos técnicos deben registrarse en la correspondiente bitácora de cada instrumento o formatos preestabecidos. Los aspectos que debe incluir la bitácora de una estación de monitoreo son los siguientes: • • Registro de visitas (fecha, hora y nombre y firma del personal que acude al sitio). Descripción del propósito de la visita al sitio (p.ej., calibración de instrumentos, reparación de un analizador, etc.) • • Breve descripción del tiempo (p.ej., despejado, nublado, lluvia etc.) Descripción breve de cambios en los alrededores del sitio que puedan afectar los datos (p.ej, si hay un auto cercano que pueda explicar los valores elevados de NOx). • • Cualesquiera ruidos o vibraciones inusuales, o cualquier otro evento extraño. Información detallada de los instrumentos o equipos periféricos que requieren mantenimiento o que presentan fallas. Durante cada visita del técnico a la estación debe documentar todas las actividades en la bitácora y llenar las listas de verificación, formatos preestablecidos donde se incluyen preguntas que abarcan varias páginas y que requieren una respuesta de su parte. Con estas respuestas se garantiza que el técnico haga una revisión general de los conceptos y/o aspectos más relevantes de la operación de los equipos, sobre todo de aquellos relacionados con la validación de datos y en general con los objetivos de calidad. .A continuación se describen algunos de las directrices que se recomiendan para asegurar que los registros de una bitácora sean útiles para cualquier revisión: • La bitácora no debe retirarse del sitio. 140 • Las hojas de la bitácora no deben ser fácilmente desprendibles. Deben estar foliadas y contar con copias de papel carbón, de modo que la página original permanezca en el cuaderno. • • Todos los datos deberán escribirse con tinta y con letra legible. Durante cada visita deberá registrarse la fecha, hora de llegada y hora de salida del técnico en la parte superior de la hoja. • Todos los eventos deberán describirse con el mayor detalle posible para facilitar su interpretación por parte de terceros ya que cualquier información no registrada en tiempo y forma podría perderse. • Si es necesario desactivar algún equipo se deberá registrar la hora exacta, tanto del apagado como del encendido y explicar la razón de estas acciones. • Se deberá registrar la hora exacta del inicio y terminación de las calibraciones y anotar si los resultados de calibración estuvieron dentro de los límites de control establecidos. • Describir todas las operaciones, sean de rutina o eventuales, de mantenimiento, atención a fallas, reparaciones y sustitución de equipos, anotando la hora exacta de inicio y de terminación de la actividad. • En su caso, registrar la hora y fecha de colocación y retiro de filtros de muestreadores manuales de PST ó de PM10, incluyendo el número de identificación del filtro, del muestreador y el flujo medido al final de la corrida. • Registrar cualquier condición anormal sobre el tiempo y/o el ambiente, incluyendo tolvaneras, contaminación significativa, olores inusuales, precipitación o vientos fuertes, tránsito excesivamente pesado, etc. En las tablas 2.1 a 2.3 se presentan ejemplos de las listas de conceptos que son objeto de revisión por parte del operador: Temperatura, Velocidad del viento y Analizadores. 141 Tabla 2.1 Lista de revisión del operador - TEMPERATURAS ESTACION__________OPERADOR_______________FIRMA________________MES _______ Escribir SI o NO en la celda que corresponde a cada pregunta. FECHA TEMPERATURA I. Temperatura exterior A. ¿Coincide la temperatura reportada en la pantalla con las condiciones actuales? II. Temperatura interna A. ¿Coincide la temperatura indicada en la pantalla con las condiciones en el interior? B. ¿Están las temperaturas max/min del termómetro en el interior entre 23º C y 26º C? C. ¿El climatizador realiza su ciclo correctamente? 1. ¿Se ha llevado a cabo la limpieza del filtro del climatizador recientemente? COMENTARIOS Si algún componente del climatizador no opera correctamente, describir los detalles en esta sección con fecha y hora. 142 ¿Están los bordes del sensor bien? COMENTARIOS Si alguna parte del sistema no esta operando correctamente.2. ¿Concuerdan los valores de velocidad del viento reportadas con las condiciones actuales? II. Operación del anemómetro A. ¿Están las copas dobladas o dañadas? B.Tabla 2. ¿Están las copas en buen estado? C. Lista de revisión del operador – VELOCIDAD HORIZONTAL DEL VIENTO ESTACION__________OPERADOR_______________FIRMA________________MES _______ Escribir SI o NO en la celda que corresponde a cada pregunta FECHA VELOCIDAD DEL VIENTO I. favor de escribir los detalles en esta sección con fecha y hora 143 . Sistema de calibración A. Se ha efectuado cambio de filtro en la entrada de muestra en los últimos 30 días IV. Lista de Revisión del operador . ¿Esta encendida la bomba de muestreo? II. Switch remoto en posición Auto C. favor de escribir los detalles en esta sección con fecha y hora. Ventilador operando COMENTARIOS Si alguna parte del sistema no esta operando correctamente. Bomba y analizador encendidos B.3.Tabla 2. 144 .¿Display encendido? V.ANALIZADORES ESTACION__________OPERADOR_______________FIRMA________________MES _______ Escribir SI o NO en la celda que corresponde a cada pregunta FECHA ANALIZADOR DE Flujo de muestreo Flujo correcto ______________ *puede ser necesario tapar el rotámetro para ver bien la lectura A. prueba de calibración de flujo correcto *puede ser necesario tapar el rotámetro para ver bien la lectura del rotámetro D. El Menú de controles muestra correctamente las opciones VI. posición de ajuste Posición correcta ________________ III. horas y otros datos que permitan la rastreabilidad. La bitácora debe estar en un cuaderno foliado y de ser necesario. La bitácora debe contener el historial del instrumento. En caso de cambio de ubicación por cualquier causa. Además de los programas de mantenimiento y calibración se deberán establecer procedimientos específicos de seguridad tanto para proteger la integridad física de los operadores como para garantizar la seguridad de la infraestructura de las instalaciones remotas (las casetas de monitoreo) y la de los sitios de resguardo del equipamiento propio de la instalación. Seguridad y planes de emergencia. En los siguientes dos apartados se enuncian los aspectos relacionados con estos temas que se han considerado de mayor interés. El personal que realice rutinas de mantenimiento. Asimismo. Seguridad en las instalaciones. describiendo con todo detalle los trabajos realizados y sus resultados. Cada instrumento y equipo de apoyo debe tener una bitácora de servicio.Bitácoras de equipo. para calibración y mantenimiento. deben disponer de procedimientos e instrucciones precisas para la atención de emergencias que pongan en riesgo la integridad de la información o bien del equipamiento. 145 . complementarlo con una carpeta en la que se conserven formatos ya establecidos. calibración y supervisión en la operación de sistemas de monitoreo deberá contar con equipo de protección personal adecuado para la realización de actividades identificadas como riesgosas a través de un análisis de riesgo elaborado para tal fin. registrando cualquier actividad de calibración. mantenimiento. el instrumento debe ir siempre acompañado de su bitácora ya que la información que contiene será de mucha utilidad para quién lo reciba y facilitará la aplicación de acciones preventivas y/o correctivas. reparación o cambio de ubicación. así como del personal operativo. por ejemplo. iniciando con la fecha de instalación y activación. En todos los casos deben registrarse en la bitácora fechas. 2. Su instalación y localización deberá apegarse a las normas de seguridad vigentes en México. Asimismo deben instalarse anuncios alusivos a la seguridad y a la identificación de zonas que se determinen como de riesgo sobre todo en cuanto a la restricción de acceso para personal no autorizado. Las instalaciones eléctricas permanentes de la estación de monitoreo deben contar con dispositivos termo magnéticos de corte de energía así como señales de acuerdo al voltaje y corriente de la carga instalada. almacenamiento. en la medida de lo posible. Es recomendable que las áreas de operación. transito y accesos peatonales. las estaciones deben contar con sistemas de pararrayos en donde sea aplicable. En caso de que la electricidad estática represente un riesgo para el personal se debe controlar de conformidad con las normas correspondientes. Tablero de distribución de energía eléctrica en una estación de monitoreo. Los tableros de distribución de energía eléctrica deben estar señalizados e identificados de acuerdo con la normatividad vigente.El personal operativo deberá contar con los medios suficientes para la ejecución de las actividades previstas en las estaciones de monitoreo. siendo importante considerar que en muchas ocasiones deben efectuarse traslados nocturnos. Tanto las instalaciones centrales como las estaciones de monitoreo deberán contar con extintores acordes al tipo de riesgo de incendio y su carga y vigencia deberá ser controlada dentro de las rutinas de mantenimiento. Figura 2. Por otra parte. así como con vehículos suficientes y en condiciones de mantenimiento y seguridad apropiadas para el transporte de personal. 146 . deben estar delimitadas y bien definidas. mantenimiento. equipos y herramientas a las instalaciones. objetos incandescentes y cualquier otra sustancia susceptible de causar incendio o explosión.3. utilizar dispositivos de llamas abiertas. gases inflamables. En caso de estaciones de monitoreo donde se manejen y almacenen sustancias de riesgo. se deben colocar señales y avisos en lugares visibles.En caso de que se manejen solventes y/o otros materiales o sustancias químicas peligrosas dentro y fuera de las estaciones de monitoreo debido a las operaciones de mantenimiento o de operación este manejo debe realizarse en condiciones técnicas de seguridad para prevenir y evitar daños a la salud del personal. Se debe disponer de instrucciones precisas para no almacenar en forma temporal dichas sustancias en las casetas de monitoreo ni en áreas de resguardo del equipamiento o de la información. Figura 2. 147 . así como daños a las instalaciones. que indiquen la prohibición de fumar. combustibles o sustancias explosivas. También debe garantizarse la apropiada sujeción de tanques de gases comprimidos en el interior. introducir fósforos. Cilindros de gases comprimidos sin sujeción en una estación de monitoreo Los residuos sólidos generados durante la estancia de los operadores en las estaciones de monitoreo deben ser retirados frecuentemente y dispuestos en forma adecuada en un contenedor próximo al sitio de monitoreo. • Instalar letreros en la valla perimetral de la estación que indiquen el tipo de propiedad y los números telefónicos para solicitar o reportar información sobre la estación. Prácticas de seguridad en torno a las instalaciones. debe tener al menos una altura de 2. Las estaciones de monitoreo atmosférico que se encuentren ubicadas en sitios públicos o en instalaciones oficiales deben contar con especificaciones de seguridad para salvaguardar las instalaciones.Para aquellas estaciones con torres meteorológicas de gran altura se deberá disponer de un procedimiento específico de seguridad para el ascenso del personal. Se deberá contar con las siguientes medidas de seguridad: • La malla ciclónica perimetral que salvaguarda las instalaciones. así como establecer un programa de instalación y abastecimiento de botiquines de primeros auxilios.5 m y alambre de púas en la parte superior de la valla. Es recomendable integrar dentro de los programas de capacitación cursos básicos de primeros auxilios para personal operativo. tanto de actos vandálicos como de inclemencias meteorológicas. así como con mecanismos adecuados (como candados y cerraduras) para impedir el acceso de personal ajeno. tanto de la propia organización como de empresas de servicio. Las instalaciones deberán contar con acceso restringido. La periferia de las instalaciones deberá ser inspeccionada para prevenir posibles daños causados por árboles u otras estructuras endebles que pudieran afectar las estructuras vulnerables de la instalación. 148 . • Deben establecerse programas de cooperación con el personal administrativo de las instalaciones oficiales o bien hacer del conocimiento de los vecinos el objetivo de la estación de monitoreo y persuadirlos a participar en la vigilancia de las instalaciones notificando de actos vandálicos o de otros eventos que pongan en riesgo las instalaciones. detectar las fallas en su fase inicial y corregirlas en el momento oportuno. Las estaciones de monitoreo. El programa de mantenimiento preventivo (PMP) debe incluir. fuentes de energía. tanto de funcionamiento como de limpieza y calibración. laboratorio de transferencia de estándares. tanto para prevenir reparaciones como para evitar gastos extraordinarios y el deterioro de sus equipos. Los responsables de las entidades estatales o locales de la operación de un SMA deben desarrollar un PMP. tanto las instalaciones centrales de los SMA (centro de computo. Programa de mantenimiento preventivo (para las estaciones de monitoreo). Mantenimiento preventivo y mantenimiento correctivo. representan la infraestructura remota de los SMA por lo que requieren de buenas y oportunas prácticas de mantenimiento preventivo debido a que los instrumentos que las conforman operan gran parte del tiempo en ausencia de personal.Mantenimiento. taller de mantenimiento y calibración de analizadores con sus respectivas áreas para el de almacenamiento de partes. consumibles y equipos e instrumentos) como las instalaciones remotas que comprenden principalmente las estaciones de monitoreo con todos sus analizadores. Con un buen mantenimiento preventivo se obtienen experiencias en la determinación de causas de las fallas repetitivas o del tiempo de operación seguro de un equipo. Mantenimiento preventivo. 149 . que deben llevarse a cabo en forma periódica en base a un plan establecido. con la consistencia necesaria para mantener el equipamiento de sus subsistemas (redes) operando correctamente. El mantenimiento preventivo puede definirse como la programación de inspecciones. Su propósito es prever las fallas manteniendo los sistemas de monitoreo en completa operación a los niveles y eficiencia óptimos. La característica principal de este tipo de mantenimiento es la de inspeccionar los equipos. ya sean fijas o móviles. aunque lo más importante es reducir al mínimo la pérdida de información. Generalidades. equipo de calibración y equipos periféricos. Los programas de mantenimiento preventivo incluyen elementos tales como: • • • • • • • • Inventarios de equipo por organización o estación. incluyendo datos de los proveedores. Listas de partes y refacciones por equipo. Dichos registros debe permanecer siempre junto al instrumento donde quiera que éste se encuentre ya que son un elemento indispensable para evidenciar la aplicación efectiva de los programas. 150 . Registros mensuales de las actividades de prueba. Programas de Calibración. • • Requisiciones y/o órdenes de compra. así como accesorios y demás equipo de apoyo. casetas. refacciones y equipos. Lugares y responsables de reparación de equipos. sistemas de acondicionamiento de aire. inspección y mantenimiento y formatos de ingreso de consumibles. Frecuencia de inspección / mantenimiento por equipo. que incluyen analizadores. cuando hay cambios. El PMP es un proceso dinámico que debe actualizarse cuando se adquieren en nuevos modelos o tipos de instrumentos. deben tener una bitácora donde se registren todas las actividades del PMP así como las observaciones sobre alguna reparación hecha a algún instrumento en particular. en los programas de cómputo o en el sistema de adquisición de datos. Programas de sustitución de equipos. Todos los componentes de las estaciones de monitoreo. ya sea en los métodos de prueba. Contratos de Servicios.sistemas de iluminación y de control de condiciones ambientales (temperatura y humedad relativa). En general en los PMP se deben incorporar todos los registros documentados de las actividades de rutina de las calibraciones e inspecciones así como de las acciones de mantenimiento correctivo realizadas debido a fallas o a eventos no programados. Registros sobre movimiento o cambio de ubicación de instrumentos. vibraciones y variaciones de temperatura. los factores determinantes para responder en forma eficaz a este tipo de contingencias incluyen: 151 . perturbaciones electromagnéticas. Por lo tanto. la administración general de las dependencias debe disponer de programas generales de Mantenimiento y Conservación que incluya las actividades de: • • • • • • Pintura de exteriores e Interiores Impermeabilización Cableado e instalaciones eléctricas generales Instalaciones hidráulicas y sanitarias Jardinería. en su caso Ventilación General Con dicho enfoque. las prácticas de mantenimiento general de los inmuebles deberán orientarse sobre todo a la prevención de su deterioro y a mejorar su imagen de acuerdo con la importancia de sus funciones. comunicación y diagnóstico eficientes. además de las prácticas de supervisión. estabilidad del suministro eléctrico. humedad.También es necesario considerar actividades de mantenimiento no programadas derivadas de un funcionamiento anormal de los analizadores las cuales se identifican a través de las rutinas de revisión programadas o bien de los propios indicadores de fallas de los equipos y deben atenderse conforme a las instrucciones de los manuales de operación y mantenimiento de los instrumentos. Se debe poner especial atención en los aspectos relacionados con la acumulación de polvo. radiación. En lo referente a las instalaciones centrales de los SMA’s y a las estaciones de monitoreo. A continuación se describen las principales prácticas y elementos que intervienen en un programa de mantenimiento preventivo de los componentes de un sistema de monitoreo atmosférico. Las mediciones y las calibraciones deben suspenderse cuando se presente cualquiera de estas condiciones ambientales ya que pueden comprometer la calidad de los resultados. Infraestructura. 152 . Es importante que los procedimientos operativos de los equipos incluyan los aspectos básicos del mantenimiento preventivo basado en los manuales de operación de cada analizador o instrumento.• • • Disponibilidad de Partes y Refacciones almacenadas en cantidad suficiente. Se debe dar servicio al sistema de aire acondicionado por un técnico especializado al menos cada cuatro meses. disponibilidad de proveedores de servicio externos competentes y comprometidos. Se debe tener en cuenta que tanto los equipos como sus respectivas partes y accesorios tienen una determinada vida útil. sensores de radiación solar así como de temperatura y humedad relativa) consiste básicamente en operaciones de limpieza. El mantenimiento preventivo que se debe dar a los equipos de la estación meteorológica (medición de dirección y velocidad del viento. lubricación y sustitución de partes dañadas de piezas que por lo general presentan depósito de polvo. Sistemas de muestreo y medición. Instrumentos de medición de parámetros meteorológicos. Lo anterior se hace para evitar las afectaciones en la calidad de los datos y para que la continuidad de la operación de los equipos e instrumentos se mantenga en el nivel más alto posible. (p. En caso de que surjan anomalías en las lecturas se deberán seguir las instrucciones específicas de los manuales de los equipos o en su caso consultar directamente a los fabricantes. la localización y la temporada. Disponibilidad de equipo clave sustituto (muestradores. analizadores u otros).ej. los filtros para eliminar partículas en los analizadores se tienen que cambiar con más frecuencia en época de secas que en época de lluvias). Personal entrenado y dispuesto a laborar por periodos extraordinarios. En su caso. la cual puede variar en función de las horas efectivas de operación. Todas las actividades de mantenimiento deben registrarse en la bitácora del instrumento correspondiente.1 se encuentran algunos ejemplos de mantenimiento y periodos de mantenimiento para los instrumentos de medición de parámetros meteorológicos. En la Tabla 3.Cuando un instrumento meteorológico se somete a un mantenimiento mayor deberá verificarse la calibración después de éste. 153 . Separar el cable. Prueba de precisión para la dirección del viento. Velocidad y dirección de viento Torre meteorológica. O Inspección visual. Puntos a controlar Criterios de revisión/ contenido 1 mes Objet o Concepto Frecuencia del control 3 meses 6 meses 1 año Método de ejecución Observ. Detener la hélice. Menor a 10m/s es menor a 0. Que no tuviera anomalías en su forma. Punto cero. Estado de registro.1. Transmisor. Utilizar el aparato de prueba rotación para medición de la velocidad del viento. Cada 45° Cada 5m/s 154 .3m/s O O O Mayor a 10m/s es menor a 0. Prueba de precisión para la velocidad del viento.3% Inspección visual. Utilizar el disco de orientación de dirección de viento. O Que no tuviera anomalías como indicaciones en línea recta.Tabla 3. Que no tuviera anomalías en su forma. Mantenimiento preventivo de instrumentos meteorológicos. Humedad N° veces. O O O Inspección visual. Prueba de calibración para la humedad. Prueba de eficiencia del convertidor.30 .Transmisor. O Que sea menor de ±5°C O N° de veces. Que haga un registro fluido. Medidor de radiación Estado de registro. Estado de registro. Prueba de comparación con el medidor de radiación patrón. Utilizar el Kit de calibración para la humedad. O Que sea menor de ±3%. Shield. Prueba de comparación del aparato de transferencia de estándar. 20 . O Que sea menor de ±5%. Inspección visual. Prueba de comparación con el aparato de transferencia de estándar. Cada 10°C Que sea menor de ±3%. Inspección visual Utilizar el desecador de humedad Assman. Prueba de comparación Assman. Calibración. Prueba de comparación Assman. Que esté girando y que esté ventilando. Que los datos picos se ubique Que sea menor de ±3%. O O Inspección visual. Que no tuviera anomalías en su forma. O Comparar el aparatado de referencia Transmisor. Utilizar el desecador de humedad Assman. O O O O Insertar al convertidor de presión falsa o alterno.60 min. Utilizar la resistencia falsa o alterna. Que no haya anomalías en su forma. Que haga un registro fluido. Inspección visual. 155 . y observar el proceso Después de 10. Transmisor. O Que no tenga polvo o telaraña. Prueba de precisión. O Comparar con el aparato de transferencia de estándar. Que sea menor de ±3%. Ventilador. Temperatura Radiación. Que no haya anomalías en el domo de vidrio. Que sea menor de ±5%. Estado de registro. Prueba de precisión. Prueba de precisión. O O O Transmisor. Solicitar la calibración del incinerador de cuerpo negro. Inspección visual. Inspección visual. O Inspección visual. O Aplicar pulsos falsos o alternos. En el caso de la válvula de inversión. Que la forma esté normal y sin suciedad. Que no haya anomalías en el domo de polietileno. O □ Inspección visual. Calibración. reemplazo. que el cambio de los valores indicados sea O Inspección visual y limpieza.Medidor de radiación neta Transmisor. Medidor de lluvia Estado de registro. Cada 10mm 156 . Estado de registro. Que esté haciendo el cambio de registro diurno y nocturno. progresiva Que sea menor de ±3%. Verificar la relatividad con la radiación. en su caso. la distribución a los analizadores y la salida. Los detalles de la revisión periódica que se realice por ciclo específico. 157 . bombas y extractores. En las Tablas 3. Toma de muestra. Se debe realizar limpieza interna y externa de todo el sistema cada periodo de 3 a 6 meses. Se debe revisar todo el sistema de conducción de la muestra.2 una guía para el mantenimiento de muestradores de partículas suspendidas por el método de atenuación beta. se indican la descripción y las frecuencias de cada trabajo clasificadas por concepto de medición. Se deben revisar periódicamente los carbones de los motores de succión y. las partes con mayor suciedad deben ser limpiadas cada 3 meses o antes dependiendo de la rapidez de acumulación de suciedad. Se debe realizar al menos una vez al mes la limpieza general del equipo con un trapo húmedo. varían según la marca y los modelos.8. múltiple. En el presente documento se resumen estos aspectos y se presentan las reglas generales para hacer la revisión. Analizadores. Muestreo automático de partículas. desde la toma. cambiarlos. cuidando de no humedecer las conexiones eléctricas. En cada visita al sitio se debe revisar que el extractor de la muestra esté girando adecuadamente.3 a 3. En la tabla 3.Muestreo manual de partículas. Monitoreo de gases. independientemente del modelo de los equipos. por lo que el encargado deberá estar capacitado por medio de un programa de entrenamiento adecuado basado en el “Manual del fabricante” o bien utilizando el “Manual de mantenimiento” elaborado de manera independiente. También se debe verificar el funcionamiento correcto del graficador de flujo. Revisar las conexiones del temporizador y regulador de voltaje. o o o o o Inspección visual Inspección visual Separador Se limpia la pared interna y se aplica la grasa en la placa de impacto.2 Guía de Mantenimiento para Muestreadores de Partículas Suspendidas . Estabilizador del flujo Verificación del flujo Verificación del funcionamiento o o 158 .Tabla 3.Método de Atenuación Beta o : Revisión(incluyendo limpieza y ajuste) □: Reemplazo y suplemento Aspectos a Revisar Activación 1 semana Criterios de revisión/Descripción Objeto Tubo para la toma de muestra de aire Concepto Suciedad de la pared interna Doblez Succión de objetos extraños Limpieza de la pared interna del impactador y aplicación de la grasa Funcionamient o Que no sea evidente la suciedad. Que no haya insecto dentro del tubo. o o Inspección visual y limpieza del interior Cuerpo principal Medidores de flujo Que no haya suciedad en la pared interna ni obstrucción del flotador. o o o Inspección visual o o Lavado Lavado o o o o Se verifica y se regula el flujo real utilizando el medidor de flujo de área tipo flotador previamente calibrado. Frecuencia de Revisión 2 semanas 3 meses 6meses 1 mes 1 año Método de ejecución Toma de muestra o o □ Inspección visual y reemplazo Que no haya doblez. Que se pueda regular el flujo sin mayores problemas. Tipo flotador: lavado en la pared interna y el flotador. Flujo másico: Mantenimiento Verificar y regular el flujo real de acuerdo con el valor preestablecido. o Que no haya doblez ni desvío. o o □ o Sección para recolectar la muestra Filtro Cantidad restante del filtro Estado de enrollado Spot Suciedad Suciedad Funcionamiento Falta de la tinta o cartucho Falta del papel Cero Que tenga la cantidad suficiente del filtro. Funcionamiento general Papel para el registro Verificación de cero Calibración de Span Prueba de vacío Prueba de capa equivalente o o 159 . Estado en el momento de suspender la succión del aire de muestra. Inspección visual y limpieza o reemplazo Inspección visual Inspección visual Que no sea evidente la suciedad. se desarma y se hace la limpieza de la bomba. Que no haya suciedad en la superficie de la capa protectora de la fuente lineal.Bomba de succión para la muestra de aire Funcionamient o Que no haya ruidos ni vibraciones extraños. el reemplazo del componente o de la bomba. o □ □ □ □ o Tubería del paso de gas Desarme y revisión Suciedad en la pared interna Doblez o desvío Adhesividad De acuerdo con la necesidad. o o Inspección visual o Fuente lineal Detector Controlador Impresora Impresión Que el intervalo del spot esté estable. o □ Inspección visual y reemplazo Que se pueda enrollar sin mayores problemas. Que se pueda hacer la calibración Span o o o o o o o o □ o o o Inspección visual Inspección visual y limpieza Inspección visual y limpieza Verificación del funcionamiento Se lava con el dispositivo especial para este fin. Que la impresión esté clara y legible. Inspección visual y reemplazo Se verifica colocando el filtro cero en la parte interna. Que el contorno del spot esté claro. Estado de succión del aire de muestra. Que la temperatura de escape no esté alta. o o o Prueba estática utilizando la capa equivalente. Verificación de la cantidad restante del papel. Que no haya anormalidad Que no haya falta de tinta. Que no haya desgaste en la placa. Que no haya suciedad en la superficie de la capa protectora del detector. Verificar si el flujo real mantiene al programado inmediatamente antes de la presión diferencial límite.Control del flujo Verificación del flujo real Prueba del flujo real Verificación y regulación del flujo real de acuerdo con el valor programado. o o o o o 160 . Frecuencia del control 2 semanas 1 semana 3 meses 6meses 1 mes 1 año Método de ejecución Objeto Concepto Suciedad de la pared interna Toma de muestra de aire (tubo de teflón) Entrada Doblez de la tubería Fuga en la parte de conexión Suciedad.3 Analizador de SO2 (Método de fluorescencia en el ultravioleta) ○: Revisión (incluyendo limpieza y ajuste) □: Reemplazo y suplemento Puntos a controlar Criterios de revisión / Descripción Que no sea evidente la suciedad Que no haya doblez. reemplazo. Limpieza del interior del porta filtro Suciedad de la pared interna y el flotador. reemplazo Prueba de fuga □ □ ○ ○ ○ Inspección visual. lavado y verificación de la alarma. ○ ○ 161 . Sin obstrucción de los orificios. Que no haya fuga. Que se encuentre dentro del intervalo del flujo establecido.Tabla 3. Filtro Cuerpo principal Inspección visual. obstrucción de los orificios Limpieza Funcionamiento Medidores de flujo Indicación del flujo ○ ○ ○ □ □ Inspección visual. Movimiento Que no haya sonidos extraños ni vibraciones. Absorbente Catalizador Capilar. Capacidad Suciedad y obstrucción de los orificios. ○ ○ □ □ Reemplazar periódicamente. Movimiento Válvula de cambio Capacidad de eliminación Cortador HC ○ Verificación del funcionamiento de cambio. Que se pueda hacer la calibración de cero y Span. Bomba de succión Flujo ○ □ Reemplazo de la válvula. Lavar o reemplazar. ○ Inspección visual. Limpiar la pared interna de la celda y el vidrio traslúcido. Que mantenga el flujo establecido. Volumen óptico Fuente óptica ○ □ □ ○ ○ ○ □ □ ○ Verificación del valor indicado. Cambio periódico. Que tenga la temperatura reglamentada. Verificación de la capacidad. Que el movimiento del cambio de paso del flujo sea suave. Volumen óptico regulado. ○ Verificar con la vista. Reemplazar periódicamente. oído y el tacto. Limpieza Sección fluorescente Parte fotométrica Temperatura Reemplazo periódico Que no haya obstrucción de los orificios. Reemplazar periódicamente. entre otros. Reemplazo periódico. Que no presente alta temperatura. Verificar tipo de revisión 162 . Introducir el gas Span durante 24hrs. se introduce el gas Span y se mide el tiempo.Funcionamiento Ajuste de cero Funcionamiento Ajuste de Span Funcionamiento general Repetibilidad Linealidad Desviación de cero Desviación de Span Tiempo de respuesta (95%) Funcionamiento Funcionamiento Funcionamiento Funcionamiento Funcionamiento Que se pueda hacer el ajuste de cero (con una variación de ±4ppb que la calibración anterior) Que se pueda hacer el ajuste de Span (con una variación menor a ±4% con respecto al ajuste anterior) ±2% del alcance de la escala ±4% del alcance de la escala ±2% del alcance de la escala ±2% del alcance de la escala 1 minuto ○ ○ Ajustar después de que se estabilicen los valores indicados. ○ ○ Calibrar después de que se estabilicen los valores indicados. Introducir otras 3 concentraciones intermedias entre cero y Span. Después de introducir el aire cero. Introducir aire cero durante 24 horas. ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ Introducir varias veces el gas de calibración de la misma concentración. 163 . Permitir que se seque y reinstalarlo. En caso contrario se debe reemplazar el diafragma de la bomba.Consideraciones para el mantenimiento preventivo de un analizador automático de SO2 con principio de detección de fluorescencia pulsada en el ultravioleta: • Inspeccionar el capilar cada seis meses e inspeccionar si hay presencia de polvo o de humedad. Si el vacío registrado durante la prueba de fugas es menor a 10 inHg y no existen fugas en el sistema. remojar y limpiar el capilar con agua caliente. Para ello obturar la línea de entrada y observar la lectura del rotámetro. También se debe cambiar el empaque (“O” ring) cada vez que se revise el capilar. • Revisión de fugas 2. • Practicar una prueba para detectar fugas. Si se registra alguna lectura arriba de cero esto indica que hay fugas en el sistema. 164 . Revisar el diafragma de la bomba de muestreo. Si ése es el caso. Limpieza del interior del portafiltro Inspección visual y reemplazo. Obstrucción en los orificios Limpieza Funcionamiento Indicación del flujo Sin obstrucción en los orificios. Que se encuentre dentro del intervalo establecido. así como el funcionamiento del regulador de presión a través del manómetro y el medidor de flujo.Tabla 3.4 Analizador de NOX (Método de Quimiluminiscencia) o: Revisión incluyendo limpieza y ajuste □: Reemplazo y suplemento) Puntos a controlar 1 semana Criterios de revisión / Descripción Objeto Concepto Frecuencia del control 2 semanas 3 meses 6 meses 1 mes 1 año Método de ejecución Entrada Tubo para la toma de muestra del aire (tubo de teflón) Suciedad de la pared interna Doblez de la tubería Que no sea evidente la suciedad. Verificar la obstrucción en los orificios y los tubos capilares. obstrucción de los orificios. o o o Inspección visual. Manómetro Indicación de la presión o o Controlador del flujo de gas Presión y flujo o o Filtro (otras líneas) Suciedad. Que no haya fuga. o □ □ o Suciedad de la pared interna y el flotador. Filtro (línea de muestra) Medidores de flujo Cuerpo principal Fuga en la parte de conexión Suciedad. Que se encuentre dentro de la presión preestablecida. 165 . o □ □ Inspección visual. o o □ □ Inspección visual y reemplazo. Que no haya doblez. Inspección visual y reemplazo. lavado y verificación de la alarma. ajuste de la presión y verificación de la alarma. limpieza Sin obstrucción en los orificios. Prueba de fuga. o Que se encuentre dentro del intervalo del flujo preestablecido. Bomba de succión Funcionamiento Que no haya ruidos ni vibraciones extraños y que no se encuentre en la temperatura alta. enfriador de PMT. así como el filtro óptico (se deberá utilizar el alcohol no fluorescente. oído y el tacto. Eficiencia de la conversión Catalizador Limpieza o o □ o Cámara de reacción Que no haya suciedad Sección de medición óptica Temperatura Funcionamiento general Calibración cero Funcionamiento Calibración Span Funcionamiento Repetibilidad Funcionamiento Que funcione correctamente el control de la temperatura (detector. o o o o Calibrar después de que se estabilicen los valores indicados. Que se pueda hacer la calibración cero (con una variación de ±4ppb con respecto a la calibración anterior Que se pueda hacer la calibración Span (con una variación menor a ±4 con respecto a la calibración anterior) ±2 del alcance de la escala o o o Se hace la limpieza de la pared interna de la celda. Reemplazo Temperatura Se reemplaza periódicamente.). o □ Verificar con la vista. entre otros. o o Introducir varias veces el gas de calibración de la misma concentración. Que sea mayor al 95%. 166 . Se reemplaza periódicamente. Verificación del funcionamiento de cambio a través del sonido y el tacto. Inspección visual. regulador del flujo. Que sea suave el movimiento para cambiar el paso del flujo en la línea de medición NO y NOx. Que se pueda succionar en el flujo preestablecido. o Flujo Válvula de cambio Dehumedecedor para generar ozono Procesador de ozono Convertidor de NO2 → NO Funcionamiento o □ □ □ o □ Reemplazo Reemplazo de la válvula. Reemplazo del adsorbente o catalizador Que se encuentre dentro de la temperatura preestablecida.) Verificación de los valores indicados. Reemplazo del desecante Reemplazo del secador puro permanente. Calibrar después de que se estabilicen los valores indicados. etc. Se reemplaza periódicamente. Introducir el gas Span durante 24hrs.Linealidad Funcionamiento ±4 del alcance de la escala o o Desviación de cero Desviación de Span Tiempo de respuesta 95 Funcionamiento Funcionamiento Funcionamiento ±2 del alcance de la escala ±2 del alcance de la escala 1 minuto o o o Introducir otras 3 concentraciones intermedias aparte del cero y Span. 167 . Introducir el aire cero durante 24 horas. Después de introducir el aire cero. se introduce el gas Span y se mide el tiempo. Que no haya inmovilidad del flotador. Se utiliza el filtro determinado. Funcionamient o Válvula de cierre Suciedad Obstrucción en los orificios Interior del porta filtro Que no haya suciedad. 168 . o o □ □ 1 año Tabla 3. obstrucción en los orificios Limpieza No haya obstrucción en los orificios. Fuga de la parte de conexión Suciedad.5 Analizador de O3 (Método de Fotometría en el Ultravioleta) o: Revisión (incluyendo limpieza y ajuste) □: Reemplazo y suplemento Frecuencia del control Criterios de revisión Método de ejecución Observacione s Inspección visual y reemplazo Inspección visual o o o Prueba de fuga o Filtro 3. Que no haya fuga. o □ □ Inspección visual y regulación del flujo. Que no haya doblez. Medidor de flujo 1. Suciedad en la pared interna 2.Puntos a controlar Arranque 2 semanas 1 semana 3 meses 6meses 1 mes Objeto Concepto Entrada Entrada de la muestra del aire 1. Doblez Que no sea evidente la suciedad. Que se pueda regular o programar el flujo sin mayores problemas. Cuerpo principal o o o o Limpieza Inspección visual y lavado o o o Se verifica operando la válvula de cierre y se realiza la limpieza. desarme y limpieza. Verificación utilizando el gas ozono. Volumen óptico o o o o □ Reemplazo de la lámpara. o 2. Reemplazo de la válvula de 3 vías (válvula rotatoria). □ Funcionamient o Lámpara de la fuente óptica 1. o o Inspección visual. Voltaje Que se pueda separar el ozono y que no tenga la influencia de otros elementos como la humedad. reemplazo periódico del diafragma. Reemplazo del empaque. regulación del flujo.Bomba de succión 1. o o Reemplazo. o □ o o □ □ Revisión a través del medidor de flujo. Que se pueda prender en el voltaje programado y que no presente la vibración. Que no haya suciedad ni manchas negras en la lámpara. Flujo programado Válvula electromagnética de 3 vías (válvula rotatoria) Separador de ozono Funcionamient o Que se encuentre dentro del intervalo de flujo programado. 169 . 2. Que no haya suciedad. Se revisan las conexiones de las tuberías. o o Medición del voltaje (Revisión de la indicación del voltaje).Funcionamie nto Que no haya ruidos ni vibraciones extraños. Celda para la muestra Tuberías Suciedad Fuga o o o o Se desarma y se limpia en forma periódica. Que no haya fuga. Que tenga el volumen programado. o o Introducir el aire purificado. Que la variación sea menor a ± 4 % con respecto a la calibración anterior. o o Se utiliza el generador de ozono. Verificar la desviación. 170 . 40 y 80%. o o o o Introducir 3 veces. ±2% de la escala máxima. ±4%de la escala máxima. Verificar la desviación. Introducir el gas ozono de 20.Funcionamiento general Calibración cero Funcionamient o Calibración Span Funcionamient o Verificación de la repetibilidad Verificación de la linealidad Funcionamient o Funcionamient o Que la variación sea menor a ± 4ppb con respecto a la calibración anterior. Tabla 3. Manómetr o Controlado r del flujo de gas Que se encuentre dentro de la presión preestablecida. lavado y verificación de la alarma. ajuste de la presión y verificación de la alarma. 171 . o o Inspección visual. o o Que se encuentre dentro del intervalo establecido.6 Analizador de CO (Método de absorción en el infrarrojo no dispersivo / Correlación de filtro) o: Revisión (incluyendo limpieza y ajuste) □: Reemplazo y suplemento Puntos a controlar 1 semana Criterios de revisión / Descripción Objeto Concepto Frecuencia del control 2 semanas 3 meses 6meses 1 mes 1 año Método de ejecución Entrada Tubo para la toma de muestra del aire (tubo de teflón) Suciedad de la pared interna Doblez de la tubería Fuga en la parte de conexión Suciedad. o Prueba de fuga. o □ □ Inspección visual y reemplazo. Que se encuentre dentro del intervalo del flujo preestablecido. o Cuerpo principal Suciedad de la pared interna y el flotador. Que no haya fuga. o o o o Inspección visual. así como el funcionamiento del regulador de presión a través del manómetro y el medidor de flujo. Verificar la obstrucción en los orificios y los tubos capilares. Obstrucción de los orificios Limpieza Funcionamient o Indicación del flujo Indicación de la presión Presión y flujo Que no sea evidente la suciedad. Limpieza del interior del portafiltro Inspección visual y reemplazo. □ □ o Filtro (línea de muestra) Medidores de flujo Sin obstrucción en los orificios. Que no haya doblez. Inspección visual. Que esté girando sin mayores problemas. Calibrar después de que se estabilicen los valores indicados. Que no haya suciedad. Que se pueda hacer la calibración Span (con una variación menor a ±4% con respecto a la calibración anterior). o o Inspección visual y verificación de la alarma. Inspección visual. Verificación del estatus. Verificación de los valores indicados. entre otros. Obstrucción en los orificios. doblez. o o o Se hace la limpieza en la pared interna de la celda. Funcionamient o Funcionamient o Funcionamient o Que no haya suciedad. así como el reflector.2 ppm con respecto a la calibración anterior). Que esté funcionando correctamente el controlador de la temperatura. Que no haya ruidos ni vibraciones extraños y que no se encuentre en la temperatura alta. □ Reemplazo periódico. Verificar con la vista. o o o o o o Calibrar después de que se estabilicen los valores indicados. o □ Reemplazo de la válvula. Que se pueda succionar en el flujo preestablecido. Introducir varias veces el gas de calibración de la misma concentración. o Flujo Fuente óptica Volumen óptico Volumen óptico preestablecido Reemplazo periódico o Engrane del filtro de gas (Gas Filter Wheel) Celda para la muestra Filtro óptico Detector Tubería Suciedad Rotación Que no haya suciedad en las ventanas. 172 . Funcionamiento general Calibració n cero Calibració n Span Repetibilid ad Que se pueda hacer la calibración cero (con una variación de ±0. Limpieza. obstrucción en los orificios ni la fuga. ±2% del alcance de la escala completa. Verificación de los valores 2 años indicados. Fuga en la parte de conexión. o o Suciedad Que no haya suciedad.Termómetr o Bomba de succión Indicación de la temperatura Funcionamient o Que se encuentre dentro de la temperatura preestablecida. o Suciedad Temperatura Suciedad. oído y el tacto. o o Desviación de cero Desviación de Span Tiempo de respuesta( 95%) ±2%del alcance de la escala completa. Introducir el gas Span durante 24hrs. ±2%del alcance de la escala completa. se introduce el gas Span y se mide el tiempo. Después de introducir el aire cero. 1 minuto o o o Introducir otras 3 concentraciones intermedias aparte del cero y Span. Introducir el aire cero durante 24 horas. 173 .Linealidad Funcionamient o Funcionamient o Funcionamient o Funcionamient o ±4%del alcance de la escala completa. se verifica la fuga utilizando el agua enjabonada.7 Guía para el mantenimiento de calibradores dinámicos o : Revisión (incluyendo limpieza y ajuste) □: Reemplazo y suplemento Puntos a controlar 1 semana Criterios de revisión Objeto Concepto Arranque Frecuencia del control 2 semanas 3 meses 6meses 1 mes 1 año Método de ejecución Filtro de entrada Obstrucción en los orificios y fuga Que se pueda suministrar el gas en una presión predeterminada. Que no haya deterioro. No haya doblez. Verificación de la presión. o Partes funcionales Manómetro Regulador de la presión Regulación de la presión Que se pueda regular la presión específica o o □ Verificación de la presión o el flujo generado. Que el filtro esté fijo. daños ni obstrucción en los orificios. Que se pueda indicar la presión específica. □ Reemplazo Verificación a través de la inspección visual. Reemplazo del anillo O. o Verificación a través de la inspección visual. En caso de presentar la obstrucción o la suciedad. se desarma y se lava.Tabla 3. Que la tubería esté de acuerdo lo establecido. 174 . Que la tubería esté de acuerdo lo establecido. o Verificar si se puede suministrar el gas correctamente bajo la presión predeterminada. o o Después de apretar la conexión. Tubería / Cuerpo principal Tubería externa Conexión de la tubería externa Tubería interna y Block Estado de la tubería de entrada y de salida Estado de colocación de la tubería externa Estado de la tubería y el block en el paso de flujo Regulación de la presión Que no haya doblez. Que no haya deterioro. Que no esté flojo ni que haya fuga. daños ni obstrucción en los orificios. Que haya control normal sin ruidos extraños durante la operación. Verificación del movimiento del flotador pasando el gas generado. o Verificación de la programación y la operación. Que no haya falla de encendido ni flasheo. En el caso del deterioro importante. Se abre y se cierra la válvula varias veces. o Válvula electromagnética o Tubo secador Eliminación de la humedad Estabilidad Que más de ½ de gels de sílice sea de color rosa. Verificación a través del medidor de flujo. o o o o Reemplazo. o □ □ Verificación a través de la inspección visual. Se repite ON-OFF y se verifica con el medidor de flujo. 175 .Válvula de cierre Estado de programación Que funcione sin desfasamiento ni fuga. Verificación a través del manómetro. o Ajuste general Flujo generado Presión generada Revisión del flujo Revisión de la presión Que el flujo generado esté de acuerdo con las especificaciones. o Desarme y lavado. o □ Verificación a través de la inspección visual y reemplazo. Reemplazo. Medidor de flujo Estado de la indicación Que el movimiento del flotador esté suave sin fuga. Lámpara de ozono Tubo del catalizador Tubo de adsorción o Capacidad Reemplazo del catalizador. y se verifica a través del medidor de flujo. Que la presión generada esté de acuerdo con las especificaciones. se reduce la frecuencia del reemplazo. Desarme y lavado. o Capacidad Reemplazo de carbón activo y cal. o o Válvula Funcionamient o Funcionamient o Que se abre y se cierre correctamente sin mayores problemas. 176 . o Comparación con el gas cero envasado.Generación del aire cero Capacidad de purificación Que esté de acuerdo con las especificaciones. o bien la comparación con el gas obtenido desde el equipo de preparación de gas para la calibración. Que no haya deterioro.8 Guía de mantenimiento para generadores de aire limpio o: Revisión (incluyendo limpieza y ajuste) □: Reemplazo y suplemento Puntos a controlar 1 semana Criterios de revisión Objeto Concepto Arranque Frecuencia del control 2 semanas 3 meses 6meses 1 mes 1 año Método de ejecución Filtro de entrada Obstrucción en los orificios y fuga Que se pueda suministrar el gas en una presión predeterminada. gas generado y ventilación de cada tubería. o Prueba de fuga de gas. Que la tubería esté de acuerdo lo establecido. Estado de colocación de la tubería externa Estado de la tubería y el block en el paso de flujo Fuga Que no haya doblez. Que no haya deterioro. gas de componentes. Tubería externa Conexión de la tubería externa Tubería interna y Block Estado de cada tubería de gas de dilución.Tabla 3. Verificación de la reducción de la presión. entre la entrada y la salida. daños ni obstrucción en los orificios. se verifica la fuga utilizando el agua enjabonada. o Tubería Que no esté flojo ni que haya fuga. No haya doblez. o Verificar si se puede suministrar el gas correctamente bajo la presión predeterminada. Que el filtro esté fijo. o Verificación a través de la inspección visual. o Después de apretar la conexión. Cuando se carga de N2 con la presión utilizada o de aire. En caso de presentar la obstrucción o la suciedad. que la reducción de la presión durante los 5 minutos sea menor al 1%. 177 . Que la tubería esté de acuerdo lo establecido. se desarma y se lava. daños ni obstrucción en los orificios. □ Reemplazo Verificación a través de la inspección visual. Comparación con el gas cero envasado. y se verifica a través del medidor de flujo. o Regulador de la presión Válvula Regulación de la presión Funcionamient o Funcionamient o Que se pueda regular la presión específica. Verificación de la presión o el flujo generado. Verificación a través del manómetro. o o o Verificación a través del medidor de flujo estándar. Válvula de cierre Estado de programación o o Partes funcionales Medidor de flujo Estado de la indicación Que el movimiento del flotador esté suave sin fuga. Se abre y se cierra la válvula varias veces. Verificación del movimiento del flotador pasando el gas generado. Ajuste general 178 . Que esté de acuerdo con las especificaciones. Desarme y lavado. Reemplazo del anillo O. Que funcione sin desfasamiento ni fuga. Que la presión generada esté de acuerdo con las especificaciones. Que se abre y se cierre correctamente sin mayores problemas. o o Presión generada Precisión Revisión de la presión Desviación del gas patrón. o o o Válvula electromagnética o Flujo generado Revisión del flujo Que el flujo generado esté de acuerdo con las especificaciones. Verificación de la programación y la operación. Que haya control normal sin ruidos extraños durante la operación. gas patrón de baja concentración en contenido en cilindro o bien la comparación con el gas obtenido desde el equipo de preparación de gas para la calibración. Se repite ON-OFF y se verifica con el medidor de flujo. o o □ Después de realizar la programación se verifica. medidor de flujo con burbujas de jabón y medidor de gas húmedo. o Desarme y lavado.Tapa de cambio Estado de programación Que se pueda hacer el cambio sin problemas y que se pueda fijar o cerrar en una posición determinada. 179 . Sistema de transmisión y almacenamiento de datos.9. Se debe realizar un reporte que incluya los resultados de la inspección rutinaria de las estaciones. Actividad de mantenimiento preventivo 1 2 3 4 5 Revisión y limpieza de equipo de computo Prueba de arranque de equipo de emergencia para cortes del suministro de energía eléctrica. . Éste se lo debe entregar a su superior o al personal que pueda realizar la revisión y detección de fallas. El sistema de transmisión y almacenamiento de datos es un área que sin duda debe ser integrada al PMP de la organización. etc. goteras. el PMP debe incluir lo descrito en la Tabla 3. las cuales se identifican a través de las rutinas de revisión programadas o bien de los propios indicadores de fallas de los equipos y deben atenderse conforme a las instrucciones de los manuales de operación y mantenimiento de los instrumentos. tierras físicas y luminarias Revisión de instalaciones eléctricas mayores Revisión de techos.9. También es necesario considerar actividades de mantenimiento no programadas derivadas de un funcionamiento anormal de los analizadores. Para garantizar una operación continua y proteger tanto la integridad física de las bases de datos. toda vez que en este se concentra y transmite la información de la calidad del aire y el estado de operación de las redes y estaciones de medición. acumulación de polvos etc. Revisión de estado de conexiones. equipos y/o infraestructura. de los equipos y de la instalación en general. Tipo y frecuencia del PMP para el sistema de transmisión y almacenamiento de datos. Frecuencia mínima Cuatrimestral Quincenal Semestral Anual Anual Mantenimiento correctivo. para detección de humedad. Se recomienda elaborar un formato de reporte que incluya los aspectos más importantes que permitan detectar fallas en los instrumentos. además de poder tomar decisiones para corregirlas. paredes. ventanas. Resultados de las inspecciones de rutina de las estaciones. Tabla 3. El reporte debe ser elaborado por el técnico que realiza la visita. las tareas de mantenimiento preventivo. Dicho código de identificación debe estar adherido o prendido. como datos de los que dispone el SMA. localización y estado operativo de materiales y equipos. Éstas deben hacer aunque sea en forma provisional desde antes de recibir los equipos de nueva adquisición a partir de consultas con el proveedor para disponer de lotes de consumibles y refacciones críticas a la llegada de los equipos. refacciones. en un lugar visible y en forma segura en el componente inventariado. Dichas listas de partes deben contener por lo menos la siguiente información: • • • • • • • • • • Marca .Inventario de equipos y refacciones. modelo y descripción del instrumento al que pertenecen Número de parte y datos del proveedor Especificaciones o tipo Precio unitario en la última adquisición Tiempo promedio de entrega Disponibilidad del proveedor ( en existencia o sobre pedido) Cantidad deseable en existencia Cantidad actual en existencia Status en términos de su importancia Fecha de revisión (corrección) 181 . en particular. según corresponda. Por medio de estos inventarios se puede controlar en forma efectiva la cantidad. consumibles y accesorios principales. ya sean propios o asignados. Los responsables de los PMP deben diseñar y mantener actualizado un inventario detallado de la totalidad de equipos. Un aspecto fundamental en el control de inventarios es la correcta identificación de los equipos a partir de la asignación de un Número de Inventario Único. También se debe disponer en el PMP de Listas de Partes actualizadas. así como los datos del personal responsable de su resguardo y buen uso. Se trata de disponer de un sistema codificado que facilite sustancialmente la identificación y localización y. el diseño de estos formatos computarizados puede requerir tiempo y muchas horas de trabajo la primera vez. En las instalaciones centrales de los SMA se debe contar con áreas específicas destinadas al almacenamiento de partes (consumibles y refacciones) y otro almacén especifico de equipos (muestreadores. En cada almacén. pero una vez elaboradas se convierten en poderosas herramientas que facilitan los PMP. analizadores y calibradores. Como en muchos otros casos de la práctica de Aseguramiento de Calidad. Control de almacenes de refacciones y equipos. entre otras cosas. etc. refacción o componente. Área de reparación y mantenimiento de equipos. Es conveniente asignar el puesto de almacenista a alguna de las personas que laboran en el área para que se responsabilice. 182 . según corresponda. es necesario establecer un área de reparación y mantenimiento dentro del departamento del encargado de mantenimiento de la estación de monitoreo. Esta persona es también responsable directo de mantener actualizados los inventarios de equipos y partes. el uso de computadoras y hojas de cálculo permite el diseño de bases de datos interactivas para el manejo de inventarios y listas de partes que puedan incluso dar avisos preventivos o de alarma cuando se llega a un número crítico de las existencias de un determinado consumible. los cuales.En la actualidad. de preferencia deben estar separados físicamente y tener acceso restringido sólo para personal autorizado. En ambos almacenes deben observarse “Buenas Prácticas de Trabajo” en lo relativo a orden y limpieza. las refacciones o los equipos. del registro de entradas y salidas de equipos y partes. Para mantener el buen estado de operación de la estación de monitoreo de aire. deberán disponerse en gabinetes o en gavetas bien identificados de modo que se facilite su localización y conteo. En la Tabla 3. así como de iniciar al proceso de requisición generando formatos de aviso.).10 se indican los usos de esta área de reparación y mantenimiento de equipos. Esta área deberá ser establecida en las redes que administren un número mayor de tres a cuatro estaciones. deberán verificar si la parte encargada de realizar el mantenimiento cuentan con un área de reparación y mantenimiento. 2. Contenido Adquisición de los consumibles a corto tiempo y su control de entradas y salidas de toda la red de monitoreo. Reparación y ajuste de equipos de medición averiados. El área de reparación y ajuste de equipos es una bodega para las refacciones de reemplazo que cubre la toda la red de monitoreo.10 Usos del área de reparación y mantenimiento.11 se indica el equipamiento para dicha área. En las estaciones de monitoreo de aire se llevan a cabo tareas de reemplazo periódico de consumibles o de reparación de averías. Almacenamiento y control de refacciones y herramientas para reparaciones. Uso 1. Almacenamiento. 3. Aparte del control de adquisición y almacenamiento general de las refacciones de toda la red de monitoreo. Control de existencia de consumibles. Control de existencia de refacciones. siendo también un departamento de soporte del control de mantenimiento que constituye un taller base de reparación. Reparación y ajuste de equipos averiados. En la Tabla 3. Las redes de monitoreo que solamente cuenten con 1 o 2 estaciones de monitoreo y que tengan la necesidad de solicitar el mantenimiento de los equipos a empresas que realicen los trabajos de mantenimiento o al personal operativo de otras redes. 183 .Tabla 3. también se utiliza como taller de reparación en donde se ingresarán los equipos averiados que no han sido posibles de reparar dentro de las estaciones. adquisición y control de entradas y salidas de las refacciones que requieren ser reemplazados debido a la fricción a prolongada o por su deterioro. Registro del historial de reparaciones. bomba de absorción giratorio del mecanismo del aparato. serrucho. Partes que tienden a dañarse por Relay. accidentes eléctricos. contenida dentro de la muestra debido a Kicker para SO2. debido a la reducción en su intensidad lámpara de rayos infrarrojo) Válvula solenoide. silla. llave inglesa. filtro de la toma de muestra (Inlet). teléfono. servicio de agua entubada. brocha. Tipos de acondicionamiento 184 . secadora. regulador de voltaje (AVR). Consumibles necesarios en la verificación Agua purificada. la muestra. averías. Perma pure driyer Partes que se deterioran en su eficiencia Lámpara de fuente de luz (lámpara de rayos ultravioleta. acero inoxidable). filtro tiempo por la suciedad. aerosol antioxidante. escritorio Equipamiento Aire acondicionado. Aparatos estándar. corto.Tabla 3. Otros Calibradores (Dilusor. cinta selladora. mazo. silica gel y otros) para la meses por las suciedades contenidas en adsorción de sustancias de interferencia. generador de aire cero) Cilindro de gas patrón. luz. stock de tornillos. grasa de Silicón. batería de respaldo. regulador entre otros. férula. su uso prolongado. cutter. cronómetro. Equipamiento deseable Partes de refacción para atender las Aparato obsoleto destinado para uso de sus partes. Consumibles secundarios que se Empaque. Consumibles Consumibles que se reemplazan en corto Tubo de teflón. alicates. Herramientas y otros. liga. Paño. solventes (Alcohol etílico. bandas prolongada por tratarse de la parte dentadas (bandas de transmisión). graficador. pernos de diversos tipos. válvula (resina. tubo catalizador. aparato generador de señales estables de voltaje. Ventilador pequeño Partes que se deterioran por la suciedad Filtro contra el polvo para el ventilador. estante (resguardo). entre otros. cinta de vinilo (Cinta aisladora). tenaza. Osiloscopio. entre otros). cautín para soldar Reactivador de puntos de conexiones Alambre. contacto. cintas para impresoras reemplazan desde con varios meses hasta un año de uso. tubos de vinilo. termómetro e higrómetro (electrónico) Manuales. Refacciones Consumibles que tienen una fricción Diafragma. Filtro óptico. de aire. Juego de herramientas Destornillador largo. Interruptor de seguridad (cortacorriente).11 Ejemplo de equipamiento del área de reparación y mantenimiento Ejemplos de equipamiento y partes Muebles e instalaciones Muebles Mesa de trabajo. cinta plateada. Partes electrónicas. detergente neutro. Flujómetro estándar. de cartucho. Pinza. martillo. cepillo para lavar. Filtro de fibra de vidrio para PM10 (rollo) Refacciones que se desgastan en varios Adsorbentes (carbón activado. acetona periódica como en la limpieza. cepillo metálico. lima. entre otros. placa base de fuente de energía. tubos de silicón. prensa. Medidor de voltaje digital. Cuando se utilizan los equipos de medición de manera continua. como en las directrices generales provistas por las normas de referencia utilizadas las cuales contienen por lo general criterios detallados de calibración. Generalidades. Uno de los objetivos de la calibración es establecer la relación cuantitativa entre la concentración real del contaminante y la respuesta del analizador. Otro es el concepto fundamental de trazabilidad que debe considerase en los programas de calibración. generalmente patrones nacionales o internacionales. Para establecer la linealidad de los analizadores nuevos o los que hayan sido sujetos a una reparación mayor se debe hacer una calibración multipunto.Calibración de equipos e instrumentos. Cada analizador debe calibrarse apegándose a las condiciones de operación. conforme a procedimientos basados tanto en las instrucciones específicas del manual de operación del equipo. En 185 .055:1996 INMC se define como “Propiedad del resultado de una medición o del valor de un patrón. Frecuencia. la eficiencia de la medición va variando gradualmente a causa de las partes desgastadas o de interferencias acumuladas como suciedad. por lo que es necesario revisar la sensibilidad en la medición y corregirla. En todos los analizadores se debe hacer una calibración multipunto al menos dos veces por año. Todos los datos y cálculos incluidos en la calibración deben registrarse en una bitácora individual para cada equipo. Objetivos. la cual según la NMX–Z. tal que ésta pueda ser relacionada con referencias determinadas. por medio de una cadena ininterrumpida de comparaciones teniendo todas incertidumbres determinadas”. si es necesario. Los Sistemas de Monitoreo Atmosférico (SMA) requieren de programas consistentes de calibración para todos los equipos de muestreo y analizadores. o cuando se utilizan gráficas de control. Después de una interrupción de varios días en la operación y Cuando aparezca alguna indicación de mal funcionamiento o cambio en la calibración. diseñado en 186 . En la operación práctica de los programas de calibración se efectúan diferentes tipos de calibraciones cuya complejidad y aplicación puede variar en función de las circunstancias y los objetivos de calidad establecidos. Cuando el corrimiento de span y/o cero exceden ±15%. • En analizadores nuevos. Después de cualquier reparación o servicio. Algunos criterios para la calibración de analizadores de gases son los siguientes: • • • Después de la instalación del analizador y antes de colectar datos. Criterios. Los equipos utilizados para el muestreo manual de PST y PM10 son los muestreadores de alto volumen. se pueden hacer calibraciones de dos puntos y cero (aunque una calibración multipunto siempre puede sustituir a una calibración de dos puntos): • • • • • Durante la instalación inicial. se recomienda una calibración multipunto en un periodo menor a 3 meses. el corrimiento es 3 veces la desviación estándar del valor de control. Calibración de equipos de muestreo de partículas. Después de una relocalización. y 4) Documentación de los resultados. Muestreadores manuales.general. • Después de una reparación mayor. 3) Programación. 2) Procedimientos establecidos y validados. en el segundo caso se adapta un cabezal con impactores. Una calibración multipunto cada 3 meses para todos los analizadores. Sin embargo es importante tener en mente que las calibraciones en este campo deben incluir los siguientes elementos: 1) Trazabilidad de los materiales de referencia o entradas conocidas. un manómetro de agua y manguera para conectarlo al cilindro (Figura 4.base el principio de la dinámica de las partículas. El estándar de transferencia debe ser calibrado cada año contra un patrón de volumen. el cual solo permite el paso hacía el filtro de partículas menores a 10 micrómetros. 10. empaques. 187 . cinco placas con 18. Este equipo se compone de un adaptador para la base del filtro. 7 y 5 orificios respectivamente. un cilindro con orificio. Actualmente son utilizados equipos que en vez de placas. El procedimiento para la calibración de los muestreadores de alto volumen se encuentra establecido en el punto 11 de la Norma Mexicana NOM-035-SEMARNAT-1993. 13. tienen una adaptación en el cilindro que permite variar el tamaño de apertura de los orificios. La calibración de este tipo de muestreadores se realiza usando un estándar de transferencia. Kit de placas para calibración de muestreadores de alto volumen.1. El principio de la calibración es la transferencia de un volumen conocido mediante la caída de presión que ejercen las placas al momento de succionar el aire.1). Estos equipos son utilizados de la misma manera que los de placas. Cualquiera de los dos tipos de equipos son conocidos también como kits de calibración para muestreadores de alto volumen. la única diferencia es que sustituye el uso de las mismas. Figura 4. En el apéndice 12 del libro rojo de la USEPA se encuentran los métodos para la calibración y la referencia en la medición de flujos. contar con un estándar de transferencia. contar uno o varios cilindros que contienen el gas contaminante y que además este tiene trazabilidad hacia materiales de referencia nacionales o internacionales. Calibración de los equipos de monitoreo de gases. 188 . esto es un analizador con generador de ozono o solo un equipo generador de ozono. Fotometría Ultravioleta. Para la elaboración de los procedimientos de calibración es indispensable tomar en cuenta la normatividad vigente (nacional o internacional). se recomienda realizar lo establecido en los manuales de los instrumentos. no solo durante la calibración. Actualmente no existen en México ninguna Norma o Método de Referencia para la calibración de este tipo de muestreadores. además de un adecuado programa de operación y mantenimiento.Muestreadores semiautomáticos y automáticos. sino también en la operación. la practicidad del método y lo establecido en el manual del instrumento. En la página de internet de la USEPA se pueden encontrar métodos para la calibración del flujo y sensores de presión y temperatura de este tipo de instrumentos. Realizar la verificación y el ajuste continuo de los controladores de flujo másico de los calibradores dinámicos. En este capítulo se presentan de manera general los tipos y procedimientos de calibración para la medición de los gases contaminantes criterio. Para una calibración adecuada del muestreo de partículas en estos instrumentos. I. NOx y SO2. Cabe resaltar la importancia que tiene el uso de graficadoras para observar con mayor detalle el comportamiento de cada instrumento. etc). II. ej. GPT. En el caso de la medición de O3. que haya sido calibrado mediante uno de los métodos para la medición de ozono ambiental (p. Para asegurar la trazabilidad en la medición de los analizadores es indispensable considerar dos factores. En el caso de la medición de CO. Aunque carece de las ventajas de una calibración multipunto (la verificación de la linealidad). Las verificaciones frecuentes o actualizaciones de la relación de la calibración. (2) monitorear la tendencia de los corrimientos (drift) del cero y del span del analizador. la calibración de dos puntos puede y debe realizarse con mayor frecuencia. este tipo de calibración pude ser automatizada. 189 . ２ point s c alibr at ion (zer o.span) 100 Monit or r esponse 80 60 40 20 0 0 20 40 60 80 100 Calibr at ion gas c onc ent r at ion Figura 4. ya que estos registros sin ajustar proporcionan valiosa información para: (1) confirmar la validez (o invalidez) de las mediciones obtenidas inmediatamente precediendo la calibración. Esta calibración se realiza solo en dos puntos: el cero y el span. Dependiendo de la marca y modelo de analizadores que se utilicen. ayudan a mejorar la calidad de los datos a partir del control de los corrimientos (drift) de la respuesta de cada analizador. Cuando se efectúa este tipo de calibración se recomienda ampliamente registrar las lecturas de respuesta del cero y el span antes de realizar cualquier ajuste que se haga al analizador. y (3) determinar la frecuencia de la calibración multipunto. El procedimiento y formatos usados son los mismo que en la calibración multi–punto.2 Grafica de una calibración de cero y span.Calibración de cero y span (calibración con dos puntos). Medir y registrar la concentración de respuesta del analizador respecto al gas de calibración una vez estable y sin ajustar (S'). VI. V. II. Z-A. Medir la concentración del gas de calibración (span). Generar la concentración span (generalmente al 80 % del rango de operación del analizador). siempre se debe de realizar también la calibración 190 . El procedimiento general que se sigue para la calibración del cero y el span. se describe a continuación. Si un desplazamiento (A) es usado. Después de realizar la calibración cero.Los analizadores de NO/NO2/NOx pueden no contar con controles individuales de cero y span para cada canal.. I. Si es necesario un ajuste de span. Generar aire cero. flujo o presión) o que esté relacionado con su mantenimiento. ajuste el cero a la lectura deseada de cero. Hacer cualquier ajuste que requiera el analizador (p. Desplazar la lectura del Cero (e. Dejar el analizador en su modo normal de operación y no hacerle ajustes. Desconectar la entrada del analizador de la toma de muestra de aire ambiente y conectarla al sistema de calibración. IV. VII. Medir y registrar la concentración de prueba del aire cero en condiciones estables. Si este es el caso. estos controles deben ser ajustados solo bajo las condiciones especificadas en el procedimiento de calibración del manual del instrumento. también sin ajustar. Si el ajuste del cero es necesario o si cualquier ajuste ha sido hecho al analizador. VIII. (Z'). Si el span no es ajustado entonces S=S’.e.j. ajustar la respuesta del span al valor deseado dejando el cero ajustado usado en la etapa previa. Registrar la lectura final del span ajustado en condiciones estables (S). Note que si no se hace ningún ajuste del cero entonces Z=Z’. III. Registre la lectura ajustada de cero (Z) en condiciones estables. a 1% de la escala) puede ayudar a observar cualquier desplazamiento negativo del cero que pueda ocurrir. registre la lectura sin desplazamiento como. Como herramienta de diagnostico. Si la calibración es actualizada para cada calibración del cero y el span. IX. Cuando hay una diferencia equivalente a un intervalo específico. Después de cualquier ajuste efectuado al cero o al span o a otros parámetros. una nueva curva de calibración debe ser elaborada usando las lecturas Z y S. A partir de la diferencia entre el resultado de la calibración realizada en el mantenimiento y la revisión anterior (normalmente de una semana antes). se considera como margen de error y no se deberá realizar la calibración. o el punto de intercepción y la pendiente deben determinarse como sigue: EPA (1998) I= Intercepción = Z m = pendiente = S−Z concentracióndelspan 191 . facilitará la observación del transcurso. el resultado de la calibración de ese momento. Pero. se considera como una situación anormal.1. se determina si se hace la calibración o no. Cuando la diferencia es mínima. se debe de realizar nuevamente la calibración cero y luego la calibración Span. debe permitirse la estabilización del analizador a esas nuevas condiciones y entonces debe verificarse las lecturas del cero y span y registrarse los nuevos valores de Z y S. se realiza la calibración. Nota: Dejar registrado por lo menos un valor instantáneo por cada varios segundos.Span. si es necesario. es recomendable el uso del graficador. en base a los criterios estipulados en la Tabla 4. cuando la diferencia es significativa. se prohíbe realizar la calibración y se toman las medidas para la corrección. Aún cuando se realice primero la calibración Span. X. 4 se pueden observar los comportamientos correctos y anormales en las calibraciones de cero y span. 3) Continúa ascendiendo.3 y 4. O3 y CO ±2%FS Medidor de PM10 ±2 a ±4% FS Menor a 5μg/m3 Mayor a ± 4% FS Mayor a 5μg/m3 ±2% FS ±2 a ± 10% FS Mayor a ± 10% FS Calibración del Span Sin embargo.Tabla 4. y 4) Continúa descendiendo.3 Comportamientos normales y anormales en la respuesta del analizador al generar aire cero. Algunos comportamientos anormales de respuestas en el momento de la introducción del aire cero y/o span son:1) Indicaciones zigzagueadas. 192 . En las Figuras 4. cuando la respuesta en el momento de la introducción del gas patrón no se estabiliza no es normal por lo que no se hace la calibración y rápidamente se realizan los arreglos o las reparaciones pertinentes. Determinación para la realización Calibración del cero No se requiere calibrar Se puede calibrar No calibrar No se requiere calibrar Se puede calibrar No calibrar Medidores de SO2.1. Good r esponse 20 Bad r esponse 20 ④ Elapsed t ime ③ ② ① 0 0 100 0 0 100 Analyzer response (concent rat ion) Analyzer r esponse (concent rat ion) Figura 4. Criterios para la calibración multipunto (de acuerdo a la diferencia con la calibración anterior). NOx. 2)Salto pronunciado (Cambio brusco sin una secuencia en los valores de medición). después de reparaciones mayores y/o cada determinado de tiempo. Estas calibraciones multipunto son usadas para establecer y/o verificar la linealidad de los analizadores en su instalación inicial. el span y una o más concentraciones intermedias espaciadas en intervalos aproximadamente iguales dentro del rango de operación. Las calibraciones multipunto consisten en suministrar tres o mas concentraciones de prueba. La mayor parte de los analizadores modernos tienen una respuesta lineal o muy cercana a la concentración de referencia. incluyendo el cero.4 Comportamientos normales y anormales en la respuesta del analizador al generar la concentración spanx. Calibración multipunto (verificación de linealidad). se genera el gas de calibración con la concentración necesaria. 193 . En la Tabla 4.2 se indican los intervalos de concentración utilizados en la práctica para este tipo de calibraciones en analizadores de contaminantes criterio. Después de la calibración cero. Al diluir el gas contenido dentro del cilindro con el aire cero utilizando el calibrador dinámico. Se introduce la concentración de calibración y se inspecciona la reacción durante un tiempo mínimo de 10 minutos. una vez determinado la sensibilidad del intervalo de uso. se introduce el gas de calibración de concentración de punto medio y se verifica la linealidad de la sensibilidad del analizador observando el grado de desfasamiento de la línea recta de sensibilidad de ese punto.Bad r esponse 20 ④ ③ ② ① 0 0 100 Analyzer response (concent rat ion) Figura 4. 0 15.0 8. se lleva a cabo de la siguiente ecuación: C= Donde: C: SG: G: DA: SG * G G + DA Concentración del gas de calibración (ppb = ppm*1000) Concentración del gas en el cilindro (ppm) Flujo de gas del gas del cilindro (cc/min). Calibración de analizadores de CO y SO2. en las mismas unidades que C.5 35.450 CO (ppm) 0. Antes de iniciar la calibración se debe verificar que la presión del cilindro que contiene el gas es mayor a 500 psi.5 – 32. y C: Concentración del gas de calibración (ppm o ppb).0 3.0 – 10. 1 2 3 4 5 6 Punto de prueba Cero Primer punto Precisión Tercer punto Cuarto punto Span SO2.0 – 45.0 – 8. 194 . El cilindro deberá reemplazarse cuando la presión interior sea cercana a 300 psi. Métodos de calibración.0 El cálculo de las concentraciones de los gases de calibración para SO2 NOX y CO. Intervalos comunes de concentración en una calibración multipunto No.0 30 – 80 80 –100 150 – 200 275 – 325 350 .NOX y O3 (ppb) 0. y Flujo de aire de dilución a través del calibrador (cc/min) ⎛ (Obs − C ) ⎞ % Diff = 100%⎜ ⎟ C ⎝ ⎠ Donde: % Diff: Porciento de diferencia Obs: Concentración observada por el analizador y registrada por el sistema de datos.2.0 – 20.Tabla 4.0 27. que genera el gas de calibración a diferentes concentraciones diluyendo el gas del cilindro con aire cero. • • • • • • Analizador a calibrar.Es recomendable que las lecturas de respuesta del analizador se obtengan del mismo dispositivo de registro (graficadora. Conectar la salida del gas de calibración del calibrador dinámico al puerto de entrada de muestra del analizador a calibrar. Si no está activado el 195 . Solución de jabón especial para detección de fugas. Conectar el sistema de calibración: conectar el cilindro y la salida del aire cero al calibrador dinámico. Procedimiento de calibración. I. teflón u otro material inerte para sondas. III. No inflamable y que resista un intervalo de temperatura de -3º a 93º C. Graficadora. Desconectar el analizador a calibrar del múltiple de distribución de la muestra. Calibrador dinámico. No toxica. etc. El procedimiento general para la calibración de analizadores de CO y SO2. Sistema de adquisición de datos. • • Cilindro que contenga aire cero o equipo generador de aire cero. display. II. es el siguiente. • Cilindro que contenga el o los gases de los contaminantes con trazabilidad a los materiales de referencia correspondiente. sistema de adquisición de datos. Equipos y Materiales. No corrosiva. Sondas de acero inoxidable. Conexiones de acero inoxidable. teflón u otro material inerte.) que será usado para las subsecuentes mediciones de las concentraciones en el aire ambiente. utilizando el método de dilución. Nota: El analizador a calibrar debe tomar la muestra a la presión ambiental. terminando con la generación de aire cero. Generar aire cero con el calibrador dinámico. VI. Repetir los tres pasos anteriores cambiando el aire cero por la generación del span (80% del rango del analizador) y las concentraciones intermedias. éste debe ser siempre mayor al que utilizan los analizadores para tomar la muestra. anotar la lectura que reporta el sistema de adquisición de datos para el analizador a calibrar. En caso de encontrar una fuga. X. IX. XII. Nota: La solución jabonosa se deberá aplicar alrededor de las conexiones que ESTRICTAMENTE mantengan una presión positiva en la línea. de tal manera que se evite la succión de la solución y que pueda dañar los dispositivos internos de los equipos. eliminarla utilizando cinta teflón en la conexión. se debe utilizar una conexión “T” entre la línea de la muestra y el analizador a calibrar. V. cilindro de gas y cilindro o generador de aire cero) con la solución jabonosa para la detección de fugas. IV. Conectar la graficadora al analizador y encenderla. VII.puerto de venteo del analizador. XI. XIV. Verificar las conexiones del sistema de calibración (calibrador dinámico. Encender el calibrador dinámico y. VIII. Esperar al menos una hora para la estabilización de los componentes del sistema de calibración (se da por hecho que el analizador a calibrar ha estado operando y por lo tanto sus componentes están estabilizados). Esperar al menos 10 minutos para la estabilización de la lectura (observar el comportamiento del analizador en la gráfica). el generador de aire cero. Abrir las válvulas del cilindro y de la generación de aire cero y regular la presión de las líneas en un intervalo de 20 a 30 psia. Nota: El cero y el span pueden 196 . Una vez estabilizada. en su caso. XIII. Generar aire cero a 3 lpm. Nota: El flujo dependerá de la cantidad de analizadores a calibrar. que puede ser calculado con la regresión lineal correspondiente. Si este fuera el caso. 197 . Apagar y desconectar el sistema de calibración. Cuando la ecuación de calibración se usa para expresar las concentraciones medidas (x) por el analizador de las lecturas de respuesta del analizador (y). y punto de intercepción de la mejor curva de ajuste. Cálculos. XV.ser ajustados en el analizador a calibrar. concentración del contaminante pendiente. se debe anotar la lectura antes y después del ajuste. pueden corregirse despejando de la siguiente ecuación: x= y−b m Dos indicadores usados por lo general para fines de control de calidad sobre las calibraciones son la desviación estándar y/o el coeficiente de correlación. En general los datos de calibración del analizador son graficados contra sus respectivas concentraciones de prueba. y la mejor curva de ajuste lineal para los puntos debe determinarse a partir de la regresión de mínimos cuadrados conducente. Una carta de control del error estándar o del coeficiente de correlación puede elaborarse para monitorear el grado de dispersión de los puntos de calibración y verificar que se encuentran dentro de los límites de aceptación establecidos. Conectar el analizador al múltiple de distribución de la muestra. donde la pendiente y el punto de intercepción de la curva de calibración es obtenida por la siguiente ecuación: y = mx + b Donde: y: x: m: b: respuesta del analizador. XVI. también se generan aire cero. por sus siglas en inglés). En la Figura 4. span y las concentraciones intermedias. El estándar de transferencia debe ser utilizado únicamente para la calibración de los analizadores de ozono y nunca debe muestrear aire ambiente.5 se muestra un SRP y el arreglo típico en la calibración de estándares de transferencia. El calibrador con generador de ozono puede ser también el estándar de transferencia si ha sido calibrado contra un SRP. que ha sido calibrado contra un fotómetro estándar de referencia (SRP.5. Calibración contra un SRP El procedimiento de calibración de analizadores de O3 utilizando estándares de transferencia es relativamente el mismo que en el caso de la calibración de los analizadores de CO y SO2 (ver 4. Figura 4. Se debe calibrar comparándolo contra un SRP al menos una vez al año. En la Figura 198 .1).3. generador y/o analizador de ozono. Los cambios a este procedimiento dependerán del sistema de calibración que se utilice.2) y también mediante el uso estándares de transferencia. La calibración de analizadores de ozono se puede realizar mediante una titulación en fase gaseosa (ver 4.3.3. este último es el más común. un estándar de transferencia un instrumento. Con el objetivo de asegurar la trazabilidad de la medición.3.Calibración de analizadores de O3.3. Sin embargo. NOx y NO2. en segundo paso.6 se muestra un arreglo para la calibración de un analizador de ozono con otro analizador como estándar de transferencia. El procedimiento de calibración es el mismo que se realiza para la calibración de analizadores de CO y SO2. el compuesto que mide es el NO. Normalmente el nivel de deterioro es intenso llegando hasta 95 % que es el límite inferior en uno o dos años para que el catalizador sea reemplazado.4. Calibración de un analizador de ozono Calibración de analizadores de NOx. En primer paso mide el NO presente en una muestra y lo reporta como NO.1. La eficiencia de conversión de un catalizador nuevo es prácticamente de 100%. 199 . Figura 4. Calibración de canales de NO y NOx. la muestra pasa a través de un catalizador térmico que convierte el NO2 presente en la muestra en NO y esta vuelve a ser medida reportándose ahora como NOx. Para la calibración de los canales de NO y NOx se requiere de un cilindro que contenga NO en N2. Un analizador de NOx cuenta con tres canales por donde reporta las lecturas de NO. Como se puede observar en el principio de operación de estos analizadores (ver 1.3).6. span y las concentraciones intermedias. También se generan aire cero. con el uso se deteriora gradualmente sobre todo cuanto más alta sea la concentración del NOx en la medición ambiental. Incluso durante el transcurso del tiempo de uso la eficiencia disminuirá gradualmente. Es un método para generar óxidos de nitrógeno estándar (NO y NO2) y ozono (O3) del mismo nivel de concentración que la del aire ambiente. suministrado por el cilindro de alta presión.08 a 0.12 ppm más alta que el nivel requerido de NO2. esto es.08 a 0. III. y NOx. NO2. El principio del método de GPT es la generación de NO2 a partir del NO del cilindro y el O3 generado por el calibrador. El método de GPT fue desarrollado por la USEPA en el año 1971. II. Permitir que el analizador mida esta concentración hasta que se obtenga una respuesta estable (auxiliarse de la graficadora). Para esto se lleva a cabo el método de titulación en fase gaseosa (GPT. 200 . Como es posible determinar con suma precisión las concentraciones del NO2 y el O3 generados en base al NO estándar de concentración conocida.Calibración del canal de NO2 (Titulación en fase gaseosa). por sus siglas en inglés). generar una concentración de NO que sea aproximadamente 0.12 ppm de ozono por encima de la concentración de NO de entrada. estos valores se utilizan para evaluar la eficiencia del convertidor catalítico del analizador de NOx y para calibrar la sensibilidad del medidor de O3. Para cada punto de calibración. de acuerdo a la siguiente ecuación: NO + O3 → NO 2 + O2 El procedimiento para realizar un GPT es el siguiente: Procedimiento. Mantener el sistema de calibración conectado al analizador de NO2 de la misma forma en que fue instalado para la calibración de NO y NOx. La calibración del canal de NO2 se realiza para verificar la eficiencia del convertidor de NO2 en NO. generar aproximadamente 0. Generar aire cero. esperar que la lectura del equipo huésped sea estable y anotar los valores de NO. I. NO2. [NO]Rem:: Concentración de NO resultante después de GPT VI. Generar las concentraciones de NO2 correspondientes al span y los puntos intermedios. esperar a que el analizador presente una respuesta estable. Registrar todos los datos Cálculo de eficiencia del convertidor. 201 . V. Anotar los valores de NO. Se debe calcular la concentración de NO2 mediante la siguiente ecuación: [NO2 ]A = [NO]Orig − [NO]REM Donde: [NO2]A: Concentración de NO2 generada por GPT. en forma secuencial. [NO]Orig: Concentración de NO de entrada.IV. radiación solar y precipitación pluvial es común verificar los sensores contra elementos de condición artificial. La segunda consiste en someter el sensor a una condición artificial en la cual la respuesta es predecible teóricamente. Se calcula el NO2 convertido con la siguiente ecuación: [NO2 ]CONV = [NO2 ]A − [NOx]Orig − [NOx]REM Este valor se utiliza para determinar la eficiencia del convertidor usando la siguiente ecuación: %ef CONV = [NO2 ]CONV [NO2 ]A Verificación de los instrumentos de medición de parámetros meteorológicos. Para cada punto de calibración. La primera es aquella donde la respuesta del sensor puede compararse contra una medida de referencia de valor conocido mientras el sensor y el dispositivo de referencia se someten a una misma condición ambiental. Para los casos de dirección y velocidad del viento. Existen dos formas para verificar los sensores de las estaciones meteorológicas. y de NOx. mientras que los sensores de temperatura y presión pueden ser comparados con patrones trazables. la inspección mediante la 202 . Generalmente el formato de las señales de medición emitidas desde estos sensores son el voltaje analógico. hacen operaciones como la conversión de analógico/digital (A/D) y promedian y reenvían los datos al data logger externo y a las computadoras personales. se envían para procesar señales falsas al circuito y cuando las señales de salida generadas en el circuito coinciden con los valores preestablecidos se determina que éste está funcionando correctamente. la corriente analógica y el voltaje de pulso. temperatura y humedad. Como parámetros de medición meteorológica existen la dirección y velocidad del viento. Si no es el caso se conecta un multímetro digital en las terminales de salida del transductor y se verifica mediante la lectura marcada del voltaje o de la corriente eléctrica. Por consiguiente. voltaje. La mayor parte de los transductores cuenta con la función para verificar el buen funcionamiento de los circuitos de procesamiento de las señales. En cuanto al sistema de adquisición de datos. antes de determinar el funcionamiento normal o anormal del sensor se deberá verificar si los transductores están funcionando correctamente. En lugar de sensores se dispone de un circuito de prueba para generar valores específicos de resistencia. Existen diferentes tipos de circuitos.Verificación del transductor y las señales. Es decir. Respecto a la inspección. Un ejemplo es el que verifica el punto cero y el span solamente con el apagado y encendido del interruptor y otro es en el que se coloca manualmente la resistencia falsa. Para confirmar que sea el valor reglamentado en el momento de enviar las señales falsas al circuito es posible hacer la verificación visual si el transductor tiene su pantalla. normalmente se determina el buen funcionamiento de los sensores observando los valores procesados de las señales en el transductor. Sin embargo. se deberá confirmar que se indiquen los mismos valores que los reglamentados. los cuales se miden a través de los sensores individuales. corriente eléctrica. A través de esta verificación se podrá comprobar si la salida de medición desde el sensor hasta el sistema de adquisición de datos está siendo transmitida correctamente. Los transductores son instrumentos mediadores de las señales de medición meteorológica que captan de manera continua las señales de salida emitidas por una serie de sensores cuyo formato y escala son distintos. así como pulsos. Al menos uno de ellos debe estar familiarizado con los instrumentos meteorológicos para hacer los movimientos requeridos en la torre y en los sensores. Después de esto. Antes de iniciar la verificación de la linealidad. se debe manipular la torre meteorológica para que el sensor esté al alcance del técnico. Para llevar a cabo el procedimiento. se debe manipular el sensor girándolo para detectar fricciones significativas o alteraciones mayores en su funcionamiento. Verificación de sensores de dirección de viento. Simplemente se trata de una verificación de la parte en que se procesan las señales por lo que no significa que el transductor esté funcionando correctamente en su totalidad. El procedimiento general de calibración consiste en verificar la linealidad del sensor y el umbral de torque o la fuerza mínima detectable para moverlo. sin embargo el principio de operación es el mismo para cada uno de ellos: un potenciómetro emite una señal la cual varía dependiendo de la posición del sensor. II. uno para manipular el sensor en sitio y el otro para anotar las lecturas que reporta el sistema de adquisición de datos. Sin desmontar el sensor. III. 203 . Anotar la lectura del sistema de adquisición de datos. Verificación de la linealidad.aplicación de una señal falsa no es lo mejor. por sus siglas en inglés). alinearlo a 0° procurando mantenerlo inmóvil. I. Antes de la verificación del sensor de dirección de viento se debe verificar la orientación del mismo. Para esto existen varios métodos que se pueden aplicar utilizando una brújula o un sistema de posicionamiento global (GPS. es necesaria la participación de dos operadores. Girar el sensor en el sentido de las manecillas del reloj y alinearlo a 90°. En el mercado hay varios modelos de sensores de dirección de viento. En ambos casos es necesario referirse al manual del instrumento para verificar si este se encuentra dentro o fuera de los límites aceptables de operación. Además hay casos en que se presenta diferencia entre el valor desplegado en la pantalla y el valor marcado durante la observación a través del multímetro digital en las terminales de la salida por lo que se deberá tener precaución ya que a veces no es suficiente la verificación de los valores indicados en la pantalla. Si después del ajuste los resultados de la verificación siguen estando fuera de los límites aceptables de operación. realizar el ajuste de acuerdo a lo establecido en el manual del instrumento. Anotar la lectura del sistema de adquisición de datos. VI. Nota: esto se realiza para los sensores cuyo intervalo sea de 540°. Verificación del umbral de torque (starting threshold). XIII. En el primer caso se presenta la verificación para los sensores Met One. Anotar la lectura del sistema de adquisición de datos. XI. Para realizar la verificación de esta fuerza existen distintos tipos de instrumentos. Anotar la lectura del sistema de adquisición de datos.7). Girar el sensor en el sentido de las manecillas del reloj y alinearlo a 270°. VII. V. XII. Dependiendo de la marca y modelo del instrumento se selecciona el medidor de torque. se debe cambiar el sensor. la cual se realiza comúnmente con discos de torque (Figura 4. XIV. IX.IV. Girar el sensor en el sentido de las manecillas del reloj y alinearlo a 450°. Verificar la linealidad de los resultados y comparar con lo establecido en el manual del instrumento. Anotar la lectura del sistema de adquisición de datos. X. 204 . Si los resultados se encuentran fuera de los límites aceptables. VIII. Si se realiza algún ajuste. se debe realizar nuevamente la verificación de la linealidad. Girar el sensor en el sentido de las manecillas del reloj y alinearlo a 180°. Girar el disco hasta que la línea de los orificios se encuentre en posición horizontal. X. IV.7. VIII. Calcular el torque con la siguiente ecuación: T [g•cm] = Peso del tornillo x Número de Orificio XI.Figura 4. cambiar el tornillo al siguiente orificio interno. Repetir varias veces. Colocar el sensor en forma vertical sosteniéndolo contra la mesa de trabajo. Hacerlo de ambos lados. VI. Colocar el tornillo de 1 gramo en el tercer orificio del disco. Disco de torque para sensores meteorológicos. I. Calcular el umbral de torque: ⎛T ⎞ u =⎜ ⎟ ⎝K⎠ 1 2 205 . Desmontar la aleta del sensor. Desmontar el sensor y llevarlo dentro de la caseta. IX. se debe utilizar un tornillo más pequeño. VII. Repetir lo dos pasos anteriores hasta que el disco gire al menos 90°. II. III. Montar el disco en el eje de giro del sensor. Si el disco gira más de 90°. En caso de que en el último orificio interno siga girando más de 90°. V. Soltar el disco y verificar el giro. Desmontar el sensor y llevarlo dentro de la caseta.8). Figura 4. Repetir el paso anterior para ambas direcciones hasta obtener un valor del torque. En el segundo caso se presenta la verificación para los sensores RM Young. la cual se realiza comúnmente con un medidor de torque de la misma marca (Figura 4. XII. Desmontar y guardar el medidor de torque. II.8. I. IV. Verificar en el manual del instrumento si el resultado se encuentra dentro de los límites aceptables. V. Medidor de torque para veleta RM Young. Calcular el umbral de torque: 206 . Montar el medidor de torque sobre la veleta y comprobar que se encuentre en posición horizontal. Halar del cordón y medir el torque requerido para mover la veleta. III. VI.Donde: K = constante aerodinámica del instrumento. Sin embargo. De la misma manera que en la calibración de sensores de dirección. Al menos uno de ellos debe estar familiarizado con los instrumentos meteorológicos para hacer los movimientos requeridos en la torre y en los sensores. es posible aplicar el mismo método de calibración para las marcas más utilizadas. el procedimiento general de calibración de los sensores de velocidad consiste en verificar su linealidad y el umbral de torque o la fuerza mínima detectable para moverlo. Calibración de sensores de velocidad de viento. Se generaban diferentes velocidades de viento y se verificaba la respuesta del sensor. se debe manipular el sensor girándolo para detectar fricciones significativas o alteraciones mayores en su funcionamiento. 207 .⎛T ⎞ u =⎜ ⎟ ⎝K⎠ 1 2 Donde: K = constante aerodinámica del instrumento. es necesaria la participación de dos operadores. Anteriormente se llevaban los sensores a un laboratorio que contaba con un túnel de viento. Antes de iniciar la verificación de la linealidad. Estos realizan giros sobre un eje y a su vez mantienen un control sobre las revoluciones por unidad de tiempo. en este caso el principio de operación puede variar de una marca a otra. Se debe manipular la torre meteorológica para que el sensor esté al alcance del técnico. Verificación de la linealidad. uno para manipular el sensor en sitio y el otro para anotar las lecturas que reporta el sistema de adquisición de datos. Para llevar a cabo el procedimiento. VII. Para la verificación de la linealidad se pueden utilizar distintos tipos de instrumentos. en el mercado hay varios modelos de sensores de velocidad de viento. En ambos casos es necesario referirse al manual del instrumento para verificar si este se encuentra dentro o fuera de los límites aceptables de operación. instrumentos que se basan en el principio de operación de los sensores. Al igual que los sensores de dirección de viento. Actualmente se utilizan los generadores de revoluciones. Verificar en el manual del instrumento si el resultado se encuentra dentro de los límites aceptables. según corresponda al tipo de instrumento. las fuentes 208 . Algunas veces. más que el sensor. Con ayuda del manual del manual del sensor. revoluciones por minuto). I. retirar las copas o las propelas. Anotar la lectura del sistema de adquisición de datos en cada punto. Generar las rpm de los puntos de calibración en forma ascendente. La mayoría de los sensores modernos no necesitan ajustarse para que la lectura coincida con el valor conocido o de referencia. IV. este puede verificarse en el manual. de esta forma el resultado de la verificación es se acepta o no se acepta. III. VIII. VI. calcular la correspondencia entre la velocidad en metros por segundo (m/s) y la velocidad en revoluciones por minuto (rpm). Calibración de sensores de temperatura. V. Para la verificación del umbral de torque se lleva a cabo el mismo procedimiento que se realiza con los sensores de dirección utilizando los discos de torque. Cero rpm corresponde al umbral de torque del sensor. Montar el generador de revoluciones sobre el eje de rotación del sensor. Este puede ser aplicado para cualquier tipo de sensor de velocidad de viento con eje de rotación. Verificación del umbral de torque (starting threshold). II. si todos sus componentes están funcionando adecuadamente. El procedimiento que se describe a continuación es para el uso de estos instrumentos. Sin desmontar el sensor.generalmente minuto (rpm. 50 y 90% del rango del sensor. Verificar en el manual del instrumento si el resultado se encuentra dentro de los límites aceptables. La calibración de los sensores de temperatura consiste en comparar la respuesta de este contra un valor conocido o con la respuesta de un termómetro de referencia (con trazabilidad a patrones nacionales o internacionales) y determinar si la diferencia está dentro de los límites aceptables. Calcular las rpm que se deben generar para el 10. VII. En la actualidad. III. La verificación puede hacerse comparando el sensor contra un termómetro de referencia. I.de problemas pueden ser el uso de un cable de señal inadecuado o instrucciones de procesamiento de señales incorrectas. Al menos uno de ellos debe estar familiarizado con los instrumentos meteorológicos para hacer los movimientos requeridos en la torre y en los sensores. II. Colocar las puntas del sensor y del termómetro de referencia dentro del baño. Se debe manipular la torre meteorológica para que el sensor esté al alcance del técnico.). esto se puede hacer en diferentes ambientes (cerca de la salida del aire acondicionado. etc. Preparar el baño de acuerdo a la temperatura establecida para el primer punto. Se recomienda que la verificación se realice en al menos 3 puntos. sin que se junten. en un lugar con mayor temperatura. la calibración deberá hacerse de acuerdo a lo establecido en el manual del instrumento. 20 y 40°C. Las guías de la USEPA especifican el límite de tolerancia de la diferencia entre la lectura del sensor y el valor de referencia de ± 0. Se recomienda realizarlo en valores cercanos a 0. Anotar la lectura del termómetro de referencia y la del sensor. La verificación se debe realizar en tres o más niveles de temperatura. IV. Procedimiento general de verificación de sensores de inmersión. espaciados dentro del rango del sensor. procurando mantener las puntas de los sensores lo más cercano posible una de la otra. Permitir que los sensores alcancen el equilibrio térmico. retirar el sensor de la torre. En este caso. Sin desconectarlo. Para obtener mayor información del desempeño del sensor. uno para manipular el sensor en sitio y el otro para anotar las lecturas que reporta el sistema de adquisición de datos. V. es necesaria la participación de dos operadores. Para llevar a cabo el procedimiento. reportada en el sistema de adquisición de datos.5°C. 209 . los sensores de temperatura que se utilizan no son de inmersión. Calibración de humedad relativa. y usando la diferencia recomendada del punto de rocío arriba de ese nivel pueden proveer de criterios constantes en el rango de los niveles de humedad relativa. Actualmente. Por lo tanto. los sensores modernos de humedad relativa pueden incluir un software de calibración. Para los valores de humedad relativa menores a 40%.5°C en términos del punto de rocío. La verificación se debe realizar en tres o más niveles de humedad. es por esto que dos sensores a una temperatura significativamente diferente reportarán diferentes valores de salida para la misma exposición de humedad. El sensor mide básicamente las moléculas de vapor de agua. aunque el traslado del sistema puede ser la dificultad para proveer un ambiente estable de humedad relativa en sitio. espaciados en el rango del sensor y dentro del rango en que el ambiente produce atmósferas estables. La verificación de los sensores de humedad relativa consiste en comparar la salida del instrumento contra un valor conocido y determinar si la diferencia está dentro de los límites aceptables. un sistema de dos niveles de humedad relativa aceptable: de ± 7% debajo del 40%. Las verificaciones desempeñadas en campo utilizando el sistema completo para la medición de humedad relativa y el procesamiento de señales usado durante las rutinas de operación reducen la incertidumbre de la prueba. Las guías de la USEPA especifican como límite de tolerancia de la diferencia entre el valor conocido y el observado del sensor de ± 1. Los valores típicos para la verificación son 35. Nota: para reducir el estrés físico en los sensores. 210 . El valor reportado de humedad relativa y del punto de rocío se debe a la aplicación de algoritmos que incluyen la temperatura. Sin embargo. IV y V para los otros dos puntos de verificación.VI. 75 y 90%. 50. la diferencia aceptable del punto de rocío se traduce en un valor de humedad relativa más pequeño que el que la mayoría de los instrumentos pueda reportar. Un factor esencial para obtener dos mediciones comparables de humedad relativa es que los sensores estén cercanos a la misma temperatura. Realizar los pasos II. III. se debe permitir que las puntas alcancen el equilibrio con las condiciones ambientales antes de sumergirlas en otro baño. dependerá del método con el cual se realice la verificación. La necesidad de una temperatura estable hace que se requiera el uso de estas cámaras en un ambiente razonablemente bien controlado. Tapa de sensor desmontada. 211 .3. Retirar la tapa protectora del sensor (Figura 4.5 ±2.2 ±1. Desmontar el sensor de humedad relativa sin desconectarlo. Preparar la cámara de soluciones en insertar el termómetro en la solución correspondiente.3 ±1. En la Tabla 4. Figura 4. Tabla 4. Solución saturada LiCl MgCl NaCl K SO4 Humedad relativa %RH 11 33 75 97 Precisión %RH ±1. Pequeñas cámaras comerciales capaces de mantener los niveles preestablecidos de humedad pueden proporcionar el ambiente estable necesario para la verificación. III. la cantidad de humedad relativa que generan y su precisión.3 se encuentran ejemplificadas algunas de las sales utilizadas para la verificación. II.X.9).La norma internacional ASTM E104 describe procedimientos para producir niveles de humedad estables usando sales en soluciones acuosas. Para la generación de diferentes ambientes de humedad relativa mediante el uso de sales saturadas en soluciones acuosas se debe consultar la norma internacional ASTM E104. I.0 Procedimiento general para la verificación de sensores de humedad mediante el uso de sales saturadas en solución acuosa. Soluciones saturadas para la verificación de sensores de humedad. Repetir los pasos del IV al IX para las demás soluciones acuosas. Retirar el sensor y enjuagar con agua destilada la punta del mismo. Insertar el sensor en el orificio de la cámara (Figura 4. se deberá realizar nuevamente la verificación. Tapar la cámara de la solución acuosa.10. V. Esperar alrededor de 15 a 20 minutos para la estabilización de la lectura. Destapar la cámara que contiene la solución acuosa correspondiente. y los ajustes necesarios para lograr que este realice mediciones con la mayor exactitud posible. VIII.10). La verificación de los sensores de presión permite determinar el estado operacional del mismo durante el periodo de funcionamiento. IX. VII. Figura 4. Si es necesario realizar ajustes al sensor. X.IV. Calibración de sensores de presión. XI. Montaje de sensor y termómetro en la cámara. VI. Anotar la lectura reportada en el sistema de adquisición de datos. 212 . La verificación del sensor consiste en comparar la lectura de este contra la de un estándar de transferencia certificado (instrumento con trazabilidad) para la medición de presión atmosférica por un periodo de varios días. Retirar el estándar de transferencia y guardar. Verificar la nivelación de ambos sensores: dado que una buena medición depende de la horizontalidad del instrumento. Dejar los sensores operando al menos dos días consecutivos con clima despejado. cuando el viento es menor a 12 m/s y cuando la presión es constante o cambia en menos de 1 hPa.25 mmHg) el barómetro de la estación debe ser enviado al fabricante para su revisión y recalibración. IV. V. Estas verificaciones requieren que sean realizadas mediante la comparación “lado a lado” del sensor del sito con un sensor estándar de transferencia de diseño similar (esto se recomienda para eliminar cualquier desviación de diseño). Las lecturas deben realizarse en ambos instrumentos a la misma altura. Revisar con frecuencia que los sensores se encuentren operando correctamente. Si no es posible de realizar la comparación “lado a lado”. I. II. se debe establecer un promedio de las diferencias de las lecturas. III. Procedimiento “lado a lado”. Calibración de sensores de radiación solar. Si este valor es mayor a 3 mbar (2. Los dos sensores deben estar conectados al sistema de adquisición de datos. el sensor debe ser regresado al fabricante o enviado a un laboratorio que cuente con la infraestructura para verificar la calibración. Se recomienda poner un letrero de advertencia para que no se obstruya a los sensores con sombras u objetos. El estándar de transferencia debe contar con trazabilidad y ser calibrado una vez al año. VI. Los medidores de radiación neta deben ser sometidos a verificación durante dos días consecutivos con clima despejado. este proceso debe ser realizado estrictamente. Montar el sensor y el estándar de transferencia en una plataforma. las lecturas colectadas por varias horas de un sensor de presión deben ser comparadas bajo similares circunstancias contra un estándar de transferencia certificado. Al menos cada seis meses. 213 . Recolectar los datos de los días de exposición de los sensores. California Air resources Board. construir gráficos y calcular las regresiones para determinar el estado de funcionamiento del sensor. Vol. • CENMA.0. 2003. San Diego. Ohio. Protection of Environment. • American Conference of Governmental Industrial Hygienists (1989). Comisión Nacional de Medio Ambiente. Austin. • Janhke. 214 . Appendix A. Ontairo. 7th edition. Van Nostrand Reinhold. Texas. Part 1. Susanne Hering. Referencias. • CARB (1997). an Integrated Approach. Standard Operating Procedures for Air Quality Monitoring. J. II. B. CA. 1. II.VII. New York. Con la información colectada. Continuous Emission Monitoring. Office of Air Quality Planning and Standards. Vol. Canada • Ness. Operation manual Ambient Air Monitoring Systems-SIMA. Cincinnati. • EPA (1998). Technical editors. IV: Meteorological Measurements. Research Triangle Park. PART 58-AMBIENT AIR QUALITY SURVEILLANCE. • CFR (2004). Air sampling Instruments. C. State of California. (1993). Vol. Teledyne Technologies Company. Air Monitoring for Toxic Exposures. Instructor Manual Ozone Analyzer Model 400 E. Quality Assurance Handbook for Air Pollution Measurement Systems. • EPA (2006) Quality Assurance Handbook for Air Pollution Measurement Systems. Vol. • Radian (1992). Van Nostrand Reinhold. Code of Federal Registers Title 40. USA. • Teledyne Instruments (2002). S (1991). Radian Corporation. Santiago de Chile. Instructivos para la calibración de sensores meteorológicos. Manual 5 Protocolo de Manejo de Datos de la Calidad del Aire 215 . .............2........................................2...... 235 2................ 227 2....1...INDICE INTRODUCCIÓN. Criterios de verificación manual de datos .........................2............................. 237 2.................... 220 1.................................... 1......1 Formato de Bases de Datos.......................1 Manejo de los datos .... Unidades de medición.............................. 244 216 ....................... 218 1.................................................4...................... 230 2.......................1 Banderas sugeridas y su relación con el Control y Aseguramiento de la Calidad .....2 Los OCD y ECD en el ciclo de vida de los datos en un proyecto ........... Criterios de verificación automática de datos....2.....................................................4.............. Características de las bases de datos verificada....................2..................................................................................3.. 243 2... 227 2.....2........................................................................... 222 1............... 224 2.............2 Sistemas de Monitoreo Automático......................................................1................... Herramientas estadísticas útiles para la verificación de datos (EPA................ 239 2..........2..................2..1 Limpieza y verificación de datos en los sistemas de monitoreo atmosférico ................................................... 244 2. 230 2............... Sistemas de Monitoreo Manual .....1.3...............2...................... 1 Limpieza de datos ..........................3.............. 236 2..... 2000)..........2 Macros para la asignación de banderas durante la limpieza de datos234 2................2............................................................................................ clave de parámetro y cifras significativas.. QA-G9.......... BASES DE DATOS DE CALIDAD DEL AIRE Y CRITERIOS BÁSICOS PARA SU MANEJO.. INTRODUCCIÓN AL MANEJO DE DATOS .........................2........................ Verificación de datos......................................... 2................................... 241 2. 230 2.......... ........ Procedimiento para obtener indicadores de la calidad del aire ................................. 254 3........ 252 3.................... ANEXOS........2.......... 246 3.............1..............1.................. 269 5............2.......4................................... 246 3...........3........... 260 3......... Indicadores de impacto en la salud. Ajuste de datos por resultados de la verificación cero-span ..3........1............................................1..... 254 3...................2............................. 273 ANEXO II........ 252 3.2..... 264 3............................ Tipos de indicadores ........1.............................. Indicadores del comportamiento del contaminante ...............................................................4................1 Indicadores de impacto en la salud...... 273 ANEXO I.. Desempeño anual e histórico por estación de monitoreo .3... 258 3...............4.................................................... Ejemplos de las representaciones gráficas de los indicadores ............................2 Definición de Indicadores. 275 217 ..............................1..3.............. BIBLIOGRAFÍA.................... 274 ANEXO III Herramientas estadísticas ..... 264 3............. Criterios de compleción de datos ...............1...............3............. Tipos de indicadores y su especificación .................3........ Consideraciones para la interpretación de las NOM de calidad del aire256 3..1............... Límites de detección de los principales marcas y modelos de equipos de monitoreo de la calidad del aire en México ...........................1................ Indicadores relacionados con el comportamiento del contaminante 266 4............ 2004). el Instituto Nacional de Ecología (INE) ha desarrollado este documento como una referencia metodológica que presenta una serie de elementos y criterios a considerar en el manejo de las bases de datos de la calidad del aire. con los que se pretende asegurar y controlar la calidad de los datos generados por las redes de monitoreo atmosférico del país para estar a nivel competitivo con otras regiones. medir y evaluar los niveles de los contaminantes en la atmósfera (DOF. principalmente en lo que se refiere al conjunto de equipos de monitoreo y unidades de adquisición de datos. Con este documento se complementa una serie de seis manuales. esto es. Los documentos contienen información relevante que cubre todos los aspectos del monitoreo atmosférico. supeditada a la calidad del trabajo operativo y al rigor de las instituciones responsables de su manejo. un ritmo constante en el desarrollo de los diferentes sistemas de monitoreo atmosférico.INTRODUCCIÓN Durante los últimos años se ha observado en el país. tal como se estableció en el Programa Nacional de Monitoreo Atmosférico (INE-DGCENICA. En muchos países los métodos de medición están normados con el fin de asegurar que la información generada por las redes sea confiable. desde el diseño de una red de monitoreo hasta la validación de los datos y su difusión pública. Actualmente la confiabilidad de la información generada por los sistemas de monitoreo queda. 2006). comparable con otras redes y de suficiente calidad. y de esta manera asegurar la compatibilidad de los resultados que se generen a nivel nacional. y que la toma de decisiones hacia el mejoramiento de la calidad del aire en beneficio de la salud y el ambiente se lleven a cabo con bases sólidas. por lo que es una necesidad fundamental lograr la homologación de las prácticas de monitoreo atmosférico. en gran parte. 218 . en este sentido y con el fin de atender algunas de las deficiencias en el manejo de datos de calidad del aire que se presenta en algunas redes de monitoreo locales. desde la generación del dato en la estación de monitoreo hasta el calculo de indicadores y su reporte. establecer sistemas de control y aseguramiento de calidad (CC y AC) que garanticen la veracidad de los datos que generan. En México son las autoridades ambientales locales las que cuentan con la atribución de administrar. se describen las características que deberán tener las bases de datos verificadas que provienen de ambos tipos de sistemas. Ell manual 2 describe varios temas relacionados con los componentes básicos de los sistemas de monitoreo atmosférico y su administración. En el tercer capítulo se presenta una selección de indicadores de calidad del aire. se propone cómo interpretar las especificaciones de las Normas Oficiales Mexicanas (NOM) de calidad del aire publicadas por la Secretaría de Salud y se dan algunas propuestas de cómo presentar los indicadores de manera gráfica. yen el segundo los límites de detección de equipo. su definición y los elementos técnicos a considerar en su procesamiento. Este documento. cuáles son los contaminantes criterio y 219 . temas como el formato de la base de datos. En el manual 1 se describe el contenido de cada uno de los documentos de la serie y que dan sustento al monitoreo atmosférico. actividades de aseguramiento y control de calidad y auditorías. se establece su importancia y se definen los conceptos que se utilizarán a lo largo de la serie.pasando por la operación. mantenimiento. En el primer anexo se muestra el ajuste de datos por resultados de la verificación cerospan. definiciones. Se incluye también una sección para el manejo de datos de redes manuales y finalmente. asimismo. uso y ejemplos de aplicación de banderas para calificar los datos y también se señalan algunas herramientas estadísticas que son comunmentes usadas en estas etapas de limpieza y verificación. 2007). se divide en tres capítulos y se complementa con tres anexos En el primer capítulo. presenta. se expone de manera muy general en que pasos dentro del monitoreo atmosférico se lleva a cabo el manejo de datos y la importancia de que se realice de manera adecuada. como son: la definición de los diversos tipos de contaminantes y sus orígenes. En relación a los manuales que complementan la serie. se presenta a continuación un breve resumen del contenido de cada uno de ellos (INE-DGCENICA. además. y para dar el contexto general de lo que contiene el manual. que es el número cinco de la serie. El segundo capítulo tiene por objeto introducir al lector en las primeras etapas del manejo de datos de sistemas de monitoreo automático: la limpieza y verificación. 1998. Asimismo. obedece objetivos específicos. las estaciones de monitoreo deben estar ubicadas estratégicamente para cuantificar los niveles de contaminación en sitios representativos que permitan caracterizar adecuadamente la contaminación en una región específica. 1. desarrollar y evaluar programas y estrategias para el manejo de la calidad del aire. en el que se establecen las bases técnicas para instrumentar y realizar un programa nacional de auditorías a los sistemas de monitoreo atmosférico que incluye las actividades de preauditoría. WHO.porque deben medirse. INTRODUCCIÓN AL MANEJO DE DATOS El monitoreo atmosférico. En el manual 4 se detallan las especificaciones técnicas mínimas que deben cumplir los equipos de monitoreo para la medición de gases y algunas fracciones de partículas suspendidas. la importancia de medir parámetros meteorológicos. tales como evaluar el grado de cumplimiento de las normas de la calidad del aire y/o avances que haya de este. Para cumplir con estos objetivos. se listan algunos equipos útiles para el envío de la información. para informar al público. también se señalan las actividades de mantenimiento preventivo que deben recibir los equipos de monitoreo para su correcta operación. 220 . El manual 1 de esta serie contiene mayores detalles sobre los objetivos del monitoreo atmosférico. identificar las tendencias a largo plazo de los contaminantes atmosféricos. entre otros (USEPA. y se señala la necesidad de contar con un centro de computo para el procesamiento y análisis de los datos. 2006). auditoría y elaboración del reporte final. y de manera general se describen la áreas necesarias para brindar una adecuada administración de estos sistemas de monitoreol El manual 3 se explica cuales son los pasos a seguir para implementar una red de monitoreo y el manejo de las diferentes metodologías para la selección de los sitios. posteriormente la difusión que debe hacerse de la información. La serie se cierra con el manual 6. El planteamiento del diseño se hace desde un punto de vista interdisciplinario que incluye al personal responsable del manejo de los problemas ambientales de la zona. en general. 221 . donde se almacenan. lineal y de área) en la contaminación del aire. móviles. verificación. y un centro de control. Las redes de monitoreo se constituyen de un número variable de estaciones de monitoreo donde están ubicados los equipos de medición. y el control y aseguramiento de la calidad de la información. Asimismo. Por lo anterior. ó determinar el impacto de una fuente o categoría específica de fuentes (fijas. informar al público acerca de los niveles de contaminantes en la atmósfera.En este sentido. de la facilidad con que se pueda acceder a ellos. sino también. desde que se genera el dato en las estaciones de monitoreo hasta que se reporta en forma de indicadores de la calidad del aire. es necesario que en los sistemas de monitoreo atmosférico se cuente con un sistema de calidad que incluya no sólo los planes de aseguramiento y control de calidad (AC y CC). validación. El éxito de las decisiones que se tomen con estos datos dependerá de su calidad. el diseño de las redes de monitoreo puede orientarse a determinar las concentraciones máximas (valores pico) en el área cubierta por la red de monitoreo. el objetivo de la calidad de los datos y su evaluación (OCD y ECD) y que se lleven a cabo de manera rutinaria. verifican y validan los datos generados por las mismas (figura 1.1). es necesario homologar los criterios y procedimientos usados en la limpieza. de la forma como están agregados y de la interpretación que se les de. para asegurar que la información sea compatible y comparable entre estaciones de una misma red y entre redes de diferentes localidades. para que la toma de decisiones en materia de calidad del aire se fundamente en información veraz sobre la concentración de contaminantes en la atmósfera. la generación de indicadores de calidad del aire.1 Flujo en el manejo de datos de calidad del aire Planeación Manejo de datos Muestra de aire ambiente Centro de control Datalogger Concentración de información Asignación de banderas automáticas (limpieza) Almacenamiento y procesamiento de información Asignación de banderas manuales limpieza verificación Indicadores de OCD Procesamiento de las bases de datos validadas bajo ciertos criterios CO SO2 NO2 O3 PM10 PM2.2).Figura 1.1 Manejo de los datos Para que se cumplan los objetivos de monitoreo. que comprende la limpieza. verificación y validación de los datos. verificación y validación de los datos.5 Transmisión de datos Base validada Estación de Monitoreo verificación y validación Generación de Indicadores Plan de AC y CC Implementación En los siguientes capítulos se describen los procedimientos que deben seguirse para el manejo de datos de monitoreo. la operación de las redes de monitoreo es tan importante como la limpieza. Estos procesos están comprendidos dentro de la fase de implementación en el ciclo de vida de los datos (figura 1. porque todo en conjunto permite maximizar la integridad de los mismos. 1. así como. descrita en la sección 1.. De acuerdo 222 .2. La verificación y validación de datos son pasos usualmente secuenciales y que frecuentemente se realizan por diferentes personas. Una vez que los datos han sido verificados. Para el caso de calidad del aire. Por otra parte. entre otros. por sus siglas en inglés) la verificación de datos se refiere al proceso de evaluar que éstos estén completos. la verificación de datos ocurre después de la limpieza inicial. sean correctos. La limpieza de los datos consiste. que automatizan la asignación de banderas a los datos horarios. en la asignación (automática o manual) de banderas para la identificación de valores fuera de rango y nulos. (CARB. como macros en Excel. Estos procesos se describen a detalle en el capítulo dos de este documento. y conforme al método. de manera general. Por lo anterior. y que ayuda a entender condiciones complejas (IISD. mientras que la validación de datos se lleva a cabo posteriormente. ambos objetivos del monitoreo atmosférico. 2006). 1989). suficiencia. los indicadores sobre calidad del aire permiten. la validación de datos se concibe como un proceso para determinar la calidad analítica de un conjunto de datos de acuerdo con las necesidades particulares (por ejemplo. un plan de aseguramiento de calidad [CA]). y comprende la revisión de los datos limpios y la asignación de banderas en situaciones específicas. El propósito es homologar estos procedimientos en el país y reducir la incertidumbre asociada con su 223 . entre otros) para evaluar los OCD y validarlos. representatividad. evaluar la situación de la contaminación atmosférica y comunicar al público la calidad del aire que respira. sesgo. un indicador es un medio compacto. Por otro lado. la verificación de los datos empieza. procedimiento o requisitos establecidos (USEPA. en algunas ocasiones. se aplican criterios (precisión. en las estaciones de monitoreo. Una vez que los datos han sido validados de acuerdo al objetivo para el cual fueron generados pueden ser utilizados para generar indicadores de la calidad de aire. como un valor que cuantifica y simplifica un fenómeno. Por ejemplo. Un indicador se define. 2002). Para generar los indicadores de la calidad del aire es necesario definir criterios para el procesamiento de la información registrada en las redes de monitoreo. una representación numérica de una gran cantidad de datos de calidad del aire medidos en un área dada.con la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (USEPA. para lo cual se pueden utilizar herramientas complementarias. entre otras cosas. El cálculo de indicadores para representar estrictamente las condiciones de una ciudad o zona metropolitana podrá llevarse a cabo una vez que se caracterice. Cabe mencionar que los procedimientos que se describen en el capítulo tres son aplicables a los datos generados en cada estación de monitoreo y no para determinar las condiciones generales de la ciudad o zona metropolitana debido a que sólo el Sistema de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad de México reporta la representatividad de sus estaciones (ver manual 2) (INE. 2000) comprende tres etapas (figura 1): planeación. en México no se cuenta con la estructura para soportar un sistema de calidad en el que se consideren los OCD y la ECA. cuándo. Por último.2 Los OCD y ECD en el ciclo de vida de los datos en un proyecto Como ya se mencionó anteriormente. verificación y validación de los datos de acuerdo con las especificaciones de dicho plan. se consideran la información que se generó en la etapa anterior. 2007). limpieza. Durante la fase de planeación los procesos de los objetivos de la calidad de los datos (OCD) se utilizan para definir criterios cuantitativos y cualitativos para determinar cómo. Los procedimientos y criterios para este propósito se especifican a detalle en el capítulo tres. es importante tomar en cuenta estos conceptos y su relevancia dentro del contexto del ciclo de vida de los datos y del monitoreo atmosférico. dónde y cuántas muestras (mediciones) se van a recolectar para alcanzar el nivel de confiabilidad deseado. de acuerdo al sistema de la Agencia de Protección al Ambiente de los Estados Unidos (USEPA. En la etapa de implementación. por sus siglas en inglés). implementación y evaluación.cálculo. 1. el plan de aseguramiento de calidad documentado – que contiene los métodos de muestreo. la evaluación de la calidad de los datos completa el ciclo de vida del proyecto al proveer la evaluación necesaria para determinar si se cumplió con los objetivos planteados en la etapa de planeación (figura 224 . Por lo tanto. evalúe y reporte la representatividad de las estaciones de monitoreo. los procedimientos analíticos y los procedimientos apropiados de aseguramiento y control de calidad (AC y CC) – y la recolección. lo que permitiría una mejor y más adecuada interpretación de los indicadores de calidad del aire. El ciclo de vida de los datos de acuerdo a la USEPA (USEPA. 2). al proceso de evaluar los datos contra los OCD se le llama evaluación de la calidad de los datos (ECD) y consiste en volver a revisar las rutinas de AC y CC y las de limpieza. proveer de bases de datos para investigación.2 Etapas del ciclo de vida de los datos en un proyecto Manejo de datos Planeación sistemática (Proceso de los OCD) Colección de los datos Plan para el proyecto de AC/CC (auditoria y revisión técnica) Limpieza.1. entre otros. Este proceso consiste en una serie de pasos lógicos que deben de llevar a cabo los responsables de las redes de monitoreo atmosférico y que inicia desde que se planea el diseño de las mismas y se aplica a la toma de decisiones. la regla de decisión y los límites 225 . Figura 1. Verificación y Validación de datos Evaluación de la calidad de datos (ECD) Planeación Implementación Toma de decisiones bien fundamentada Fuente: adaptado de USEPA Los objetivos de la calidad de los datos dentro del sistema de calidad de la USEPA y dentro del contexto de monitoreo atmosférico se refieren a aseveraciones cuantitativas y cualitativas derivadas del proceso de los OCD. identificar tendencias a largo plazo de los contaminantes atmosféricos. los límites del estudio. la decisión a tomar. detectar el cumplimiento de las normas de calidad del aire. revisión. verificación y validación de datos para determinar si los OCD se cumplieron y que los datos son adecuados para el uso previsto. Los pasos involucran la definición de los siguientes aspectos: el problema a resolver – por ejemplo. la información requerida para tomar la decisión. En este sentido. La medición de los OCD se define con los siguientes criterios de calidad: precisión. de acuerdo a un propósito específico. representatividad. Una vez que se han especificado los OCD. suficiencia y grado de comparación. en primera instancia. lo que puede volver complejo su desarrollo. El proceso de la ECD se ha desarrollado para los casos donde se han establecido OCD formales. sesgo.de incertidumbre aceptables. (USEPA. es significativa solamente cuando está relacionada al uso para el cual fueron generados los datos. para asegurar que las decisiones que se tomen en relación al cumplimiento de los estándares (National Ambient Air Quality Standards. en cuanto a su calidad. preparación y análisis) y para asegurar que la incertidumbre total se encuentre dentro del rango prescrito en los OCD. se debe valorar y controlar la calidad de los datos para asegurar que se mantienen dentro de los criterios de aceptación establecidos. posibilidad de detección. Los diferentes objetivos de monitoreo pueden requerir de diferentes OCD. Para solventar está situación se propone establecer los OCD para el objetivo que necesita una calidad de los datos más rigurosa. NAAQS) se encuentren dentro de un grado de certidumbre especifico.2). de manera que la calidad del los datos para los demás objetivos también se cumpla (USEPA. Esta etapa en el ciclo de vida de los datos es fundamental para garantizar los resultados que se derivan de los mismos (figura 1. como un concepto. por lo que es importante conocer en qué contexto se va a utilizar un conjunto para establecer un criterio relevante a fin de determinar la conveniencia de utilizarlos. Sin embargo. cantidad y tipo. La evaluación de la calidad de los datos en la USEPA se basa en una premisa fundamental: la calidad de los datos. 1998). Finalmente. 2006). y en relación a los OCD hay una técnica propuesta por la EPA para la aceptación de la calidad de los datos si es que una red no tiene OCD formales 226 . En la USEPA los OCD han sido establecidos. La medición de los OCD se diseña para evaluar y controlar varias fases del proceso de medición (muestreo. La evaluación de la calidad de los datos (ECD) se define como una valoración científica y estadística de un conjunto de datos para determinar si estos son adecuados para ser utilizados. se requiere la optimización del diseño del estudio. en donde dichas señales son transformadas a señales digitales. 2. los primeros pasos a seguir para la conformación de una base de datos y estableciendo una propuesta de formato de la misma. en términos 227 . Se describen. respalda la certeza de que las decisiones que se tomen con base en dicha información están bien fundamentadas y soportadas. para este manejo. BASES DE DATOS DE CALIDAD DEL AIRE Y CRITERIOS BÁSICOS PARA SU MANEJO El siguiente capítulo tiene por objeto introducir al lector en las primeras etapas del manejo de datos de sistemas de monitoreo automático: la limpieza y verificación. En el capítulo cuatro se abordan con más profundidad estos conceptos. se dan algunos ejemplos de aplicación y también se señalan algunas herramientas estadísticas que son comunmentes usadas en estas etapas. 2000). La breve introducción anterior muestra la importancia de que los OCD y la ECD sean llevados a cabo en las redes de monitoreo atmosférico mexicanas. Posteriormente. además.1 Formato de Bases de Datos Una vez obtenidos los datos de calidad del aire por los equipos de monitoreo. se describen las características y la denominación que deberan tener las bases verificadas de datos de ambos tipos de sistemas. en el último apartado. que fue establecida antes del desarrollo del proceso de los OCD). se comentan algunos aspectos importantes para el manejo de datos de redes manuales y finalmente. 2. las señales analógicas generadas por los equipos de monitoreo se envían a un sistema de adquisición de datos. con la aplicación de está técnica podría corregirse dicha situación (USEPA. conceptos para calificar los datos. SAD. las actividades del AC y CC y el manejo adecuado de datos dentro del ciclo de vida de los mismos. Estas señales digitales son procesadas por el SAD para obtener los valores respectivos de concentración o unidades físicas. El alcance de este documento es dar a conocer que existen estos procedimientos y que aunados a una adecuada implementación para la colección de datos. En el caso del monitoreo automático. presentando.(esto es. ya sean automáticos o manuales deberá conformarse una base de datos. de excel. el administrador (o analista) de la base de datos. se deben de especificar los campos que definen esta base de datos. esta hoja se considera como la base de datos del muestreo manual. 1989).de los canales de datos preconfigurados por el operador de dicho sistema. 228 . las variables necesarias para obtener la concentración de partículas se registran en una hoja de cálculo que sirve tanto para vaciar los registros como para realizar los cálculos. números enteros. En el caso de los equipos manuales. entre otros. se recomienda que en otra hoja se registren los resultados fnales de todas las estaciones de la red. modificando el especificado por el software de adquisición de datos. de tipo dat. (SIMPSON. conformando finalmente la base de datos. la DGCENICA ha desarrollado programas basados en macros de excel y que tienen la finalidad de apoyar a las redes de monitoreo del país en las tareas de limpieza y verificación de datos. No obstante que la decisión final sobre el formato a usar. De cualquier manera. donde la fecha y la hora determinan el orden de las mismas. la cual es respaldada tanto en la memoria del SAD como en una computadora que por lo general se tiene conectada a dicho SAD. txt. entre otros. dbf (database file). deberá tener una estructura definida y ordenada. para el uso de estas herramientas se emplea el formato propuesto en la tabla 1. con sus respectivos atributos. características de la misma: valores con decimales. la tienen los responsables del manejo de datos. que en calidad del aire pueden ser los parámetros a medir o estaciones donde se mide cada parámetro. Las bases de datos de calidad del aire como cualquier base de datos. Asimismo. finalmente. podrá definir el formato que a su juicio sea el más conveniente y fácil de usar. pudiendo ser desde archivos de texto. La estructura de la base de datos cruda estará definida por el software de adquisición de datos. a continuación la segunda estación. se recomienda guardar las bases de datos originales de cada etapa del proceso de manejo de datos.Tabla 1 Formato de tabla para manejo de datos En el ejemplo de la tabla 1 se sugiere establecer la base en función de los parámetros a medir por lo que los campos de la base estarán definidos de la siguiente manera: La primera columna corresponderá a la fecha. la segunda a la hora. en función de la estación. seguida de una columna para banderas y así sucesivamente. Asimismo. la tercera a la clave de la primera estación. Todos los registros de las estaciones que se encuentran midiendo este parámetro deberán ser ordenados en columnas consecutivas en el mismo archivo. 229 . Esta primera base de datos se conoce con el nombre de base de datos cruda. Finalmente. seguida de una columna para banderas. los campos para banderas deberán también conservar aquellas previamente asignadas por el software de adquisición de datos. Este archivo será denominado de acuerdo al parámetro medido que se estableció para la misma. fecha y hora en que fueron generados. en donde se aplican una serie de criterios. 2. y de la existencia y disponibilidad de todos los registros operativos (hojas de calibración. entre otros. o no en caso contrario se invalida el dato. representan la valoración de la concordancia entre los procedimientos operativos y los métodos de monitoreo. listas de chequeo. programas de mantenimiento. y el buen desempeño de ambas estará en función de una adecuada coordinación y comunicación entre los diferentes equipos de trabajo (operadores y analistas de datos). cartas de registro. constituyen la primera etapa del manejo de datos.2 Sistemas de Monitoreo Automático Las banderas 5 asignadas y los formatos de las bases de datos de los sistemas de monitoreo de cada zona o ciudad. Inicialmente este apartado propone una metodología base para calificar los datos resultado del monitoreo de calidad del aire.) Esta organización interna de personal y los registros serán de gran utilidad para la comprobación de los eventos y estos últimos serán turnados a cada equipo revisor. debido a que se emplean diversas marcas y modelos de sistemas de adquisición de datos. Es importante señalar que la limpieza y verificación de datos se encuentran estrechamente ligadas.1 Limpieza y verificación de datos en los sistemas de monitoreo atmosférico La limpieza y verificación de datos. Para fortalecer el análisis. como ya se mencionó. quien les dará seguimiento. 1 Limpieza de datos Es la etapa inicial del manejo de datos. bitácoras. semi-automática o automática en algunos casos. 1. evaluación y comparación de los datos a nivel nacional. para diferenciar los 5 Bandera: Es un código alfa-numérico que califica el estado de cada dato y que define si este puede ser utilizado para reportes con un mayor o menor nivel de certidumbre. será necesario homologar los procedimientos del manejo de datos. como se señaló. de forma manual. que fueron producto de errores o actividades programadas en y para el sistema de medición o eventos extraordinarios que impactan directamente a la estación de monitoreo. 2.2. los confirmará y valorará. difieren incluso entre estaciones del mismo sistema de monitoreo.2. y sirven para identificar y señalar todos aquellos valores que no representan situaciones reales en la medición de calidad del aire. 230 . 2. cortes de energía eléctrica. es decir aquellos valores que no corresponden a mediciones de calidad del aire. Estos sucesos deben estar debidamente identificados en la bitácora de operación. se incluirán aquellos datos generados como resultado de la ejecución del programa de pruebas de zero/span. con ayuda del sistema de adquisición de datos. mantenimiento y calibración. Tabla 2 Banderas usadas en la limpieza de datos No. Estas banderas se encuentran relacionadas directamente con los sucesos (programados y no programados) que se presentaron durante el periodo de medición. pero que esta sujeto a revisión en la etapa de verificación de datos. con la bandera respectiva ligada al dato. Al respecto de la asignación de banderas de limpieza. IR (Dato inválido por rango de operación): en esta categoría se incluyen valores fuera de los límites superior e inferior fijados en el equipo de monitoreo (ver tablas 3 y 4). asimismo. 1 2 3 4 5 6 Bandera VA IC IR VZ ND IF Significado del dato Válido Inválido por calibración Inválido por rango de operación Válido igualado a cero o al límite de detección No disponible Inválido por falla del Equipo de Monitoreo A continuación se describen las banderas que serán usadas para la limpieza de datos: VA Aquel dato que se considera correcto o verdadero. Cabe señalar que para el caso de los contaminantes el límite superior se fija de 231 . entre otros.datos correctos de los falsos o incorrectos. su aplicación estará en función de dos aspectos: 1) las características de dicho sistema (marca y modelo) y 2) la adecuada programación de sus funciones. las cuales son señaladas en la tabla 2. pruebas de cero y span de los equipos de monitoreo. por ejemplo. y en algunos casos también en la bitácora electrónica del sistema de adquisición de datos. En la limpieza de datos se asignan por lo menos cinco banderas. IC (Dato inválido por calibración): en esta categoría serán incluidos los datos que provengan de las actividades de calibración de los equipos de monitoreo. 2000). deberán ser igualados a cero o al límite de detección correspondiente para poderse incluir dentro de la base de datos revisada. IF (Dato inválido por falla en equipo): esta bandera debe ser asignada a aquellos datos de los que exista evidencia en bitácora o listas de chequeo de alarmas en equipos. en donde los niveles medidos pudieran ser mayores que los límites superiores recomendados en este documento. flujos.acuerdo a las condiciones de la localidad y podrá diferir en aquellas localidades que se encuentren en zonas críticas de calidad del aire. voltajes. ND: (Dato Perdido) aplica a cualquier dato ausente. Bajo esta premisa. El uso de esta bandera esta en razón de tres causas: 1) Los equipos de monitoreo de gases en particular. cortes de energía. por lo que valores negativos que son resultado de un mal funcionamiento deberán quedar excluidos de este tipo de ajuste. La tabla 5 (SMA-DF. aquellos cuyos parámetros de operación (temperaturas. ya sea por fallas en transmisiónrecepción. entre otros. se le debe asignar en la base de datos. entre otros. 2004) señala tanto los contaminantes como los valores límite tolerados para la asignación de esta bandera. VZ (Dato válido igualado al límite de detección o a cero): esta bandera aplica a datos con valores negativos. en la tabla 3. con alta densidad industrial. que muchas veces no es recomendable ajustar con una frecuencia mayor a la que establece el programa de control y aseguramiento de calidad. para el caso de partículas suspendidas e hidrocarburos se sugieren. y sirve como un indicador cuantitativo de la calidad de la medición y 3) La modificación sugerida para el dato corresponde a menos del 1% del rango de operación del equipo de monitoreo. A este dato. por ejemplo 9999 (NARSTO. es decir. presiones.) se encuentran fuera de los rangos normales de operación. un número que le proporcione carácter de nulidad. 2) Esta bandera permite cuantificar la cantidad de datos negativos encontrados por cada equipo de monitoreo. que a excepción de la medición de la temperatura. presentan un corrimiento electrónico generalmente negativo. dos rangos de operación que comúnmente son empleados en estos equipos de monitoreo. 232 . 4 ppm Fuente: SMA-DF. Límite inferior sugerido para valores negativos Contaminante Ozono (O3) Dióxido de Azufre (SO2) Dióxido de Nitrógeno (NO2) Oxido Nítrico (NO) Óxidos de Nitrógeno (NOx) Monóxido de Carbono (CO) Mínimo inferior* -3 ppb -3 ppb -3 ppb -3 ppb -6 ppb -. 233 . Rangos de operación de equipos meteorológicos Parámetro Temperatura ambiental Humedad relativa Presión Barométrica Precipitación Pluvial Radiación Solar Radiación UV-A* Radiación UV-B* Velocidad de Viento Dirección de Viento Rango de operación -50 a 50 0C 0 – 100 % 500 – 760 mmHg 0 – 10 mm 0-2000 W/m2 0 – 300 mW/m2 0 – 2000 mW/m2 0 – 5 MED/hr 0 . Solar Light y Keep & Zonnen Tabla 5. 2004.5 Rango de operación 0-500 ppb 0-500 ppb 0-500 ppb 0-500 ppb 0-500 ppb 0-50 ppm 0-10 / 0-20 ppmc 0-10 / 0-20 ppmc 0-10 / 0-20 ppmc 0-500 / 0-1000 µg/m3 0-500 / 0-1000 µg/m3 Tabla 4.600 mW/m2 0 – 50 m/s 0 – 360° *Para estos instrumentos se muestran los rangos de operación de dos de las marcas más comúnmente usadas. Rangos típicos de operación de equipos de monitoreo de la calidad del aire Contaminante Ozono (O3) Dióxido de azufre (SO2) Dióxido de nitrógeno (NO2) Óxido nítrico (NO) Óxidos de nitrógeno (NOx) Monóxido de carbono (CO) Hidrocarburos totales Metanos No metanos Partículas PM10 Partículas PM2.Tabla 3. se pueden establecer de forma automática. relacionada con la eliminación o ajuste de valores negativos. relacionada con los rangos de operación 6 definidos para cada contaminante o parámetro meteorológico medido. igualar a cero los negativos que están dentro del límite de tolerancia. abanderándolos con IR. con base en los criterios definidos por el sistema de control y aseguramiento de la calidad. c) Se usan dos columnas en la base de datos en relación a cada estación de monitoreo. b) En ningún momento se borran datos. para “limpiar” los datos horarios conforme a los rangos de operación de los equipos de monitoreo y valores negativos con su tolerancia para cada contaminante. y VZ. VZ o ND. la Dirección General del Centro Nacional de Investigación y Capacitación Ambiental (DGCENICA) del INE. mediante macros de Excel.1. según sea el caso. y en caso necesario asignar aquellas que corresponden a datos fuera de rango de operación. son los limites superior e inferior establecidos para un instrumento y dentro de los cuales se realiza la medición.La asignación de las banderas: IR. El uso de las macros parte de las siguientes consideraciones: a) Respetar las banderas que ya están asignadas. Estas macros asignan automáticamente las banderas relacionadas con cada uno de los casos que se han descrito. 234 . solamente se señalan con banderas para que posteriormente sean verificados por el personal responsable de las estaciones de monitoreo o usados para alguna estadística sobre el funcionamiento de los equipos de monitoreo.2 Macros para la asignación de banderas durante la limpieza de datos Como resultado del procedimiento de limpieza de datos planteado en este documento. ha estado trabajando en el desarrollo de macros en Excel. 2.2. 6 Rango de operación. en una se manejan los datos adquiridos por los equipos de monitoreo y en la otra las banderas asignadas a los datos (Ver tabla 6). 01 DV 0.009 DV 4.852 DV -9999= DI DV 0. así como para añadir más banderas 235 .004 DV 3.231 DV -9999= DI 00:08 0.0004 VZ 0.004 IR 0. Es por lo tanto.005 DV 0. Cabe mencionar que estos macros fueron diseñados para utilizarse en el manejo de los datos de las estaciones de monitoreo de calidad del aire de la DGCENICA y deberán adaptarse a las condiciones particulares de los equipos de monitoreo de cada sistema en particular.ine.gob.046 DV 0.012 DV 3.008 DV 0.042 DV -0.004 IR 0.041 DV 0.004 R 2. la confirmación de la veracidad de datos sospechosos o extremos identificados en la revisión de las bases de datos.008 DV 0.296 DV -9999= DI 00:02 0. Se pretende en esta etapa.001 00:07 0.043 DV -0. 1998).044 DV -0.0004 VZ 0.0004 VZ 0.044 DV 0. confrontación de datos a otras escalas.043 DV 0.008 DV 0.0004 VZ 0. entre otros.007 DV 0.001 00:05 0.266 DV -9999= DI 00:03 0. una revisión a detalle de los datos para confirmar o modificar las banderas asignadas en la etapa de limpieza.001 00:06 0.266 DV -9999= DI VZ 0.044 DV -0.006 DV 0.004 DV 0.001 0.442 DV -9999= DI 00:04 0.2.006 DV 3. Ejemplo de la aplicación de la macro de limpieza de datos hora O3 B1 SO2 B2 NO B3 NO2 B4 NOx B5 CO B6 PM10 B7 00:01 0. Tabla 6.001 VZ 0.011 DV 0.0004 VZ 0.004 IR 0.2.mx).007 DV 3.0004 VZ 0. Verificación de datos Se considera como la etapa intermedia del manejo de datos y consiste en una revisión a detalle que se aplica en función de los objetivos y alcances de cada red de monitoreo de calidad del aire.sinaica. En esta etapa se incluye la comparación de los datos con algunas fuentes externas de información como serían: la correlación espacial y temporal con otros sitios de monitoreo cercanos. por medio de procedimientos estadísticos.005 DV 3. resultados de auditorias de equipos.El programa que contiene las macros de limpieza de datos estará disponible en la página Web del SINAICA (www.012 DV 3.049 DV -9999= DI VZ 0. (USEPA.006 DV 4.584 DV -9999= DI VZ 0. como su nombre lo indica. 1.com) 1) Señala datos de radiación (total. una automática en base a los criterios que se describen en el apartado siguiente y la otra manual en base a la experiencia del evaluador como se indicó.2. (Asignar bandera IO) 3) Señala datos cuando la razón de PM2. (Asignar bandera IO) 2) Señala datos de velocidad de viento cuando no varían en más de 0. 2001): Para contaminantes gaseosos o partículas: 1) Señala datos cuando existen valores constantes por más de 3 horas consecutivas de CO.15). Tabla 7. (Asignar bandera DS) 2) Señala datos cuando las suma de NO y NO2 entre NOx se encuentra fuera del intervalo (0. UVB. PM10.5 entre PM10 es mayor a 1. 2000. Banderas usadas en la verificación de datos No.webmet. Criterios de verificación automática de datos Para la asignación automática de banderas la USEPA y la California Air Resources Board. 1 2 3 4 Bandera IO VC VE DS Significado del dato Inválido por operador Válido calculado Válido con evento extraordinario Dato sospechoso La verificación de datos se puede realizar en dos partes.5. O3. PM2. (Asignar bandera IO) Para meteorología (USEPA APT1. (Asignar bandera IO) 236 . NOx. USEPA. http://www.2. 1989. 1.1 m/s en 3 horas consecutivas.15.85. NO. CARB sugieren utilizar los siguientes criterios (USEPA. SO2. 2. UVA. 2000. NO2. CARB. UVC) cuando es diferente a cero durante la noche. Las banderas más usadas en la verificación de datos se señalan en la tabla 7.dependiendo de la experiencia del evaluador y tendencia de los datos. Martínez. algunos de los cuales. UNEP/WHO. revisión de la estadística básica. A. la asignación y el buen uso de esta bandera depende de la experiencia del operador y/o analista. (Asignar bandera IO) 5) Señala datos de dirección de viento cuando no varían en más de 10 grados por 18 horas consecutivas. Ejemplos comunes para la asignación de esta bandera son: 237 . Sin embargo.75 mmHg en tres horas consecutivas. mínimos y promedios. gráficos de tendencia. AIR. (Asignar bandera IO) 6) Señala datos de temperatura si cambia en más de 5 °C con respecto a la hora previa. (Ray. 1996.1). Esta bandera abarca una lista de criterios y consideraciones. (Asignar bandera IO) 2.1. máximos. así como las relaciones entre contaminantes y/o con los datos meteorológicos (USEPA. (Asignar bandera IO) 4) Señala datos de dirección de viento cuando no varían en más de 1° por más de 3 horas consecutivas.APT1.4.2.2.3) Señala datos de velocidad de viento cuando no varían en más de 0.. este deberá saber identificar los patrones típicos de cada contaminante (actividad diurna y nocturna) y estar familiarizado con la operación de los equipos de monitoreo y sus fallas comunes. M. (Asignar bandera IO) 8) Señala datos de presión barométrica cuando tienen cambios por más de 0. GEMS. 1984). Incluye el uso de series de tiempo.5 m/s en 12 horas consecutivas. (Asignar bandera IO) 7) Señala datos de temperatura si no varía por más de 0. 1994). se pueden automatizar (sección 2.2.5 °C en 12 horas consecutivas. 1984. Criterios de verificación manual de datos Para la asignación de cada bandera manual en la verificación de datos se usan las siguientes consideraciones: IO (Dato inválido por operador): Es una bandera que aplica el operador basándose en un procedimiento estadístico que involucra revisar la congruencia temporal y espacial de los datos. y estos deberán anotarse en la bitácora de la estación.Revisión de Tendencias. El número de datos a quienes se asignará esta bandera es variable (desde 3-5 minutos hasta un máximo de 60 minutos) y estará en función tanto de la duración del corte de energía eléctrica. para el manejo de datos. Revisión de la temperatura interna de la estación Este valor debe de mantenerse entre 20-30º C (Manual 4. Las series de tiempo son una herramienta útil para identificar este tipo de eventos. SMA-GDF. NO suben y bajan juntos generalmente El NO y el O3 presentan una relación inversa y no pueden existir juntos a niveles superiores a sus valores límite de calidad del aire. como de las diferentes marcas y modelos de equipos de monitoreo empleados. En caso de no contar con registros automáticos de la temperatura interna de la estación. 2004) ya que los equipos de monitoreo de gases presentan respuestas erróneas a temperaturas elevadas. se recomienda marcar con color. los cortes de energía identificados en la base de datos a revisar. El o los datos provenientes de los equipos de monitoreo que presentaron este tipo de alarma deberán ser marcados con la bandera (IO) durante el período de afectación.. Períodos de estabilización de equipos de monitoreo por cortes de energía eléctrica Este evento se relaciona con cortes en el suministro de energía eléctrica. Asimismo. VC (Dato válido calculado): Este tipo de bandera se usa en aquellos datos que son obtenidos por medio de interpolación o el uso de series de tiempo. El CO. los registros de alarma de temperatura que presentan los equipos de monitoreo en sus parámetros de operación. también es aplicable a aquellos datos que son corregidos de acuerdo con los resultados de las verificaciones 238 . se podrán utilizar. sobre todo los de bióxido de azufre y los de óxidos de nitrógeno. HC. 1995). actividades de construcción.2. entre otros incidentes. En estas situaciones. DV (Dato a verificar): Es una bandera temporal que incluye datos que deberán ser confirmados en alguna de las categorías anteriores según corresponda (verificado o no). la estadística descriptiva es 239 . tales como: incendios. 2. tolvaneras.de cero y span. El anexo III describe con mayor detalle cada herramienta y su aplicación. Un ejemplo de aplicación de esta bandera son los niveles de alarma que se han establecido para la aplicación de planes de contingencia. con ayuda de las bitácoras de operación y de los criterios y consideraciones mencionadas. Es importante mencionar que algunos de los cálculos y gráficos que se utilizan en la verificación de datos. VE (Dato valido con evento extraordinario): Esta bandera se aplica a los datos cuya frecuencia y duración han sido registrados en la bitácora general de la estación o cuando existe alguna otra fuente documental de eventos que afectaron la medición. Esta bandera puede usarse cuando se corrige el valor de dióxido de nitrógeno.2. Herramientas estadísticas útiles para la verificación de datos (EPA. a continuación se mencionan cada una de ellas. 2000) La EPA en su guía para evaluar la calidad de los datos. describe en el apartado de revisión y verificación de datos las principales herramientas estadísticas que se pueden emplear para la verificación de las bases de datos. siempre y cuando su valor no superé la tolerancia establecida en el sistema de control y aseguramiento de la calidad. ya que aquellos con antecedente previo de mal funcionamiento. también se utilizan en la parte de validación. Estadística descriptiva básica En algunas investigaciones se obtienen numerosos datos que deben reducirse para lograr una interpretación adecuada. Estas herramientas estadísticas se dividen en: estadística descriptiva básica y gráficos. J. QAG9. Asimismo. se puede asignar esta bandera. no podrán ser objeto de este tipo de ajuste y deberán ser invalidados. Es importante comentar que esta corrección se lleva a cabo después de una evaluación previa y minuciosa del equipo de monitoreo que originó los datos.3. a datos que se presentan fuera de los límites establecidos en base a tendencias históricas de cada uno de los contaminantes medidos o parámetros meteorológicos (MAR. medidas de dispersión (como rango. percentiles. simetría y medidas de asociación entre dos o más variables. correlación. Estos indicadores pueden ser usados para describir. varianza. medidas de la forma de la distribución. 240 . comunicar y para probar hipótesis con respecto a la población de la cual se tomaron los datos. desviación estándar. mediana o moda). coeficiente de variación o el rango intercuartilico).utilizada como un valioso instrumento para describir y analizar las características de las observaciones y encontrar las relaciones que existen con otros conjuntos de datos con los que se comparen. medidas de tendencia central (tales como la media. medidas de posición relativa. La meta de esta actividad es resumir las características cuantitativas del conjunto de datos utilizando estadística descriptiva básica. Algunos indicadores útiles en el análisis incluyen: el número de observaciones. 2. este procedimiento se ajustará de acuerdo con la marca y modelo del muestredor que se este usando. se sugiere escoger el menor número de gráficos que presenten la información completa de los datos. debido a que un solo grafico no proverá la información completa de los datos. algunas representaciones gráficas se utilizan para registrar y guardar datos compactados o para presentar la información de otra manera. Sin embargo. Las presentaciones gráficas de los datos incluyen el despliegue individual de los datos. Si un conjunto tiene un componente espacial o temporal se seleccionará la gráfica que mejor represente esa componente.3. 1999) El aseguramiento de calidad de los datos provenientes de muestreadores de partículas del tipo de alto volumen. partículas sólidas de baja presión de vapor. Las gráficas pueden ser usadas para confirmar o refutar hipótesis rápidamente o para descubrir eventos significativos. datos temporales. se deberá tratar cada variable individualmente antes de desarrollar gráficas para variables múltiples. e implica dar seguimiento al procedimiento estandarizado que viene descrito de forma general en la NOM-035-ECOL/1993. identificar problemas potenciales y para sugerir medidas correctivas. (USEPA. El analista deberá escoger diversas técnicas gráficas para mostrar las principales características de los datos.01-100 μm y mayores. cantidades estadísticas. transportadas por el aire y cuyo diámetro aerodinámico va de 0. PST. Sistemas de Monitoreo Manual Esta sección es aplicable a aquellos sistemas de monitoreo que utilizan el método manual para la determinación de partículas suspendidas: PST. datos espaciales y dos ó más variables. PM10 y PM2. Las partículas suspendidas son generalmente un sistema complejo multifase. 241 . Además. involucra toda la operación del muestreador. para la determinación de partículas suspendidas totales.Gráficos El propósito de esta herramienta es el de identificar patrones y tendencias de los datos que podrían pasar desapercibidos usando únicamente métodos numéricos. Sin embargo. Si el conjunto de datos comprende más de una variable. por lo cual cada sistema de monitoreo deberá establecer su propio procedimiento de operación estándar.5. La figura 2. T Obtener volumen estándar V = Q est * tiempo 242 Concentración estándar = (Wf . cuya determinación de concentración de partículas se obtiene a partir de dos variables: la masa colectada en el filtro y el volumen de aire muestreado. para los cuales se carece de la norma para su determinación. referente al mantenimiento y calibración de los muestreadores de partículas de alto volumen se encuentra en el Manual 4 de esta serie. Figura 2. se debe contar con un procedimiento de aseguramiento y control de calidad que garantice que la calidad de la medición de estás dos variables (masa y volumen) es la adecuada.Wi)/ V estándar . observaciones Muestreo de 24 hrs (+/-1 hr) Obtención del flujo de muestreo (Qa prom) Factores de calibración de flujo para corregir el flujo (m.En el caso de los muestreadores de PM10 y PM2.5.1. Es importante resaltar que además del procedimiento operativo.1 presenta un diagrama que esquematiza los pasos a seguir del proceso operativo para asegurar la calidad de los datos en un muestreo de partículas. Generación de datos del muestreo de partículas suspendidas Acondicionamiento de filtro foliado (HR y T) 24 Registro del peso del filtro limpio (Gi) Llenar hoja de campo. Asimismo. es menester señalar que el procedimiento operativo. muchas de las consideraciones que señala la NOM 035 son aplicables siempre y cuando se utilece el método de alto volumen. b) Acondicionamiento del filtro (HR y T) 24 hrs Registro del peso del filtro muestreado (Gf) Obtención del flujo estándar Q (usar P. al igual que en la base de datos del monitoreo automático. que señalan el método para la determinación de PM10. de mantenimiento y que los controles de calidad han sido aplicados. 2. y el CFR Parte 50. a esta base de datos. finalmente se conforma una base de datos en donde se registran los resultados de masa y volumen obtenidos durante el muestreo y se calculan y revisan las concentraciones.El detalle de este procedimiento se describe en la NOM-035-ECOL/1993 y el CFR Parte 50 Apéndice B que señalan el método de determinación de PST. rasgado. QA Handbook 1997. Las cinco banderas sugeridas a usarse se señalan en la Tabla 8. una columna con la bandera que lo califique.3. al lado derecho de cada dato. Filtro en mal estado (roto.1 m3/min o inestable 4 IN Diferencia de peso negativa. Apéndice J y el USEPA. Implica pérdida de peso 5 IT Tiempo de muestreo menor a 18 horas 243 . Se sugiere agregar. incompleto) 3 IQ Flujo de operación menor a 1. que se presenta a continuación: Tabla 8 Banderas sugeridas para el muestreo manual No 1 2 Bandera VA IF Causa Significado Dato Válido.1 Banderas sugeridas y su relación con el Control y Aseguramiento de la Calidad Teniendo en cuenta que se ha llevado a cabo el procedimiento operativo. Atendiendo a las sugerencias anteriores. las bases de datos verificadas. NARSTO. las unidades de medición y las cifras significativas. Lo anterior. Al respecto de las características de los datos que provienen del muestreo manual. deberán tener establecidos los nombres de cada uno de los parámetros que las integran. lo sugieren la USEPA y la Estrategía Américana de Investigación del Ozono Troposférico. los siguientes apartados de esta sección describen que características deberá tener la base de datos verificada. Unidades de medición. 244 .4. La homologación de las variables y atributos de las bases de datos verificadas permitirá que estas puedan ser utilizadas por los diferentes usuarios que las requieran. en la tabla 9 se establecen las unidades de medición. clave de parámetro y cifras significativas En México existe una creciente necesidad de homologar las bases de datos verificadas para poder comparar la información de calidad del aire que se genera a nivel Nacional. De esta forma. como cifras significativas. redondeo y unidades de reporte.2. 2. y partiendo de que la base de datos tiene el formato sugerido a principio de este capítulo. Características de las bases de datos verificada Una vez que los datos han sido limpiados y verificados. estos los define la NOM-025-SSA1/1993 en su versión del pasado 26 de septiembre de 2005. Es importante destacar que las cifras significativas han sido definidas con base en la precisión y/o el límite de detección de las diferentes marcas de equipos de monitoreo que se emplean en el país. cifras significativas y clave a utilizar para cada parámetro medido.1.4. por sus siglas en ingles. 2000. para este parámetro se consideran cuatro cifras significativas. entre paréntesis. Como la tabla 9 señala. NOM-025-SSA1/1993 Ejemplo de aplicación de cifras significativas para Ozono: A continuación se presenta un ejemplo de la aplicación del número de cifras significativas que se deben usar para el caso de ozono. obteniéndose 68. 245 . deberá ser redondeado solo al primer decimal.698 ppb de ozono. Mayores detalles sobre los límites de detección de otros equipos de monitoreo de calidad del aire pueden ser consultados en el Anexo II. NARSTO.5 micras Metano Hidrocarburos diferentes al metano Ácido sulfhídrico Velocidad del viento Dirección del viento Temperatura Humedad Relativa Radiación Solar Radiación Ultravioleta A Radiación Ultravioleta B Presión barométrica Precipitación pluvial Contaminante O3 NOx NO NO2 CO SO2 HCT PST PM10 PM2. se tienen disponibles 4 valores. 3 para enteros y una para el decimal. el valor de este contaminante en la base de datos. De esta forma. esto se basa en que el equipo de medición tiene un límite de detección de 0.6 ppb. Parámetros y características de la base de datos verificada Parámetro Ozono Óxidos de Nitrógeno Óxido nítrico Dióxido de nitrógeno Monóxido de carbono Dióxido de azufre Hidrocarburos totales Partículas suspendidas totales Partículas suspendidas con diámetros menores a 10 micras Partículas suspendidas con diámetros menores a 2. si durante la medición se obtienen por ejemplo 68. corresponde a un decimal.7 ppb. una de ellas.Tabla 9. 1999.5 CH4 HDM H2S VV DV TMP HR RS UVA UVB PB PP Unidad de medición ppb ppb ppb ppb ppm ppb ppm µg/m3 µg/m3 µg/m3 ppm ppm ppm m/s grados °C % W/m2 mW/m2 MED/hr mb mm Cifras significativas (decimales) 4 (1) 4 (1) 4 (1) 4 (1) 5 (2) 4 (1) 4 (1) 4 (0) 4 (0) 4 (0) 4 (1) 4 (1) 4 (1) 3 (1) 3 (0) 3 (1) 3 (0) 3 (0) 3 (0) 3 (0) 4 (1) 2 (1) Fuente: USEPA QA/G8. esto es. y para facilitar el manejo de datos. En este caso los indicadores de la calidad del aire permiten. El procesamiento y manejo de datos se lleva a cabo con las bases de datos validadas. En general. al término de un año. Tipos de indicadores y su especificación Los indicadores se calculan con diferentes tipos de datos (promedios de una hora. Posteriormente.1. El propósito es homologar estos procedimientos en todo el país y reducir así la incertidumbre al obtener indicadores de la calidad del aire. 3. se deberá compilar el archivo con el total de registros durante los doce meses. se propone cómo interpretar las especificaciones de las Normas Oficiales Mexicanas (NOM) de calidad del aire publicadas por la Secretaría de Salud y se describe cómo se calculan los indicadores y en la cuarta se dan algunas propuestas de cómo presentar los indicadores de manera gráfica. promedios móviles y concentraciones diarias). y que ayuda a entender condiciones complejas (IISD. 3. en sus etapas de limpieza. de acuerdo con el equipo de monitoreo con el que se generaron y el fenómeno que representan. se sugiere que el archivo sea guardado manteniendo los registros con una resolución horaria y con una frecuencia mensual. Este capítulo está integrado por cuatro secciones: en la primera. en la tercera. con aquellas bases que cumplieron con el plan de AC y CC. evaluar el estado de la contaminación atmosférica y comunicar al público cuál es la calidad del aire que respira. verificación. entre otras cosas. Procedimiento para obtener indicadores de la calidad del aire En este capítulo se dan elementos técnicos para el procesamiento y manejo de los datos registrados en los sistemas de monitoreo atmosférico con equipos manuales o automáticos. El promedio de una hora (también referido como dato horario o concentración horaria) es el promedio de las concentraciones minutales o de algún intervalo de tiempo dentro 246 . un indicador se define como un valor que cuantifica y simplifica un fenómeno. y validación. en la segunda.Asimismo. 2006). se presenta una selección de indicadores de la calidad del aire. se define en qué consiste el criterio de compleción de datos y cómo se aplica por estación de monitoreo. 2). si se quiere determinar el promedio de la hora 01:00. Por ejemplo. tomando el promedio de la hora seleccionada con las 7 concentraciones registradas en las horas previas. Figura 3. se calcula el promedio de las concentraciones registradas para cada hora desde las 06:00 hasta la 13:00 horas (figura 3. Figura 3.2 Descripción de los promedios móviles horarios de 8 horas 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 Horas Promedio sobre este periodo = promedio móvil para la hora 13:00 Promedio sobre este periodo = promedio móvil para la hora 14:00 247 .1 Descripción del promedio de una hora 00:00 (Inicio) 00:01(un minuto) 00:10 (diez minutos) 01:00 (Final) Promedio sobre este periodo = promedio para la hora 01:00 Los promedios móviles de 8 horas de CO y O3 se calculan de las concentraciones horarias.de la hora. esto es. para estimar el promedio móvil de 8 horas de las 13:00 horas.1). El promedio se calcula sobre el periodo de tiempo anterior a la hora que se esta determinando. éste se debe obtener con los datos del periodo que comprende de las 00:01 a las 01:00 horas (figura 3. el promedio diario o el muestreo de 24 horas.4).3 Descripción del máximo diario 00:01 (inicio) 24:00 (final) 01:00 Valor máximo sobre este periodo = máximo diario Promedio diario (PM10. y que sean considerados representativos del periodo que describen. NO2. se calcula a partir de las concentraciones horarias o de los promedios móviles de 8 horas y representa el valor máximo diario.La concentración diaria. PM2.3). se refiere a la medición de la contaminación del aire por medio de la toma de muestras de forma discontinua. dependiendo del contaminante. PM2.2). Figura 3. y SO2).5. se refiere al promedio de los 24 valores horarios registrados durante el día (figura 3. se requiere contar con una cantidad mínima de información. y CO). es decir se deben de cumplir los criterios de compleción de datos (ver sección 3. se refiere al valor más alto de los 24 valores horarios o promedios móviles registrados durante el día (figura 3.4 Descripción del promedio de 24 horas 00:01 (inicio) 24:00 (final) 01:00 Promedio sobre este periodo = promedio diario Muestreo de 24 horas (PM10. Máximo diario (O3. y PST). 248 . Figura 3.5. usualmente cada seis días. Para obtener los datos descriptos en los párrafos anteriores. 5 y Pb pH. NOx. HR y VV PST. para evaluar diferentes aspectos de la calidad del aire: impacto en la salud (relacionados con las NOM publicadas por la Secretaría de Salud). y debe contar con un 75% o más de los registros horarios (18 horas o más) Su base son los promedios móviles de 8 horas de un día y debe contar con un 75% o más de los registros horarios (18 horas o más) Debe contar con un 75% o más de los registros horarios (18 horas o más) Se acepta si el muestreo duró entre 18 y 24 horas Muestra colectada a lo largo de 7 días (± un día) Parámetros PM10. CO. HR y VV O3 y CO PM10.1 se describe el tipo de dato dependiendo del equipo de monitoreo. SO2. VV y DV O3 y CO O3. PM25. NOx. Tabla 3. es posible calcular los indicadores de interés. SO42 - Promedio diario Muestreo de 24 horas Muestreo semanal Manual Una vez que se calculan los datos anteriores. PM10 y PM25 O3 O3 COa Segundo máximo SO2 NO2 Tipo de dato Concentración diaria Concentración diaria de los promedios móviles de 8 horas Dato horario Promedio móvil de 8 horas Concentración diaria Dato horario Equipo de monitoreo Automático o manual Automático Automático Quinto máximo Máximo Automático 249 . NO2. En el cuadro 3. PM2.2 Indicadores de la calidad del aire Aspecto a evaluar Impacto en la salud Indicador Percentil 98 Parámetro PST. CO. NO. NO3-. PM2.1 Tipos de datos para obtener los indicadores de la calidad del aire Equipo de monitoreo Tipo de dato Dato horario Promedio móvil de 8 horas Máximo diario Automático Máximo diario Requerimiento de compleción de datos Debe contar con un 75% o más de los registros minutales (45 minutos o más) Debe contar con un 75% o más de los registros horarios (de 6 a 8 datos horarios) Su base son los datos horarios de un día. SO2 TMP. comportamiento (temporal y espacial) y tendencia. TMP.2 se muestran una serie de indicadores. Tabla 3. TMP.5. NO. los requerimientos de compleción de datos y los parámetros que se les asocian para obtener los indicadores de la calidad del aire. O3. HR. NO2. PM10.En el cuadro 3. PM2.5. CO. NO.5. TMP y VV CO y O3 Máximo y mínimo PST. SO2. O3. NO. CO. TMP y VV CO y O3 PM10. CO. NO. NO. O3. O3. SO2. PM25.Aspecto a evaluar Indicador Número y porcentaje de horas arriba del límite de la norma Parámetro Tipo de dato Equipo de monitoreo Automático O3 y NO2 PM10.5 y SO2 Dato horario Concentración diaria Concentración diaria de datos horarios Concentración diaria de los promedios móviles de 8 horas Dato horario Concentración diaria Dato horario Número y porcentajes de días arriba del límite de la norma O3 y NO2 Automático CO SO2 Promedio anual PM10 y PM25 PM10. NO2. NO. O3. NO.5. NOx y NO2 HR. SO2. NOx. NO2. HR. O3. PM10. HR. NOx. PM25. TMP y VV PM10. NO2 y SO2 HR. NOx y NO2 Automático Automático o manual Comportamiento Automático Promedio móvil de 8 horas Concentración diaria Máximo o promedio diario Dato horario Automático Promedio móvil de 8 horas Concentración diaria Máximo o promedio diario Dato horario Automático Promedio móvil de 8 horas Dato horario Promedio móvil de 8 horas Concentración diaria Automático Automático o manual Automático Automático o manual Automático Promedio o mediana hora a hora Automático Automático o manual 250 . HR. PM25. TMP y VV CO y O3 Media o promedio PST. HR. NOx. PM2. SO2. PM2. NO2. SO2. NO. CO.5. PM10. PM2. NOx. CO. CO. TMP y VV CO y O3 Promedio o mediana día a día PM10. PM2. O3. CO. NO2. TMP y VV PM10. SO2. O3. NOx. SO2. CO. O3. PM25.5. O3. NO2. PM2. NOx y NO2 CO y O3 Automático Automático Automático o manual Automático HR. O3. NO. a El segundo máximo se obtiene sin traslape de información. no contemple concentraciones horarias con las que se calculó el promedio móvil de 8 horas que originó el primer máximo. TMP y VV CO y O3 Promedio o mediana mes a mes PM10. CO. CO. TMP y VV PM10. PM10. NO2. SO2. NOx y NO2 HR. CO. O3. NO. CO. PM2. esto es que el valor de los promedios móviles de 8 horas que se calcule como segundo máximo. PM25. PM10. CO.5.5. NOx. HR. HR. NOx. TMP y VV CO y O3 Percentiles PST.1. SO2 y NO2 Tendencia Intervalos de concentración CO y O3 PST. SO2. SO2. O3. 251 . NO.Aspecto a evaluar Indicador Parámetro Tipo de dato Concentración diaria de los promedios móviles de 8 horas Máximo o promedio diario Dato horario Promedio móvil de 8 horas Concentración diaria Concentración diaria de los promedios móviles de 8 horas Máximo o promedio diario Dato horario Promedio móvil de 8 horas Concentración diaria Máximo o promedio diario Dato horario Equipo de monitoreo CO y O3 Automático HR.5. TMP y VV PM10 y PM2. PM2. O3. SO2 y NO2 Automático Automático Automático o manual Automático Automático Promedio móvil de 8 horas Concentración diaria Automático o manual * Concentración diaria se refiere al dato diario que le corresponde a cada contaminante de acuerdo al cuadro 3. NO. TMP y VV PM10. estos no se describen en este documento. Criterios de compleción de datos Los equipos automáticos arrojan de manera continua registros minuto a minuto. los equipos manuales arrojan datos diarios (de 3 a 6 por mes). en el año o durante un periodo de años (ver cuadro 3. en una hora. Se considera como registros incongruentes a aquellos que presentan un comportamiento fuera del patrón de los contaminantes (por ejemplo los datos extremos) y como registros aislados a aquellos que para un periodo de tiempo específico tienen registros anteriores y posteriores a él no válidos. la prueba de homogeneidad y el porcentaje de cambio. en el día. sin embargo. como son la prueba de tenencia.2. 2007). 3. Esta verificación debe efectuarse sobre la base validada. se recomienda 252 . evalúe y reporte la representatividad de éstas. en un trimestre y en algunas ocasiones. esto es.1). una vez que se han identificado las banderas y ratificados los registros incongruentes o aislados. debido a que son muy pocas las redes de monitoreo que han evaluado la representatividad de sus estaciones (ver manual 1) (INE. pero debido a la capacidad de almacenamiento que demanda el alto volumen de datos. pero. Por ejemplo.La lista de indicadores podría ser más extensa. en el SIMAT de la ZMVM se obtienen otros indicadores más que evalúan tendencia. las bases que se reportan generalmente contienen promedios horarios.1. En cambio.2. que se cumpla con los criterios de compleción de datos. El cumplimiento de los criterios de compleción de datos se debe de verificar para cada contaminante o variable meteorológica en cada una de las estaciones de monitoreo. en tanto no se caracterice. se recomienda que el reporte de los mismos se lleve a cabo para cada estación de monitoreo. Desempeño anual e histórico por estación de monitoreo Para generar indicadores que sean representativos del comportamiento de un contaminante o variable meteorológica a lo largo de uno o varios años. en un mes. Con el propósito de que los indicadores de la calidad del aire sean confiables se debe revisar que la información que se utilice para su generación cuente con un mínimo de datos validados. para identificar aquellas que cuentan con la información necesaria. sin embargo. 3. los que se muestran son suficientes para evaluar los diferentes aspectos de la calidad del aire. El reporte de los indicadores se puede realizar para representar las condiciones de una ciudad o zona metropolitana. 3 Categorías de desempeño anual. regular cuando es del 50% o más sin llegar al 75% de los años y malo cuando es menor del 50% de los años (cuadro 3. mientras que.3).4). las estaciones de monitoreo con una clasificación menor requieren mejoras para que en el futuro registren mayor cantidad de datos válidos Tabla 3. el SIMAT califica el desempeño histórico de una estación de monitoreo en tres categorías: bueno cuando el porcentaje es del 75% o más de los años. Las estaciones de monitoreo que son etiquetadas con un desempeño anual bueno tienen información completa para la generación de indicadores. El desempeño anual se define como el porcentaje de datos válidos de cada estación de monitoreo en un año y el desempeño histórico como el porcentaje de años que una estación de monitoreo opera con un desempeño anual bueno.4 Desempeño histórico de las estaciones de monitoreo Número de años de operación N (1) Número de años con desempeño anual bueno (1) M Porcentaje de años con desempeño anual bueno Desempeño histórico Malo < 50% Regular >= 50% y < 75% Bueno >= 75% No puede ser mayor a los años de operación. Equipo de monitoreo Tipo de datos Datos horarios válidos Regular (>= 50% y < 75%) 4392 a 6587 (año bisiesto) 4380 a 6569 (año no bisiesto) 31 a 45 Automático Horario Muestreos de 24 horas Malo (< 50%) 0 a 4391 (año bisiesto) 0 a 4379 (año no bisiesto) 0 a 30 Bueno (>= al 75%) 6588 a 8784 (año bisiesto) 6570 a 8760 (año no bisiesto) 46 a 61 Manual Asimismo. El SIMAT de la ZMVM califica el desempeño anual de una estación de monitoreo como: bueno cuando registra el 75% o más de los datos válidos. 253 . regular cuando registra el 50% o más de los datos sin llegar al 75% y malo cuando registra menos del 50% de los datos válidos (cuadro 3.evaluar el desempeño anual e histórico de las estaciones de monitoreo. Tabla 3. sólo el SIMAT de la ZMVM genera indicadores de las estaciones de monitoreo que cumplen con un desempeño anual e histórico bueno. Por lo tanto. se toma esa concentración como el límite permisible. Cuando existe una concentración umbral. para algunos contaminantes. Sin embargo. que se verifique el desempeño anual e histórico. En general.3. las normas de calidad del aire se establecen con base en los resultados de estudios toxicológicos y epidemiológicos que evalúan la relación entre la exposición a un contaminante y sus efectos en la salud. las normas de calidad del aire son conservadoras. y si es posible. En muchos casos.Por ejemplo. de hecho. es decir.1). de un mes y de un trimestre (al menos el 75% de los minutos. En este sentido. 67% y 33% respectivamente. el establecimiento de normas de calidad del aire para ciertos contaminantes conlleva intrínsecamente un grado de riesgo aceptable para la población. En la práctica. 254 . se recomienda que la información con la que se generen los indicadores de calidad del aire cumpla por lo menos con los criterios de compleción de una hora. la segunda cuatro y la tercera sólo dos. lo que conlleva a que el desempeño histórico de cada una de las estaciones se etiquete como bueno. aún no se han detectado umbrales para algunos efectos en la salud. supóngase que se obtuvo que la primera tiene cinco años con desempeño anual bueno. cabe mencionar que por el momento. 3. para que los usuarios de los mismos les den un uso e interpretación adecuados. Es de esperar que la primera estación de monitoreo que registra un desempeño histórico bueno cuenten con información suficiente a lo largo de los años.3. regular y malo.1 Indicadores de impacto en la salud Como se mencionó en capítulos anteriores uno de los objetivos del monitoreo atmosférico es evaluar el cumplimiento de las normas de calidad del aire. Se recomienda que para cada una de las estaciones de monitoreo se de a conocer con qué cantidad de datos se obtienen los indicadores. se han encontrado impactos en la salud aun a niveles muy bajos (Pope et al. Por ende el porcentaje de desempeño anual bueno de las estaciones es 83%. de un día. 2002). como las partículas suspendidas. para calificar el desempeño histórico de tres estaciones de monitoreo en un periodo de seis años. un nivel abajo del cual no se identifican impactos en la salud. Tipos de indicadores 3.. horas o días respectivamente) (cuadro 3. NOM-023-SSA11993(DOF.5 se presentan los valores. 2000). En el cuadro 3.5).5 Valores normados para los contaminantes del aire en México Valores límite Exposición aguda Contaminante Concentración y tiempo promedio Partículas suspendidas totales (PST) Partículas menores de 10 micrómetros (PM10) Partículas menores de 2. el O3.5 micrómetros (PM2. ancianos y personas con enfermedades (WHO. 1994c) Modificación a la NOM-025-SSA11993 (DOF. 2005) Exposición crónica Normas oficiales mexicanas Ozono (O3) Modificación a la NOM-020-SSA11993 (DOF. 1994ª) NOM-022-SSA11993* (DOF.5) 210 µg/m³ (24 horas) 120 µg/m³ (24 horas) 65 µg/m³ (24 horas) 110 ppb (1 hora) (216 μg/m3) 80 ppb (8 horas) 11 ppm (8 horas) (12 595 μg/m3) 130 ppb (24 horas) (341 μg/m3) 210 ppb (1 hora) (395 μg/m3) Frecuencia máxima aceptable 2% de mediciones al año 2% de mediciones al año 2% de mediciones al año No se permite 4 veces al año 1 vez al año Concentración y tiempo promedio 50 µg/m³ (promedio aritmético anual) 15 µg/m³ (promedio aritmético anual) 30 ppb (promedio aritmético anual) NOM-021-SSA11993 (DOF. 2002) Monóxido de carbono (CO) Bióxido de azufre (SO2) Bióxido de nitrógeno (NO2) 1 vez al año 1 vez al año * NOM en proceso de modificación 255 . el tiempo promedio y la frecuencia máxima aceptable de los contaminantes normados.con el fin de proteger la salud de las poblaciones más susceptibles. Existen NOM de calidad del aire para las partículas (PST. el CO. como los niños. En México. Tabla 3. así como la NOM que los rige y su fecha de publicación en el Diario Oficial de la Federación (DOF). el SO2. 1994b). el NO2 y el Pb. PM10 y PM2. la Secretaría de Salud es la responsable de evaluar la evidencia de los impactos de la contaminación atmosférica en la salud y de establecer los límites permisibles de concentración de los contaminantes en la atmósfera. El estándar para datos meteorológicos definido por la Organización Meteorológica Mundial es el tiempo transcurrido en la hora anterior y esta basado en la necesidad de predecir sobre una situación que ya sucedió de manera real (New Zeland. además de que las especificaciones para el manejo de datos sólo se incluyen en las normas que han sido modificadas después de 1994. Por ejemplo. Sin embargo. si se quisiera comparar información de estaciones de dos redes de monitoreo que manejan diferentes formatos. existen diferencias en la interpretación de estos términos. Se sugiere que las 24 horas correspondan al promedio de las concentraciones horarias de las 24 horas del día como lo indica la figura 3. 2000). el tiempo promedio y el número de veces que se permite se exceda dicho valor en un determinado periodo de tiempo (frecuencia máxima aceptable 1 vez al año. 256 . el tiempo transcurrido en la hora que le sigue. Por está razón.1). la concentración. donde el 1:00 represente el promedio horario que va de 0:01 hasta la 1:00. Consideraciones para la interpretación de las NOM de calidad del aire Los límites permisibles especificados en las normas consideran para su cálculo y para la evaluación del cumplimiento.3. en algunas redes de monitoreo los datos horarios van de 1:00 a 24:00 horas y en otras de 0:00 a 23:00. puede suceder que la información registrada en la misma hora no corresponda a los mismos intervalos de tiempo. es decir en un caso puede tratarse del tiempo transcurrido en la hora anterior. y en el otro.3. Lapso de tiempo considerado para el reporte de los promedios horarios en las bases de datos: en las NOM no se especifica una definición exacta de cómo reportar el promedio horario. Con base en este estándar se sugiere que a partir de la publicación de este documento la notación para reportar los promedios horarios en las bases de datos sea de 1:00 a 24:00 horas. Esto incide en la interpretación de la información y por lo tanto en que la comparación de información entre redes pueda no ser adecuada.4. Intervalo de tiempo para el SO2: en la norma de SO2 no se especifica en qué hora se empieza y en qué hora termina el intervalo de tiempo de 24 horas. 4 veces al año.). el 2:00 de la 1:01 a las 2:00 y así sucesivamente hasta las 24 horas (figura 3. Por lo anterior a continuación se proponen algunas guías para la interpretación de las NOM y sus especificaciones. etc.1.1. Para homologar el criterio de compleción de datos. si el límite se rebasa una vez. si es mayor se incrementa al inmediato superior. se sugiere que en todas las NOM se requiera de al menos el 75% de datos necesarios para el cálculo. es decir.1 de esta Norma. PM2.1 de la NOM se especifica que la concentración de ozono. SO2 y NO2: para estos contaminantes. si la concentración del segundo máximo de los promedios de 24 horas en un año excede el límite de 130 ppb. Asimismo. si la cifra siguiente a la definida como significativa para cada contaminante es menor o igual a cinco. si el percentil 98 de las concentraciones diarias rebasa el límite. se considerará que no se cumple con la norma horaria. como contaminante atmosférico. así. la respectiva norma no se cumple. CO. se interpretará que el límite permisible se puede rebasar una vez para el tiempo promedio especificado en un año. promedio horario. que se especifican en el capítulo dos de este documento. Por ejemplo para el SO2.3.Criterios de compleción de datos y redondeo de cifras decimales (significativas): sólo en las modificaciones de la normas de O3 y partículas se especifica un criterio de compleción de datos de al menos el 75% para el cálculo de valores de acuerdo al tiempo promedio y también el procedimiento para realizar el redondeo de las cifras decimales. 257 . el valor de la cifra significativa no se incrementa. en su respectiva NOM se indica que la frecuencia máxima aceptable es una vez en un año. debido a que en la norma se especifica que sólo se puede exceder ese valor una vez al año. para no ser rebasado una vez al año. se recomienda que se aplique la siguiente regla para el redondeo a un determinado número de cifras significativas. es decir. si para el tiempo promedio se rebasa más de una vez el límite. se considera que no se cumple con la norma diaria para este contaminante.5 y PST: la frecuencia máxima aceptable que se permite que se rebasen los límites especificados en la modificación de la NOM-025-SSA1-1993 es del 2% de las concentraciones diarias en un año para el límite de 24 horas. Se recomienda interpretar este texto como que el límite no se debe de rebasar. Partículas PM10. Frecuencia máxima aceptable en un año: Ozono: en el numeral 4. debe ser menor o igual a 110 ppb. calculado como se especifica en el numeral 4. no se cumple con la norma. Quinto máximo: el límite anual de O3. Si un trimestre no cumple con esta condición. a la parte entera se le suma 1 (E+1). La modificación a la NOM-020-SSA1-1993 indica que para cada año se requerirá de al menos de 75% de concentraciones diarias provenientes de los promedios móviles de 8 horas.3. y que están especificados en el cuadro 3. El Percentil 98 es el dato que esta en el lugar E+1 de los datos ordenados (DOF.1. PM10 y PM2. La modificación a la NOM-025SSA1-1993 indica que para cada trimestre del año se requerirá de 75% o más de las concentraciones diarias. calcular el número de días del año en los que los niveles de un contaminante se encuentran por arriba de los límites establecidos en la NOM correspondiente. se obtiene a partir de las concentraciones diarias de los promedios móviles de 8 horas. Así. la información de ese trimestre no se considera para el cálculo del indicador.3. En el caso del cálculo de la concentración diaria.98 = 292.98. Este sirve para evaluar el valor límite permisible para la concentración de partículas PST.04 así la parte entera es 292) a este dato se le llama E. en caso contrario no podrá evaluarse el cumplimiento de la norma para ese año. se debe considerar que si no se cumple con la compleción de 258 . por último se ordena las concentraciones diarias de menor a mayor.2: Percentil 98: valor por debajo del cual se acumula el 98% de los registros dejando arriba de este valor el 2% del total. complementariamente. El cálculo del percentil 98 se realiza de acuerdo el siguiente algoritmo: se multiplica el número de concentraciones diarias (N) por 0. Para la validación del año es necesario contar con al menos tres trimestres que cumplan con el número de muestras especificado.5. se puede determinar para cada estación de monitoreo si se cumple con las NOM y. A continuación se describe de manera breve en que consiste cada uno de los indicadores relacionados con impactos en salud. se toma la parte entera (ejemplo: si N=298 entonces 298 x 0.2 Definición de Indicadores La evaluación de la calidad del aire tiene como referencia obligada los límites máximos permisibles establecidos en las NOM de calidad del aire. 2005). Se obtiene como el conteo de días por arriba del valor límite establecido en las NOM de protección a la salud. Promedio o Media: es un indicador que determina el cumplimiento de los límites anuales de partículas PM10. Máximo: ilustra el comportamiento de eventos extraordinarios de contaminación. 1994b. DOF.datos de al menos el 75% de los promedios móviles de 8 horas durante el día. 1993). Segundo máximo: indicador que determina el cumplimiento o no cumplimiento de los límites especificados en las NOM de protección a la salud en relación con el tiempo promedio de una hora para NO2. 1994a. 1994c). DOF. 2005. Se obtiene como el conteo de horas por arriba del valor límite establecido en las NOM de protección a la salud. La información que genera este indicador es equivalente a la que proporciona el indicador porcentaje de horas arriba del límite y se obtiene como la división de las horas por arriba del valor límite establecido en las NOM de protección a la salud entre el total de horas con concentraciones válidas del período a analizar. Se obtiene como el máximo valor registrado en un conjunto de datos. éste debe registrarse como la concentración máxima del día (DOF. de 8 horas para CO y de 24 horas para SO2 y la frecuencia de tolerancia de una vez al año (DOF. Este indicador determina el cumplimiento o incumpliendo del límite horario especificado en la NOM de protección a la salud de O3 (DOF.5 y SO2 (DOF. Horas arriba del límite: indica el impacto que tiene la contaminación por un contaminante específico en una región. La información que genera este indicador es equivalente a la que proporciona el indicador porcentaje de días arriba del límite y se obtiene como la división de los días por arriba del valor límite establecido en 259 . 2002). Días arriba del límite: indica el impacto que tiene la contaminación por un contaminante específico en una región. 2002) y se calcula a partir de las concentraciones horarias.5 la norma anual se evalúa con el promedio aritmético de las concentraciones diarias y para el SO2 con las concentraciones horarias. Para las partículas PM10 y PM2. DOF. PM2. pero el valor máximo rebasa 80 ppb. Aplica únicamente en los contaminantes que cuentan con norma horaria (O3 y NO2). Sin embargo. durante la semana (día a día). se debe de realizar con las concentraciones diarias considerando el tiempo promedio especificado y con un criterio de compleción para el cálculo de la concentración diaria de al menos un 75% de los datos. Se obtiene al promediar los registros horarios de un periodo de tiempo (o bien al obtener la mediana) para cada hora del día. dada la cantidad de datos con los que se dispone en algunas redes de monitoreo. Permite asociar la concentración de los contaminantes con la intensidad de las actividades antropogénicas o patrones meteorológicos. mostrando los valores típicos de cada hora. 3.las NOM de protección a la salud entre el total de días con concentraciones válidas del período a analizar. mostrando los valores típicos de cada día. A continuación se describe en qué consiste cada uno de los indicadores relacionados con el comportamiento del contaminante especificados en el cuadro 3. Se obtiene al promediar los registros horarios o diarios de un periodo de tiempo de cada uno de los días de la semana (o bien al obtener la mediana). 260 .2. Permite asociar la concentración de los contaminantes con la intensidad de las actividades antropogénicas o patrones meteorológicos. El cálculo del número de días o el porcentaje de días en que se rebasa el valor de los límites establecidos en la norma.2: Promedio o mediana hora a hora: muestra el cambio de las concentraciones de un contaminante a lo largo de un día promedio. se sugiere en un principio contar con al menos el 50% de los datos necesarios para el cálculo de la concentración diaria e ir restringiendo cada vez más este porcentaje hasta alcanzar el 75%. durante el año (mes a mes) y su distribución en un periodo de tiempo. Indicadores del comportamiento del contaminante La utilidad de los indicadores del comportamiento del contaminante es que permiten analizar las variaciones del mismo durante el día (hora a hora).3. Promedio o mediana día a día: muestra el cambio de las concentraciones de un contaminante a lo largo de una semana promedio. A continuación se muestran algunos tipos de gráficas en las que se ilustran algunos indicadores que se describieron en la sección anterior: 261 . Los percentiles permiten caracterizar el comportamiento de un contaminante en un período de tiempo y posiblemente el impacto de los programas ambientales. Percentil: señala el valor del parámetro que acumula cierto porcentaje del total de datos. algunos se asocian a los límites definidos en las NOM de calidad del aire. Representación gráfica de los indicadores de calidad del aire. para comunicar de manera sencilla los resultados obtenidos. 3. En particular los Percentiles 98. un año o un periodo de años) por su magnitud (de menor a mayor) se obtiene el porcentaje de datos menor o igual a cada valor. Permite asociar la concentración de los contaminantes con la intensidad de las actividades antropogénicas o patrones meteorológicos. así como la influencia de fenómenos temporales o regionales.Promedio o mediana mes a mes: muestra el cambio de las concentraciones de un contaminante a lo largo de un año promedio. Cabe señalar que el máximo y el promedio que se describieron en la sección anterior también se usan para determinar el comportamiento de los contaminantes. 3.4. evita la influencia del 25% de los valores altos y del 25% de los valores bajos de un conjunto de datos. Se obtiene al promediar los registros horarios o diarios de cada mes de un periodo de tiempo (o bien al obtener la mediana). 75. 50. Una de las formas de presentar los indicadores de calidad del aire es a través de gráficas.3. Indicadores de tendencia Intervalos de concentración: indica la frecuencia de valores de un contaminante en intervalos específicos. Después de ordenar un conjunto de datos (el cual puede ser de un mes. Representa adecuadamente el comportamiento típico del conjunto de datos de calidad del aire. El rango Intercuartil se obtiene como la diferencia entre el Percentil 75 y el Percentil 25 y caracteriza la dispersión de los valores usuales. 25 y 10 se emplean como indicadores de calidad del aire.3. mostrando los valores típicos de cada uno de los meses del año. 90. con este tipo de gráficas es posible visualizar el comportamiento (o patrón) del fenómeno de interés a lo largo del tiempo. la mediana y el máximo (figura 3.Gráficas en el tiempo. con este tipo de gráficas es posible determinar visualmente un resumen muy completo de la distribución de los datos debido a que proporciona las estadísticas de orden de la variable de interés. el rango intercuantil. además de varios indicadores como son el percentil 25.5). la característica principal de está gráfica es que se pueden visualizar dos indicadores con diferentes unidades de medición. 75. Gráficas de dos escalas. el promedio. Gráficas de caja. 262 . Figura 3.5 Gráfica de caja Máximo Valor extremo Outlier Dato atípico Percentil 75 rango intercuantil (Percentil 75 - Percentil 25) Promedio Mediana o percentil 50 Percentil 25 Mínimo En los tres tipos de gráficas descritas anteriormente es posible ilustrar indicadores de impacto a la salud, de comportamiento y de tendencia. Mapas, la distribución espacial de los contaminantes en las ciudades se puede ilustrar mediante mapas de contorno, la impresión visual de las concentraciones se conjunta con los límites geográficos de la zona a la que pertenecen. Con este tipo de representación es posible ilustrar principalmente indicadores de comportamiento. Se recomienda que se incluya en la representación gráfica de los indicadores las unidades del contaminante, el criterio o criterios de compleción con que se generaron, 263 el periodo de tiempo de la información que se esta representando, la fuente de la información y un título auto explicativo de los indicadores. 3.4.1. Ejemplos de las representaciones gráficas de los indicadores 3.4.1.1. Indicadores de impacto en la salud. En la figura 3.6 se presenta un ejemplo de una gráfica en el tiempo en la que se ilustra el promedio anual de los muestreos manuales de las PM10 en la ZMVM para el periodo de 1997 a 2006. Figura 3.6. Promedio anual de PM10 en cinco estaciones de monitoreo* de la ZMVM (1997-2006) 180 160 Concentración (µg/m³) 140 120 100 80 60 40 20 0 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Año Norma anual: 50µg/m³ CES MER PED TLA XAL Fuentes: * Xalostoc (XAL), Tlalnepantla (TLA), Merced (MER), Cerro de la Estrella (CES) y Pedregal (PED) (equipo manual) Elaboración propia de los autores 264 Compleción de datos: al menos 3 trimestres con por lo menos el 75% de los muestreos manuales válidos al año Fuente de los datos: Red Manual del Sistema de Monitoreo Atmosférico de la Ciudad México Con respecto a la gráfica de dos escalas, en la figura 3.7 se presenta para la ZMG, los días en que se excede la norma horaria (0.11 ppm) y la concentración máxima de O3 para el periodo 1997 a 2006 en relación a la NOM-020-SSA1-1993. Figura 3.7. Ozono en la estación de monitoreo Tlaquepaque de la ZMG: días en que se excede la norma horaria (0.11 ppm) y concentración máxima (1997-2006) Días >0.11 100 Máximo 0.450 0.400 Concentraciones (ppm) 80 Número de días 0.350 0.300 60 0.250 0.200 0.150 20 0.100 0.050 0 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 0.000 40 Elaboración propia de los autores Compleción de datos para las concentraciones diarias: al menos el 50% de los datos horarios Fuente de los datos: Red Automática de Monitoreo Atmosférico de la ZMG 265 3.4.1.2. Indicadores relacionados con el comportamiento del contaminante Se ilustra a continuación (figura 3.8) a través de una gráfica en el tiempo, el comportamiento horario (mediana hora a hora) de las concentraciones de CO en tres zonas metropolitanas y una ciudad (INE-DGICUR, 2007). Figura 3.8 Comportamiento horario del CO en cuatro ciudades mexicanas (1997-2005) 4 3.5 3 Concentración (ppm) 2.5 2 1.5 1 Puebla 0.5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 ZMG ZMVM ZMVT Hora Fuente: Tercer Almanaque de datos y tendencias de la calidad del aire en nueve ciudades mexicanas (INE-DGICUR, 2007). En la figura 3.9, a través de una gráfica de caja se muestra el comportamiento y tendencia de los promedios de 24 horas de SO2 en la ZMVT en la estación de monitoreo San Mateo de 1997 a 2006. Figura 3.9 Tendencia de las concentraciones diarias de S02 en la estación de monitoreo San Mateo de la ZMVT (1997-2006) 266 Elaboración propia de los autores Compleción de datos para las concentraciones diarias: al menos el 50% de los datos horarios. Fuente de los datos: Red Automática de Monitoreo Atmosférico de la ZMVT Por último, en la figura 3.10 se presenta la distribución espacial del NO2 en la ZMG para el año 2005. Figura 3.11 Distribución espacial del NO2 en la ZMG (2005) 267 Fuente: Tercer Almanaque de datos y tendencias de la calidad del aire en nueve ciudades mexicanas (INE-DGICUR, 2006). 268 1996. Diccionario de la real academia española http://buscon. Norma Oficial Mexicana NOM-021-SSA1-1993. DOF 2005. fracción VI. DOF 1994c. CARB. Título cuarto. DOF 2002. Norma Oficial Mexicana NOM-022-SSA1-1993. DOF 1994a. EMEP (Comunidad Europea: “Cooperative programme for monitoring and evaluation of long-range transmission of air pollutants in Europe”).4. http://www.vt. DOF 1994b. capítulo II. 2006. Norma Oficial Mexicana NOM-023-SSA1-1993. BIBLIOGRAFÍA CARB. Diario Oficial de la Federación del 30 de octubre de 2002.es/draeI/. 1987. Diario Oficial de la Federación del 23 de diciembre de 1994.rae. Diario Oficial de la Federación del 23 de diciembre de 1994. Diario Oficial de la Federación 26 de septiembre de 2005. 1989. artículo 112.edu/program_areas/environmental/teach/smprimer/mdl/mdl.cee. Criteria for evaluating air quality-related indicators. Diario Oficial de la Federación del 23 de diciembre de 1994. Diario Oficial de la Federación del 23 de diciembre de 1994. Manual for sampling and analyses.html consultada 22/10/2003 y revisada 26/07/2006 269 . Norma Oficial Mexicana NOM-023-SSA1-1993. Standard Operating Procedures for High-volume measurements. Modificación a la Norma Oficial Mexicana NOM-020-SSA1-1993. Modificación a la Norma Oficial Mexicana NOM-025-SSA1-1993. DOF. DOF 1994c. consultado el lunes 24 de julio de 2006. Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente. & Romieu Isabel. Et Al “Data collected by a surface meteorological station at Autberry.F. Página Web SINAICA (http://sinaica. Tercer Almanaque de datos y tendencias de la calidad del aire en nueve ciudades mexicanas.mx). EMEP Manual for sampling and analysis. D. INE-SEMARNAT. Instituto Nacional de Ecología.html. INE. 2005. Quality Assurance and Quality Control Guidelines. Guidance to data exchange. http://www. México.no/projects/ccc/submission. Programa Nacional de Monitoreo Atmosférico. D. 2006. 2000. INE. Knoderer. htm consultada 11/08/2006. CARB. consultada 03 de mayo de 2007. Canada). 1995.iisd. 2004. México. INE. 2007. IISD.fisica. 53 pp.html consultada 16/03/04 y confirmada 28/07/06 http://ecfr. México D.webmet.gob. James. California during Fall 2000/Winter 2001 for the California Regional PM10/PM2. 114 pp. Manual 1: Monitoreo de la calidad del aire.tochtli.http://www.gov/. Bolivar Ana P.F. 1996.. INE-DGCENICA. Estados Unidos. 38 pp. New Zeland. Nacional Air Pollution Surveillance Network. Introducción al monitoreo atmosférico. SEMARNAT.mx/fluidos%20y%20calor/cifras_significativas_y_redondeo. 2007.nilu. Prepared by the Ministry for the Environment 270 . http://www.. Measurement and Assessment [en línea][fecha de consulta: octubre de 2006]. Disponible en: <http://www.5 air quality study. NARSTO (México. México.ine.org/measure/> INE-DGCENICA.gpoaccess. 2000. Charley A. Martínez. MAR. 2001.com/met_monitoring/toc. consultada 04/06/2003 y confirmada 28/07/06.uson. Libro blanco.F. 2000 Good-Practice Guide for Air Quality Monitoring and Data Management. Systems. 1989.J. APT-1 Course 470 Quality Assurance for Air Pollution Monitoring Systems. USEPA. 2000. 2000. C. Journal of the American Medical Association 287(9): 1132-1141. E. SIMMONS. 2006. USEPA. USA. Thurston.T. Guidance on Systematic Planning Using the Data Quality Objectives Process. 121 pp. Quality Assurance Manual for Environmental Sciences.E. and long-term exposure to fine particulate air pollution. 271 . Volume II: Part 1 Ambient Air Quality Monitoring Program. Ito y G. USA. USEPA. Calle. 2002. USA. USEPA. 2002. 381 pp. 1994. USEPA QA/G-7. USEPA. pp 107. Procedimiento: SA/ADDA/GG/01(00). Guidance for Data Quality Assessment.Pope. EPA/240/B-06/001. Guidance on Environmental. USEPA. 1983. 96 pp. USEPA. EPA/600/R-99/080. cardiopulmonary mortality.1. Test Method for the determination of suspended particulates in the atmosphere (High-Volume Method). Data Verification and Data Validation.. Compendium of Methods for Inorganic Air Pollutants Method IO-2. Lung cancer. Guidance on Technical Audits and Related Assessments for Environmental Data Operations. Krewski. 44pp. 1996. Practical Methods for Data Análisis. 1-5. 78 pp. 1983. Quality System Development. 2000. 1998. Adquisición y validación de datos de contaminantes atmosféricos y parámetros meteorológicos. USEPA. M. Kate. D. EPA/240/R-02/004. Quality Assurance Handbook for air pollution mesurements systems. Vols. K. Burnett. 36 pp. Thun.D. Meteorological Monitoring Guidance for Regulatory Modeling Applications. EPA/600/R-96/084. USA. 1999. R. SMA-DF.A. 2000.UNEP/WHO. Nairobi. GEMS/AIR. Zuk M. WHO. Use of the Guidelines in Protecting Public Health. Pp.. Rojas-Bracho. I-IV.G. L. Copenhagen. 1994. 272 . 2000. Tercer Almanaque de datos y tendencias de la calidad del aire en nueve ciudades mexicanas. Use of the Guidelines in Protecting Public Health. WHO Regional Publications. Copenhagen.pdf WHO. pp. Disponible en: http://www. INE-SEMARNAT. 41-55.who. En: Air Quality Guidelines for Europe.euro.Vols. 114 pp. México. Air quality guidelines global update 2005 [en línea]. 41-55. M. 2006. 2007. WHO. Tzintzun-Cervantes.int/Document/E87950. En: Air Quality Guidelines for Europe. United Nations Environmental Programs. WHO Regional Publications. Methodology Review Handbooks. realizar las respectivas calibraciones de estos cuando así se requieran. Los valores aceptados de desviación serán definidos en el PACC de la estación o red. PACC. ANEXOS ANEXO I. siempre y cuando se usen valores de cero y span con un periodo de corto. 273 . no mayor a una o dos semanas. 20 ppb) en span y +/3 ppb en cero. generalmente la respuesta esperada del cero debe ser cero. de una estación o red de monitoreo automática. Sin embargo. pueden ser corregidos.5. Ajuste de datos por resultados de la verificación cero-span Como parte del programa de aseguramiento y control de calidad. así como. Lo anterior ayuda a confirmar frecuentemente que las concentraciones de cada contaminante gaseoso que se están midiendo son reales o presentan alguna desviación. de tal forma que la ecuación 1 se reduce a Datocorregido = ( datocrudo − Az ) × ( As − Az ) (Es ) Es importante resaltar que este ajuste de datos no deberá ser aplicado a aquellos provenientes de equipos de monitoreo de los que se tenga evidencia de un mal funcionamiento. se recomienda disponer de un sistema de calibración dinámica in situ que permita hacer la verificación del cero y span (diaria o semanal) en la respuesta de los equipos de monitoreo de gases. se proponen los siguientes valores límite de desviación: menor al 5% rango de operación del instrumento (por lo general. El ajuste de la serie de datos para el periodo en que se cuente con los valores de respuesta del cero y span. se realiza aplicando la siguiente ecuación de la recta: Datocorregido = (datocrudo − Az ) × Az= Respuesta actual del cero As= Respuesta actual del span Es=Respuesta esperada del cero Ez= Respuesta esperada del span (Es − Ez ) ( As − Az ) En esta ecuación. 8 ppb RMS < 0.5 min. promedio) 0. 274 .4 ppb RMS 0.ANEXO II. promedio) 0.5 RMS (Runs Minimum Samples): Concentración calculada sobre 25 muestras corridas con un mínimo de 7 veces. ± 5 µg/m3 promedio 10 min. promedio) ---20 ppb metano 50 ppb NMHC como propano < 5 µg/m3 (1 hora) < 1 µg/m3 (24 horas) < 5 µg/m3 (1 hora) < 1 µg/m3 (24 horas) Partículas PM2.5 µg/m3 promedio 1 hora. promedio) 0.5 µg/m3 promedio 1 hora. Definición por la USEPA.0 ppb RMS (1 min.4 ppb (1 min.8 ppb (1 min.05 ppmC 0.4 ppb (1 min.04 ppm (0. promedio) 0.050 ppm 0.5 ppb RMS (5 min. Límite de detección equipos Marca TEI 1 ppb 1. promedio) 0.05 ppmC 0.6 ppb RMS 0. Límites de detección de los principales marcas y modelos de equipos de monitoreo de la calidad del aire en México Contaminante Ozono (O3) Bióxido de azufre (SO2) Bióxido de nitrógeno (NO2) Óxido nítrico (NO) Óxidos de nitrógeno (NOx) Monóxido de carbono (CO) Hidrocarburos totales Metanos No metanos Partículas PM10 Límite de detección equipos Marca API-Teledyne < 0. ± 1.05 ppmC ± 5 µg/m3 promedio 10 min.4 ppb RMS 0. ± 1.4 ppb RMS 0. En estos casos es preferible usar otra medida de tendencia central. Algunas veces el analista esta interesado en conocer la posición relativa de una o varias observaciones en relación a todas las observaciones. la cual se denota como x . Este valor cae directamente en la mitad de los datos cuando los datos son ordenas de menor a mayor. La media de la muestra es un promedio aritmético para diseños de muestreo simples. sin embargo para diseños de muestreo complejos la media de la muestra es un promedio aritmético ponderado.ANEXO III Herramientas estadísticas Medidas de posición relativa. Las tres medidas más comunes son: la media (promedio). la mediana y la moda. lo anterior significa que la mitad de los datos son más pequeños que la 275 . Medidas de tendencia central Las medidas de tendencia central caracterizan el centro de los puntos de la muestra. Entre las ventajas y desventajas de la media se encuentran las siguientes: Es fácil de entender y de calcular Siempre existe Es única Refleja todos los valores de la muestra Los valores extremos y datos censurados afectan la media y en algunos casos puede distorsionarla tanto que no represente la tendencia central. Un percentil es el valor del dato que es más grande que o igual a un porcentaje dado de los valores de los datos. Los percentiles son una medida de la posición relativa que es muy útil en el resumen de conjunto de los datos. La medida más comúnmente utilizada como el centro de una muestra es la media. x La mediana de la muestra ( ~ ) es la segunda medida de tendencia central más popular. Entre las ventajas de la mediana se encuentran las siguientes: Es única Es fácil de calcular No se afecta mucho por valores extremos Se puede usar cuando los datos son cualitativos donde las categorías tienen un orden Se puede usar en el caso de datos censurados. el coeficiente de variación y el rango intercuartilico. la varianza.media de la muestra y que la mitad son más grandes que la mitad de la muestra. La moda es muy útil cuando se tienen datos cualitativos. Las medidas de tendencia central son más útiles si están acompañadas por información de cómo los datos se dispersan alrededor de ellas. Medidas de dispersión. Este valor no siempre existe y puede no ser único. se define como la diferencia entre el mayor y menor valor de los datos Para muestras pequeñas el rango es fácil de interpretar y representa adecuadamente la dispersión de los datos. La varianza de la muestra representa que tanto se alejan en promedio las observaciones de un valor fijo (medidas de tendencia central. además de que es menos usado que las otras dos medidas. La moda de la muestra se define como el valor de la muestra que ocurre con más frecuencia. usualmente la media aritmética). Las medidas de dispersión de un conjunto de datos son: el rango. La medida de dispersión más fácil de calcular es el rango de la muestra. La tercera medida de tendencia central de los datos es la moda. Para muestras grandes el rango no da mucha información. La varianza de la muestra es afectada por valores extremos y por datos censurados. La 276 . A la mediana también se le conoce como percentil 50. la desviación estándar. Esta medida hereda las unidades de medición de los datos al cuadrado. dado que considera para su cálculo valores extremos. Mientras más grande. 277 . logarítmica. Si el valor de la correlación lineal es negativo. se dirá que la asociación es inversa. El coeficiente de correlación de Pearson mide la relación lineal entre dos variables y toma valores entre -1 y 1. El coeficiente de variación es usado frecuentemente en aplicaciones de medio ambiente porque la variabilidad (expresada como desviación estandar) es frecuentemente proporcional a la media. Esta estadística descriptiva no depende de los valores extremos y por tanto es más útil cuando los datos incluyen un gran número de datos censurados. El coeficiente de correlación no implica causa y efecto. como es el caso de asociación cuadrática. se puede decir que la correlación entre dos variables es alta y que es fuerte. cúbica. El coeficiente de correlación mide el grado de asociación lineal entre dos variables.desviación estandar es la raíz cuadrada de la varianza y conserva las mismas unidades de medición de los datos originales. Coeficiente de Correlación de Pearson. entre otras. Frecuente en los datos se mide más de una característica (variables) para cada muestra y puede haber interes en conocer la relación o el nivel de asociación entre dos o más de esas variables. el rango intercuartilico es una medida de dispersión más representativa que la desviación estándar. que tan grande es la desviación estándar en relación a la media. más variables son los datos. si es positivo se dirá que la asociación es directa. Cuando el valor de la correlación es cercano a cero. Cuando en un conjunto de dato se tienen valores extremos. Es el número de veces que cabe la media en la desviación estándar. pero no puede decir que una variable cause el incremento o decremento en la otra sin evidencia y un fuerte control estadístico. es decir. El coeficiente de variación es una medida relativa que no depende de las unidades originales de los datos y permite comparar la variabilidad de varios grupos de datos diferentes. Una de las medidas de asociación más comunes es el coeficiente de correlación. considerándose una asociación fuerte si es cercana a 1 o -1. Medidas de asociación. y débil si es casi cero. las variables no presentan asociación o bien presentan algún tipo de asociación no lineal. •Mide el grado de asociación lineal entre dos variables en forma estandarizada •No depende de las unidades de los datos •Es un número entre -1 y 1 r =-1 relación perfecta negativa r =1 relación perfecta positiva r= 0 no hay relación Entre las propiedades del coeficiente de correlación se encuentra que no se ve afectado por cambios en la localización de los datos (sumar o restar o multiplicar una constante a todos los valores de las mediciones X o/y Y). sugiriendo una fuerte tendencia lineal. cuando sólo una moderada tendencia esta presente. El par de rangos de X y Y son los que se utilizan para el calculo del coeficiente de Spearman y se obtiene utilizando la misma formula que para el coeficiente de Pearson. 1 al valor más pequeño. 2 para el segundo valor más pequeño. reemplazando para al calculo del coeficiente de correlación cada valor de X y Y por su rango (es decir. por ejemplo cuando un solo par de valores (X. Esto es. La correlación de Pearson puede ser sensible a la presencia de uno o más valores extremos.). cuando todos los pares (X. etc. tales valores pueden resultar en un correlación alta. Una alternativa al coeficiente de correlación de Pearson es el coeficiente de correlación de Spearman basado en rango. especialmente cuando el tamaño de la muestra es pequeño. pero moderado o pequeño en Y (o viceversa). 278 . También sucede al revés valores extremos pueden enmascarar bajas correlaciones entre valores de X y Y. asignándole. Coeficiente de correlación de Spearman de Rangos.Y) excepto uno o dos tienden a agruparse alrededor de una línea recta y los otros puntos tienen un valor muy grande en X. Dada la influencia de valores extremos se recomienda utilizar junto con el coeficiente de correlación una gráfica de dispersión.Y) tiene valores muy altos para ambas variables mientras el resto de las variables no están correlacionadas. ¿Es bimodal? Si hay alguna tendencia obvia en los datos? Histograma/Gráficas de frecuencia 279 . ¿Es simetrica?. Coeficiente de correlación en una serie de tiempo. precisión y eficiencia. el coeficiente de correlación de la serie puede ser calculado reemplazando la secuencia de la variable por los números 1 a n y calculando el coeficiente de correlación de Pearson con z el valor del dato actual y Y los números de 1 a n. por lo que se convierte en alternativa atractiva o complemente del coeficiente de correlación de Pearson. la correlación entre los valores de los datos es cero.El coeficiente de correlación de Spearman no se verá alterado por transformaciones nolineales crecientes de las X´s o de las Y´s. Al desplegar una gráfica se quiere lo siguiente:Mostrar los datos Evitar distorsionar lo que los datos dicen Presentar un conjunto de datos en un pequeño espacio Hacer coherente un conjunto de datos grande Los datos revelen niveles de detalle a simple vista Al revisar las gráficas se puede determinar:Si los datos son razonables Si hay valores extremadamente altos o extremadamente bajos ¿Qué tipo de distribución tienen los datos?. El coeficiente de correlación de Spearman es menos sensible a los valores extremos que el coeficiente de Pearson. Para un secuencia de puntos en el tiempo. Cuando los datos son verdaderamente independientes. Gráficas Una excelente gráfica estadística es aquella que comunica ideas complejas con claridad. o uno por uno en un renglón. Tanto las gráficas de frecuencia como el histograma usan el mismo principio básico para desplegar los datos: dividir el rango de datos en intervalos. si los datos son sesgados y la dirección del sesgo. Este tipo de gráficas indican además.Dos de los métodos más usados para resumir la distribución de los datos son las gráficas de frecuencia y los histogramas. entonces las estructura de estas gráficas deberá ser simétrica alrededor de un punto central (la media. dichas frecuencias reciben el nombre de frecuencias relativas (fi). El primer paso es determinar el número de intervalos. El histograma y/o la gráfica de frecuencia proveen un medio de evaluar la simetría y variabilidad de los datos. Para dibujar el histograma y/o la gráfica de frecuencia se parte de una tabla de frecuencias o distribución de frecuencias en la cual se organizan y distribuyen los posibles valores de una variable. Dependiendo del tipo de variable. Hay ligeras diferencias entre el histograma y la gráfica de frecuencia. En ambos casos estas agrupaciones se denominan intervalos de clase. no hay una regla para determinar dicho número. en un histograma el área dentro de la barra representa la densidad relativa de los datos. contando el número de datos que caen dentro de cada intervalo y desplegando los datos como la altura o área dentro de una gráfica de barras. no necesariamente los intervalos de clase son de igual tamaño. 280 . Con respecto a las frecuencias absolutas es generalmente útil presentarlas en términos relativos. al número de posibles valores que caen en cada clase se le llama frecuencia absoluta de la clase (Ni). La diferencia entre las dos gráfica se hace notable cuando se utilizan diferentes tamaños de barras. La distribución de frecuencias consiste en formar cuadros resumen de los posibles valores de la variable. en la gráfica de frecuencia. Si los datos son simétricos. los posibles valores se pueden agrupar por su valor (variable discreta) o bien en intervalos predeterminados (variables discretas o continuas). los que pueden agruparse o no. por ejemplo). la altura relativa de las barras representa la densidad relativa de los datos. Al punto medio entre los límites de cada intervalo de clase se le denomina marca de clase. calculando la proporción que del total de posibles valores corresponde a cada valor distinto de la variable o a cada intervalo de clase. El tallo se forma generalmente de los dígitos principales de los valores numéricos mientras que la hoja se forma del arrastre de dígitos en el orden que corresponda al orden de magnitud de izquierda a derecha. dividiendo los grupos de un tallo (es decir. Por lo tanto. Los datos que sean sesgados se verán abultados de la mitad hacia la parte superior de la gráfica y menos datos esparcidos sobre la parte inferior de la gráfica. Los datos que son simétricos se verán de la mitad hacia un lado y hacia el otro como la imagen reflejada en un espejo.Gráfica de tallo y hoja. Es un método útil para guardar información de los datos en una forma compacta además de ordenar los datos del más pequeño al más grande. El tallo es desplegado en el eje vertical y los datos forman la magnitud de izquierda a derecha. La gráfica de tallo y hoja despliega aproximadamente la distribución de los datos. La gráfica de hoja y tallo es utilizada tanto para mostrar la información numérica como de la forma de la distribución de los datos. una gráfica de hoja y tallo es una de las más subjetivas técnicas de visualización de los datos ya que requiere que el analista elija una partición arbitraria con respecto de los datos. La gráfica de hoja y tallo deber ser utilizada para desarrollar una gráfica de los datos y sus características. Una gráfica de hoja y tallo puede ser más útil en el análisis de datos que un histograma. Sin embargo. Cambiar el tallo puede ser conseguido incrementando o decrementando los dígitos que son utilizados. todos los números que comienzan con el numeral 6 pueden ser divididos en grupos más pequeños) o multiplicando los datos por un factor constante (es decir multiplicar los datos por 10 o 100). puesto que no sólo permite una visualizar la distribución de los datos. 281 . la gráfica de tallo y hoja de una distribución normal es aproximadamente una campana. se puede evaluar se los datos son sesgados o son simétricos. esta técnica puede requerir alguna practica o ensayo y error antes de ser útil. Gráficas de caja. Además de la gráfica de tallo y hoja muestra la distribución de los datos. sino que también permite y listar las observaciones en orden de magnitud. Los valores extremos pueden ser colocados en un mismo tallo. Cada observación en la gráfica de hoja y tallo consiste de dos partes: el tallo de la observación y la hoja. Por ejemplo. El ancho de la caja no tiene un significado particular. Una gráfica de caja se encuentra conformada por una caja central dividida por una línea y dos líneas que se extienden fuera de la caja y que se llaman bigotes. y no hace suposiciones acerca del modelo para los datos. sin embargo la gráfica de rangos no contiene tanta información como una de cuantiles. Ambas gráficas pueden ser utilizadas para determinar la densidad de los datos y el sesgo. Una gráfica de caja y bigotes puede ser utilizada para evaluar si los datos tienen una distribución simétrica. La longitud de la caja central indica la dispersión de la masa (volumen) de los datos (el 50% de los datos).Una gráfica de caja o también conocida como de caja y bigotes es un diagrama esquemático útil para visualizar los importantes estadísticas descriptivas de los datos. la cual coincidirá con la media. La gráfica de caja es útil en situaciones en las cuales no es necesario describir todos los detalles de una distribución. 282 . Gráfica del rango de los datos. La gráfica de rangos es más fácil de generar que una gráfica de cuantiles. La mediana de la muestra es la lineal horizontal que atraviesa la caja y la media se denota usualmente con el signo de “+” o “x”. La gráfica del rango de los datos es muy similar a la gráfica de cuantiles que se describirá más adelante. mientras que la longitud de los bigotes muestra que tan extendidas están las distribuciones de las colas. la longitud de los bigotes será de la misma longitud y la cantidad de valores extremos estarán distribuidos de igual manera en cada uno de los lados de la gráfica. la caja puede ser bastante estrecha sin afectar su impacto visual. Los valores extremos en la gráfica ya sean pequeños o grandes se denotan por un “*” o por “_”. interpretar. Si la distribución es simétrica entonces. La gráfica del rango de los datos es una representación útil que es fácil de construir. Además la gráfica del rango de los datos despliega por cada valor de los datos un valor. la apariencia de la gráfica será la siguiente: la caja se vera dividida en dos partes iguales por la mediana. No es necesario hacer alguna elección arbitraria con respecto de los datos para generar sus rangos (como por ejemplo en el histograma). por lo que se considera como una representación gráfica de los datos en lugar de un resumen. género. el primer tipo es una gráfica empírica que involucra los cuantiles de dos variables. cuantos valores caen en las colas. De acuerdo a la forma de la gráfica. Una gráfica de cuantiles es una representación gráfica de los datos.La gráfica de rangos puede ser utilizada para determinar la densidad de los valores de los datos. esta falta de linearidad puede ayudar para determinar el grado de simetría (o asimetría) de los datos desplegados. si caen más en una cola que en otra. como lo hace con los tamaños de celda para el histograma. peso. o diferentes muestras (cada una conteniendo diferentes variables) como altura. Asimismo. Si la gráfica es lineal. El analista no tiene que hacer ningúna elección arbitraria en relación a los datos para construir la gráfica de cuantiles. Si los datos se encuentran arriba de Gráfica para dos o más variables Los datos a menudo consisten en mediciones de diferentes características (variables) para cada punto de los datos. esto es. además. y se obtiene graficando los cuantiles contra una distribución normal usando un papel graficador de probabilidad normal. las desviaciones de la linearidad dan información importante acerca de cómo esta desviada la información respecto a una distribución normal. puede determinar si algunos valores son muy parecidos entre si. Este último es el más usado. por lo tanto. o si los valores están distribuidos uniformemente. una contra la otra. Gráfica de cuantiles. esta da una idea de cómo están distribuidos los datos Gráfica de Probabilidad normal. Por ejemplo una base de datos puede consistir de registros diarios de temperatura de ciudades diferentes. 283 . es una representación gráfica de la información y no es un resumen de ésta. es fácil de construir e interpretar. de lo contrario. Hay dos tipos de gráficas cuantil-cuantil. los datos pueden estar normalmente distribuidos. una gráfica de cuantil presenta cada dato. etc. El segundo tipo es una grafica cuantil-cuantil teórica que involucra el graficar los cuantiles de un grupo de datos contra los cuantiles de una distribución específica. entre otros. Estas representaciones gráficas comienzan con un símbolo específico que representa cada dato. despliega la correlación entre las dos variables. Gráficas para datos individuales Debido a que es difícil visualizar los datos en más dos dimensiones.Para comparar datos individuales. Las gráficas de dispersión son fáciles de construir en muchos paquetes de gráficos computacionales. Los valores remanente de cada variable son entonces proporcionales a la magnitud de cada variable en relación al máximo y al mínimo. muestra también los datos extremos potenciales. Algunos gráficos incluyen perfiles. la magnitud de la proporción es determinada fijando el valor mínimo de cada variable en cero y el máximo en 1. usando el mismo eje para todas las variables. una con más de tres variables es difícil de construir e interpretar. espalda con espalda. tal como las graficas de cuantiles sobrepuestos. Extensiones de la gráfica de dispersión Es fácil construir una gráfica de dispersión en dos dimensiones. Por ejemplo. entonces se modifican las características de esta figura de manera proporcional a la magnitud de cada variable. gráfica de caja y bigote o histogramas de cada variable. diferentes 284 . Asimismo. Gráficas de dispersión de variables altamente correlacionadas linealmente agrupan de forma compacta a lo largo de una línea. Otra técnica útil para comparar dos variables es colocar gráficas de tallo y hoja. sin embargo. patrones no lineales pueden observarse muy fácilmente en una gráfica de este tipo. círculos y estrellas. la mayoría de los gráficos se desarrollan para mostrar múltiples variables para datos individuales que reprsentan cada variable como una pieza distinta de una figura de dos dimensiones. Adicionalmente. Gráfica de dispersión Para grupos de datos de observaciones pareadas donde dos o más variables continuas son medidas para cada muestra. algunos gráficos se han desarrollado para mostrar múltiples variables. por lo tanto. Graficas separadas de cada variable pueden ser traslapadas en una grafica. una gráfica de dispoersión es una de las herramientas más poderosas para analizar la relación entre dos o más variables. este tipo de gráficos muestra la relación que hay entre dos variables. los niveles de ozono tienden a ser mayores en el verano que en el invierno. los niveles de ozono a lo largo del día comúnmente se incrementan hacia el mediodia y descienden por la tarde. Los datos extremos pueden ser fácilmente identificados usando una gráfica de tiempo. Esta gráfica hace fácil de identificar tendencias de corta y larga escala respecto al tiempo. 285 . Gráfica empírica de cuantil-cuantil Una gráfica empírica cuantil cauntil involucra los cuantiles de dos variables entre si. Grafica de tiempo Es una de las gráficas más simples de generar y ofrece una gran cantidad de información. muestra fluctuaciones en periodos pequeños. la correlación entre diferentes periodos estacionales. se usa para comparar distribuciones de dos o mas variables. por ejemplo. este comportamiento se repite día con día. tendencias de correlaciones seriales. una gráfica de tiempo puede también mostrar tendencias de dirección e incrementos de varaiabilidad en el tiempo. mediciones de monitoreo del aire de un contaminante puede ser obtenido cada minuto o cada día. Gráfica para datos temporales Los datos colectados para periodos específicos de tiempo tienen una componente temporal. Ejemplos representaciones de datos temporales incluyen gráficas de tiempo. el analista puede comparar la distribución de plomo y hierro de la misma muestra. correlogramas y variogramas. Por ejemplo. tendencias de dirección y y buscar patrones cíclicos. El analista que revisa la información temporal puede interesarse en las tendencias respecto al tiempo. por ejemplo. aquellos datos que son colectados a intervalos de tiempos regulares son llamados series de tiempo. Tendencias a gran escala como fluctuaciones estacionales aparecen como incrementos o caidas en la gráfica. semanal o mesualmente. Esta gráfica es similar en concepto a la de cuantil-cuantil teórica y genra información similar en relación a la distribución de dos variables en lugar de la distribución de una variable en relación a una distibución fija. por ejemplo.representaciones gráficas han sido desarrolladas para facilitar la visualización de los datos en una gráfica de dispersión consistente en 2 o más variables. El posteo de datos puede revelar errores obvios en la localización de datos e identificar valores de datos que pueden estar en error. múltiples observaciones son tomadas para cada período de tiempo. o un intervalo de confianza para cada promedio con los valores individuales. la gráfica de tiempo descrita anteriormente puede ser usada para mostrar los datos. El gráfico de la 286 . si esto sucede. todas las tendencias espaciales. El correlograma es una gráfica que es usada para mostrar una correlación serial cuando los datos son colectados a iguales espacios de tiempo. Sin embargo. el diseño de una recolección de datos especifica que se deben colectar y analizar 5 muestras de agua para beber cada miércoles durante tres meses. gráficas de dispersión-h y gráficas de contorno. también los datos deberán ser transformados o esta relación deberá ser contada en el análisis de los datos. La función de autocorrelación es un resumen de las correlaciones de datos seriales. desplegar el nivel promedio semanal. Este tipo de gráficos juegan un papel muy importante en análisis geoestadísticos. Una gráfica de tiempo de todos los datos permitirá que el analista determine si la variabilidad para los diferentes periodos de colección varía. y el grado de continuidad entre locaciones vecinas.Gráfica de la función de Autocorrelación (correlograma) Una correlación serial es una medida de la extensión a la cual observaciones sucesivas están relacionadas. símbolos gráficos. Por ejemplo. Múltiples observaciones en un periodo de tiempo Algunas veces en la recolección de datos ambientales. un intervalo de confianza para cada promedio. Las representaciones gráficas para datos espaciales incluyen postings. En este caso. correlogramas. un analista que examina los datos espaciales puede estar interesado en la ubicación de valores extremos. Gráficas para datos espaciales Estas representaciones gráficas de las secciones anteriores pueden ser útiles para exploral espacialmente los datos. Gráficos de postings Una gráfica de postines es un mapa de locaciones a lo largo con valores de datos correspondientes. excepto que en lugar de posteos por valores individuales. Otras representaciones gráficas espaciales Las dos gráficas descritas anteriores proveen de información de los valores extremos del sitio y de las tendencias espaciales. Gráficas de símbolos Para una gran cantidad de datos. Si todos los valores graficados caen cerca de una línea definida quiere decir que estos son muy similares. por ejemplo. Por ejemplo el símbolo ‘0’ puede representar todos los niveles de concentración menores que 100 ppm. el símbolo ‘1’ puede representar todos los niveles de concentración entre 10 y 200 ppm.localizaciones de muestreo proporciona al analista una idea de cómo los datos estan colectados (por ejemplo. ademas. conforme los valores se hagan cada vez menos parecidos la expansión de los datos alrededor de una línea dada 287 . áreas que han sido inaccesibles. separadas un metro. el posteo puede no ser factible y una gráfica de símbolos puede ser usada.Si la mayor parte de las concentraciones elevadas caen en una región de la gráfica. diseño de muestreo). los símbolos son posteados para rangos de valores de datos. Este tipo de gráfica básicamente es igual que un posteo de los datos. etc. Las representaciones gráficas no son descritas en detalle poque estas son usadas más para análisis preliminar geoestadístico. el analista puede considerar al método tal como post-estratificación de datos para contar este hecho en el análisis. y áreas de interés especial para los tomadores de decisión los cuales pueden haber estado sobremuestreadas. Existen otras que permiten al analista ver la continuidad de los datos. La forma en que se extienden los datos indica el grado de continuidad entre los valores en una cierta distancia en una dirección particular. Es a menudo de utilidad marcar los valores más altos y más bajos de los datos para ver si hay alguna tendencia obvia. pueden ser difíciles de desarrollar e interpretar. una gráfica de dispersión-h podría basarse en tonos los pares cuyas locaciones se encuentran hacia el sur. Una gráficas de dispersión-h es una grafica que contiene todos los pares de datos posibles cuyas localizaciones son separadas por una distancia dada y una dirección dada. Las gráficas de contorno son usadas para mostrar todas las tendencias espaciales de los datos. La mayorías de los procedimientos dependen de la densidad de cobertura de la malla (entre mayores densidades.incrementan su outward. 288 . si embargo el correlograma spans a direcciones opuestas de tal forma que u correlograma con una distancia fija al norte es identico al correlogramas con una distancia fija al sur. dará mayor información). Una gráfica de contorno ofrece una de las mejores imágenes de las características espaciales de los datos. interpolando los valores entre los lugares de muestreo. Se pueden construir diferentes gráficas con diferentes distancias para evaluar el cambio de continuidad e una dirección dada. el contorneo a menudo requiere que las fluctuaciones en los valores sean suavizadas. por lo que muchas de sus carácterísticas espaciales no pueden ser observadas. Sin embargo. el mapa de contorno debe ser usado con otras representaciones gráficas de los datos y requiere analistas experimentados para interpretar los hallazgos adecuadamente. Correlogramas espacial es parecido en apariencia a los correlogramas temporales. MANUAL 6 Procedimiento Federal de Auditoría para Sistemas de Monitoreo Atmosférico 289 . 3. Dirección del viento 2. Auditorías de gases.3. 1.1.4. Esquemas y frecuencia de auditorias técnicas para sistemas de monitoreo de la calidad del aire 1.2. 1.3. Velocidad del viento 2.1.2.1. Auditoria técnica del sistema.1.5. Auditoria técnica de funcionamiento. Bibliografía 290 . Auditorías de partículas. Temperatura 2.4.2. 2. Presión atmosférica 3. Procedimiento de auditoria para muestreadores de alto volumen 2.2.1. Procedimientos de auditoria técnicas de funcionamiento para sistemas de monitoreo de la calidad del aire. 2.2.1. 2. Auditoria de datos.2.3.2. Procedimiento de auditoria multigas mediante sistema de dilución – Toma de muestra 2. 2.3.3. Humedad Relativa 2.1.ÍNDICE Introducción 1.2. 1. Procedimiento de auditoria para muestreadores continuos de partículas suspendidas 2. Protocolo para la realización de auditorías. 1. Reporte de auditoría técnica de funcionamiento 1.2. Procedimiento de auditoria multigas mediante sistema de dilución – Analizador 2.3. Procedimiento de auditoria para mediciones meteorológicas 2.2.3. Procedimiento General de Auditoria para Sistemas de Monitoreo Atmosférico.1. El propósito de llevar a cabo una auditoria técnica es el reforzar los programas de Aseguramiento de la Calidad de los Sistemas de Monitoreo Atmosférico con el fin de garantizar el cumplimiento de los lineamientos básicos generales y la aplicación de procedimientos específicos que den como resultado que la información generada cumpla con las características de calidad y cantidad. Para efectos de aplicación de este manual. el objetivo primordial de los sistemas de monitoreo es medir las concentraciones de los contaminantes del aire para determinar el cumplimiento de los criterios de calidad establecidos por las normas oficiales mexicanas que expide la Secretaría de Salud para la protección de la población. En este tipo de auditoria se introducen. PNMA. considera un esquema de auditorias técnicas para evaluar periódicamente el desempeño de los SMCA´s con la finalidad de asegurar la calidad de la información generada. directamente a los analizadores automáticos para 291 .1. se describe el tipo de auditorias que existen: auditorias de sistema. el tipo de auditoria que se llevará a cabo es sólo el de desempeño. se presenta el marco legal vigente relativo al monitoreo de la calidad del aire. En el capítulo 2: Consideraciones Legales. así como las atribuciones que tiene sobre la materia el Instituto Nacional de Ecología y la Dirección General del Centro Nacional de Investigación y Capacitación Ambiental. consistencia y comparabilidad. auditorias de funcionamiento y auditorias de datos. Dada la importancia de los Sistemas de Monitoreo Atmosférico (SMCA´s) para fines de la Gestión de la Calidad del Aire el Programa Nacional de Monitoreo Atmosférico. INTRODUCCIÓN Actualmente. En el capítulo 3: Esquema de auditorias técnicas para sistemas de monitoreo atmosférico. El objetivo de este documento es el de establecer las bases técnicas para instrumentar y realizar un programa nacional de auditorias a los sistemas de monitoreo atmosférico. a la vez que conserve niveles aceptables de representatividad. validez. se presentan los lineamientos generales para elaborar los reportes de auditoria y se establece su frecuencia. se presenta brevemente la forma en que se aplican los procedimientos de auditoria para los parámetros medidos en las redes. Procedimientos de auditoria para sistemas de monitoreo atmosférico. como parámetros meteorológicos. diferentes concentraciones generadas por estándares secundarios y se compara su respuesta. estipula que los gobiernos estatales y municipales “establecerán y operarán. Sistemas de Monitoreo de la calidad del aire. en su fracción VI. 2. con el apoyo técnico en su caso de la secretaría. el Programa Nacional de Monitoreo Atmosférico (PNMA) tiene entre sus metas aplicar herramientas y estrategias para cubrir la demanda de monitoreo atmosférico en los sitios prioritarios. establecer sistemas de control y aseguramiento de calidad así como establecer un sistema de vigilancia por medio de auditorias a nivel nacional. tanto contaminantes gaseosos y partículas. La prueba puede hacerse a través de la toma de muestra de la estación auditada. Los gobiernos locales remitirán a la secretaría los reportes locales de monitoreo atmosférico a fin de que aquella los integre al Sistema Nacional de Información sobre la Calidad del Aire” (SINAICA). SEMARNAT (2001) 292 .contaminantes gaseosos. En este capítulo se muestra un esquema de auditorias para sistemas de monitoreo atmosférico. 2.1 Marco legal El artículo 112 de la Ley General del Equilibrio Ecológico y la Protección al Ambiente. LGEEPA.0 CONSIDERACIONES LEGALES Como se ha mencionado. homologar las prácticas de monitoreo atmosférico. En el capítulo 4. También incluye la auditoria de sensores meteorológicos y de muestreadores manuales o automáticos para partículas suspendidas. 293 . … XVII. bases de diseño y protocolos de operación y manejo de datos de los sistemas de monitoreo atmosférico. A su vez. Emitir opiniones y formular informes técnicos a partir de estudios e investigaciones. en lo referente a la contaminación atmosférica y el monitoreo de la calidad del aire. así como promover. incluye de manera más explicita en el Reglamento Interior de la Secretaría las funciones establecidas para este campo. Las funciones vinculantes de la Dirección General del Centro Nacional de Investigación y capacitación Ambiental (DGCCENICA) con los sistemas de monitoreo atmosférico se expresan en el artículo 115 del Reglamento Interior. supervisar y evaluar la operación y aseguramiento de la calidad de los sistemas de monitoreo atmosférico. el Instituto Nacional de Ecología (INE) como organismo descentralizado de la SEMARNAT. coordinar y supervisar el establecimiento de sistemas de monitoreo de la contaminación atmosférica en las entidades federativas. Proponer a las unidades administrativas competentes de la Secretaría. supervisiones y evaluaciones de sistemas de monitoreo atmosférico. el desarrollo de métodos analíticos y procedimientos de control y aseguramiento de calidad en los procesos de medición y caracterización de contaminantes ambientales. participación en programas de evaluación tecnológicas. Proponer a las unidades administrativas competentes de la Secretaría. especificaciones técnicas. cuando así lo requieran las unidades administrativas competentes de la Secretaría y sus órganos desconcentrados. donde se estipula que la DGCENICA tendrá las siguientes atribuciones”: … III. … X.A nivel federal la responsabilidad de la Gestión de la Calidad del Aire compete esencialmente a la SEMARNAT en concurrencia con la Secretaría de Salud. los sistemas de medición (recolección y análisis de las muestras. Para el caso de los SMA´s el objetivo primordial de un programa de auditoria debe orientarse para asegurar que todos lo datos publicados de calidad del aire provengan de estaciones de monitoreo operadas con personal capacitado. usando métodos aprobados con base a procedimientos bien documentados y mediante el uso de materiales e instrumentos trazables.0 ESQUEMA DE AUDITORIAS TÉCNICAS PARA SISTEMAS DE MONITOREO ATMOSFÉRICO En términos generales “una auditoria es una evaluación sistemática e independiente para determinar si las actividades de calidad y los resultados relacionados cumplen con los requisitos planeados y si esos requisitos son efectivamente implantados y apropiados para lograr los objetivos”. así como una revisión detallada de los 294 . 3.Lo anterior permite que la DGCENICA tenga las facultades necesarias y suficientes para coordinar un programa sistemático de Auditorias técnicas de funcionamiento de los Sistemas Monitoreo Atmosférico del país. donde se revisan tanto los aspectos técnicos. .) La auditoria incluye entrevistas de orden técnico con el personal responsable. así como que dichos resultados sean reportados con los requerimientos de precisión y exactitud adoptados. ej.. p. El programa de auditoria además deberá asegurar que los datos de calidad del aire sean comparables y usados con confianza dentro de los programas de gestión de la calidad del aire que realicen las autoridades ambientales y de salud o en su caso los investigadores y demás interesados.1 Auditoria técnica del sistema Una auditoria técnica del sistema es una revisión completa del Programa de Monitoreo Atmosférico de la organización responsable. etc. procesamiento de datos. 3. elaboración de reportes. D. Revisión de los procedimientos operativos. Revisión de actividades de campo. Funciones y responsabilidades. En general una auditoria técnica de sistema comprende la evaluación de los siguientes elementos: A. iii. Revisión de los formatos de reporte. iii. Capacitación del personal. i. iii. vi. Evaluación de los programas de aseguramiento de calidad Revisión de las políticas. Revisión de los registros diarios de operación. Revisión de prácticas de laboratorio. incluyendo los procesos usados para la obtención de datos. v. Revisión de los formatos de cadena de custodia. Evaluación del personal Nivel y experiencia profesional del personal.) C. 295 . ii. i. Revisión del manejo y tiempo de retención de datos. ii. las instalaciones y la documentación para asegurar el cumplimiento administrativo en términos de aseguramiento de calidad. B. i. ii. v. Inspección de laboratorios e instalaciones de apoyo. iv. Revisión de las estaciones de monitoreo en relación con sus criterios de ubicación y representativida.procedimientos operativos. iv. Evaluación de datos y control de documentos. etc. ii. planes y objetivos de calidad. i. Evaluación de las instalaciones Revisión por medio de cuestionarios y listas de verificación. Revisión de las condiciones ambientales de los laboratorios y estaciones (temperatura. humedad relativa. Revisión de los registros de los documentos de campo. Auditorias de Instrumentos Meteorológicos. Las categorías de auditorias de funcionamiento pueden dividirse de la siguiente manera: A. las cuales se practican para evaluar las respuestas de los sensores contra las obtenidas con instrumentos de referencia trazables o aceptados como tales. Auditorias a través de la toma de muestra.3 Auditoria de Datos En términos generales. analizadores e instrumentos.5 ) donde se verifican los flujos utilizando estándares de transferencia. PM2. tales como calibradores de orificio o medidores de flujo (másicos o volumétricos) certificados. Por lo común el dispositivo de referencia se conecta en serie con el dispositivo de medición de flujo del muestreador y la tasa de flujo se mide en condiciones normales de muestreo. C. aplicables a los diferentes equipos para la determinación de partículas (PM10. un auditoria de calidad de datos debe orientarse a evaluar exhaustivamente los procedimientos usados para recolectar. donde se utilizan cilindros de concentraciones conocidas de gases criterio o de hidrocarburos para corroborar la confiabilidad de la respuesta de los analizadores que se están operando en los SMA´s. 3.iii.2 Auditoria técnica de funcionamiento Las auditorias técnicas de funcionamiento consisten en verificar la respuesta u otros parámetros críticos de operación de los muestreadores. frente a materiales o estándares de referencia. Los criterios de evaluación usados se relacionan con los 296 . interpretar y reportar los datos de calidad del aire. 3. B. Auditorias del flujo de los muestreadores. Revisión del contenido y grado de aplicación de los procedimientos. el auditor debe seleccionar dos periodos de 24 horas de datos de un contaminante en específico para dos temporadas diferentes en el año. Procedimientos de manejo de datos. Procedimientos de revisión. Las auditorias de datos pueden incluir la evaluación de los siguientes aspectos: Registro. Exactitud. El proceso de auditoria depende del tamaño y características de la organización. a) Para monitoreo continuo de contaminantes criterio. Integridad. del volumen de datos procesados y de las características del sistema de adquisición de datos. Un trabajo completo de estas auditorias deben incluir una revisión del proceso desde el inicio de la adquisición de datos hasta el punto en que la información entra al Sistema Nacional de Información de la calidad del aire. almacenamiento y transferencia de datos crudos. Comparabilidad y Representatividad. De 297 . El contaminante y el intervalo de tiempo seleccionado se determina de acuerdo al criterio del auditor. cálculos y validación de hojas electrónicas. b) Para monitoreo manual se deben recalcular cuatro periodos de 24 horas por red de monitoreo. Es importante tener presente que las Auditoria de datos están muy relacionadas con las actividades propias de las Auditorias Técnicas y de funcionamiento así como con los requerimientos de reporte que se establezcan para corroborar la calidad de la información sobre las concentraciones de contaminantes del aire. Selección y discusión de indicadores de calidad de datos incluyendo: Precisión. verificación y validación de datos. El auditor debe escoger los periodos para auditor los datos. En la mayor parte de los casos se selecciona el invierno y el verano.objetivos de calidad de los datos establecidos por el propio SMA que incluyen los procedimientos estadísticos usados para su control. NO2 CO SO2. Los limites de recomendados de aceptación debido a la diferencia entre el dato de entrada y el recalculado durante la fase de auditoria se dan en la siguiente Tabla: Tabla 1.4 Esquemas de auditoria y frecuencia El esquema de Auditorias de Funcionamiento realizadas en campo consisten en la verificación de las respuestas a una determinada cantidad de equipos-instrumentos de cada sistema de monitoreo atmosférico mediante comparaciones con materiales o instrumentos de referencia.0 0-20.0 0-20. ± 0. o 0-50 --------------------------------------------------Límites de tolerancia.3 ppm ± 20 ppb ± 1 ppm ± 2 μg / m3 (*). O3. Se sugiere llevarlas a cabo en dos etapas: Etapa I : Corto plazo Periodo tentativo 2007 . o 0-50 0-0. Etapa II Mediano y largo plazo 2010 en adelante 298 . Criterio de Aceptación para Datos Auditados. y 25 ° C. Expedientes de cinta de Registros. o 0-1. Modo de adquisición de datos.1 μg / m3 * Especifica a 760 mm Hg. incluyendo la acreditación de su laboratorio de calibraciones y transferencia de estándares. 3. o 0-1. ± 3 ppb ± 0.5.forma paralela debe inspeccionar el sistema auditados y revisar los registros existentes. SO2.2010 En una primera etapa las Auditorias de Funcionamiento serían hechas por la DGCENICA después del fortalecimiento de sus capacidades técnicas y de infraestructura. Manual Contaminantes. O3. Recuperación de datos Automático. NO2 CO PST Pb Rango de medida (ppm) 0-0.5. También se debe indicar cual es el tipo de cooperación y de asistencia de la institución. La institución que lleve a cabo los trabajos de auditoria debe preparar un reporte de los sistemas de monitoreo auditados. 299 . Éste deberá incluir información generada por el equipo auditor e incluir material adicional (comentarios e información provista por la institución auditada) para presentar una imagen completa y precisa de la operación y funcionamiento de la red. 3. además de la DGCENICA. Se deberá resaltar las áreas problema que necesitan atención adicional y se deberá describir cualesquiera de las conclusiones significativas así como amplias recomendaciones.Se trata de un resumen del funcionamiento del programa de monitoreo de la Institución auditada. Para aquellos SMA´s que cuenten con un número mayor a cinco analizadores y/o muestreadores por parámetro y/o instrumentos de medición se propone un criterio especifico de una cobertura equivalente mínima de 25% del sistema cada dos años. Como mínimo. el reporte de auditoria debe incluir las siguientes seis secciones: 1) Resumen Ejecutivo. 2) Introducción-Se describe el propósito y alcance de la auditoria y se identifica a los miembros del equipo de Auditoria y personal clave del sistema auditado También se debe indicar cuales instalaciones y sitios de monitoreo fueron visitados y auditados así como las fechas y tiempos de las visitas.A mediano y largo plazo se establecerá un proceso de aprobación de particulares donde los candidatos a realizar dichas Auditorias de Funcionamiento serían. que hayan sido acreditados por la Entidad Mexicana de Acreditación (EMA) La cobertura temporal de las Auditorias de técnicas de Funcionamiento que se propone es: Cada tres años para la totalidad de los analizadores de contaminantes criterio en todas aquellas redes con un número igual o menor a los determinados como críticos para garantizar la calidad de los datos estaciones.5 Reporte de Auditoria. los Laboratorios de Calibración (actuales y futuros) que provean servicios de calibración y/o mantenimiento de analizadores automáticos. Se describen las deficiencias en el diseño de la red o en el establecimiento de la prueba que se hayan detectado durante la Auditoria. Diseño actual de la Red – Se deben incluir aspectos relativos al tamaño de la Red y al número de instituciones que participan en su operación. Se incluye una breve discusión del desempeño de la institución para satisfacer el criterio del 75 % de datos completos. Se incluyen comentarios sobre cualesquiera deficiencias de los procedimientos de Laboratorio. Datos. Se comentan las oportunidades para mejorar las tareas del personal de la agencia y las instalaciones para el proceso y presentación de datos de calidad del aire. la adecuación de las instalaciones y la disponibilidad de materiales estándar trazables y del equipo necesario para llevar a cabo la calibración y ajuste de los instrumentos. La información obtenida durante la Auditoria debe ser organizada usando los rubros y las instrucciones especificadas a continuación. Se indica cuales acciones correctivas se han planeado para corregir estas deficiencias. Se describe brevemente el control y aseguramiento de calidad de las actividades relacionadas con la medición de contaminantes diferentes de los criterio. Instalaciones. Se describe cualquier instrumento no conforme con los requerimientos de las normas vigentes.Resultados de la Auditoria. 300 . B. Se incluye una línea de tiempo de presentación de datos indicando la fracción de datos que se presentan después de 45 días. C. así como el plan de aseguramiento de calidad. A.Se deben presentar suficientes detalles técnicos para permitir un completo entendimiento de los trabajos. Se describe el entrenamiento del personal. para conducir las pruebas y análisis necesarios para implantar los monitoreos. Se resumen las necesidades de la institución para colocar equipos en paralelo con los instrumentos no conformes. personal e instalaciones. Se describen de forma breve las conclusiones de la última auditoria y se resaltan los resultados de los planes correctivos anteriores. Las acciones correctivas que se hayan tomado por mutuo acuerdo deben incluirse en esta sección. Se deben identificar aquellas diferencias encontradas en el proceso de auditoria que afecten tanto la calidad de los datos como las operaciones de la institución.Además se discute cualquier acción necesaria para remediar y mejorar el reporte de datos. La exactitud para los otros contaminantes debe ser menor a ± 15%. 5) Apéndices de la Documentación de soporte – Consisten en copias limpias y legibles de los cuestionarios empleados así como cualesquiera de los formatos empleados en la Auditoria y la documentación adicional que deba incluirse porque contribuye significativamente a un mayor entendimiento de los resultados de la Auditoria. 301 . Se incluye la aprobación de estas propiedades. . Se comentan las propiedades del Plan de Aseguramiento de la Calidad del sistema de monitoreo. 4) Conclusiones y Recomendaciones – Se deben centrar sobre el funcionamiento del programa local de monitoreo. Aseguramiento y Control de Calidad. La exactitud para PST debe ser menor al ± 10%. Se incluyen comentarios sobre los resultados de la auditoria y sobre cualesquiera acciones correctivas realizadas. Se discute la adecuación y documentación de los reportes de información. Se indica la frecuencia de participación en el Programa de Auditoria. D. 3) Discusión. Para comparar el desempeño del sistema de monitoreo durante los últimos dos años éste se describe brevemente y se presenta en un resumen tabulado.Se incluye una descripción de la manera en que se están interpretando los resultados de la Auditoria. Deben tomarse en cuenta la mayor parte de las áreas problema. Como una meta se establece que los límites de probabilidad deben ser de un 95% en cuanto a precisión para todos los contaminantes. Se deberá dar seguimiento a las recomendaciones de acción correctiva que surjan. sus cambios recientes y en general se discute la consistencia entre los procedimientos de operación estándar y el plan de aseguramiento de la Calidad. 4. Los formatos que muestran las concentraciones auditadas. titulación en fase gaseosa . 3. .0 PROCEDIMIENTOS DE AUDITORIA PARA SISTEMAS DE MONITOREO ATMOSFÉRICO El beneficio primordial de una auditoria técnica de desempeño es que permite validar y documentar los datos generados por un sistema de monitoreo. incluyendo la política de la Auditoria e instrucciones especiales. Tabla 2. En la siguiente tabla se muestra el principio empleado para el desarrollo de la auditoria. fotometría en el ultravioleta y medición de flujo. 5. Al concluir la Auditoria el auditor debe discutir los resultados auditados con el operador del sitio o con el representante. Fotometría en el Ultravioleta Medición de la Velocidad del Flujo 1. Contaminante Dióxido de Azufre SO2 Dióxido de Nitrógeno NO2 Monóxido de carbono CO Ozono O3 Partículas Suspendidas Totales Procedimiento de Auditoria Dilución Dinámica –Cilindro con Gas Comprimido Titulación en Fase Gaseosa Dilución Dinámica –Cilindro con Gas comprimido Cilindros con Gas Comprimido Múltiple. Al término de la auditoria el operador de la estación debe firmar un documento en el que reconoce que el auditor ha completado los trabajos correspondientes. 2. En los procedimientos se usan los principios de dilución dinámica. La auditoria se lleva a cabo si los datos de calibración de los analizadores o muestreadores que están siendo auditados están disponibles. las respuestas de los equipos auditados y otros datos 302 . Metodología para la auditoria de los contaminantes atmosféricos. Antes de la Auditoria el equipo auditor debe entregar a la institución auditada un protocolo general de procedimientos. La auditoria se lleva a cabo si está presente el operador o el representante del sitio y existe un permiso por escrito para hacerla. 4. Cada auditor debe tener una lista de revisión y de control de calidad o bien un procedimiento específico que pueda usarse para verificar la integridad del sistema. La institución que opera el sistema de monitoreo. 3. En este formato se debe indicar que los resultados no son oficiales hasta que el reporte final sea entregado. 4. el auditor debe contactar al personal del sistema de monitoreo tan pronto sea posible para dar aviso del fin de los trabajos. Al llegar al sitio de la Auditoria. La dirección del sitio. el auditor debe registrar los siguientes datos: 1. 6. Si el operador o representante del sitio no se encuentra en el momento de la conclusión de la auditoria. El auditor debe documentar la verificación de su equipo antes y después de la auditoria. sensores de presión y de temperatura deben ser referenciados a estándares primarios o a estándares de referencia. Tipo de calibración usado en la estación y procedimientos generales de operación. Esta verificación incluye calibración y la trazabilidad de los datos. El auditor debe usar procedimientos específicos. Esta información y el registro escrito de la auditoria deben mantenerse en una bitácora o en una carpeta que se ubique en un lugar seguro. 7. 2. 10. todo el equipo debe ser inspeccionado para detectar cualquier daño sufrido durante el transporte. Antes de comenzar la Auditoria. aparatos de medición de flujo. El auditor debe también marcar el dato registrado con una bandera para 303 . El tipo de analizador que esta siendo auditado. Estos datos se usarán más tarde para determinar las causas de discrepancia entre las concentraciones determinadas por el auditor y las determinadas por los responsables de la estación. incluyendo estándares de gases. 8. Cualquier desviación de éstos debe ser aprobado por la institución que ejecuta la auditoria.pertinentes registrados por el auditor deben entregarse al responsable de la estación. Todo el equipo auditado y los estándares. Antes de que el auditor deje la estación debe hacer los cálculos de la Auditoria para asegurar que no existen diferencias ni inconsistencias en los datos.verificar que estuvo llevando a cabo su función y para prevenir que el dato auditado sea confundido con los datos de monitoreo de calidad del aire. vii. v. iv. 4. Las respuestas analógicas deben ser convertidas por el operador de la estación a unidades de ingeniería (por ejemplo: ppm o μg /m3 ) usando los mismos procedimientos empleados para convertir los datos a concentración real. del operador de la estación . vi. bióxido de nitrógeno. Se puede auditar de manera simultánea un máximo de dos analizadores. ozono y bióxido de azufre se emplea un sistema de dilución de gas que cuenta con un generador interno de ozono. del equipo y de los procedimientos. Procedimiento de auditoria para CO y SO2 Procedimiento de auditoria para NO/NO2 Procedimiento de auditoria para O3 Elaboración de formatos 304 . óxido nítrico. Antes de desconectar un monitor o muestreador del modo de monitoreo de aire ambiente el operador de la estación tiene que hacer una nota en el sistema de adquisición del datos para indicar que se está ejecutando una Auditoria. iii. ii. Al completar la Auditoria todo el equipo de monitoreo debe ser reconectado o regresado a la configuración registrada antes de iniciar la Auditoria. Preparación del equipo de auditoria. Estabilización del regulador del cilindro de gas. El procedimiento consta de siete pasos: i. Estabilización del sistema de dilución de gases.1 Procedimiento de auditoria multigas mediante sistema de dilución – analizador Para realizar la auditoria de analizadores de monóxido de carbono. Este procedimiento permite una evaluación del sistema total de monitoreo. usando un generador de aire cero Sabio y aire cero de grado ultra puro. y CH4 . El API 300e responde al nivel de CO presente en las muestras de gas diluido y se usa para auditar analizadores de CO y para determinar la concentración real de otros gases presentes en los cilindros de mezcla. Estas mezclas de gas también sirven para probar la integridad de todo el sistema de muestreo. 4. Para controlar la dilución de los gases (CO. Después de la calibración. se usa un calibrador de gas marca Sabio 1010 . Para determinar las concentraciones reales de ozono se usa un analizador marca API 400.2 Procedimiento de auditoria multigas mediante sistema de dilución – toma de muestra Una de las formas de auditar instrumentos de medición de la calidad del aire es mediante la dilución de cantidades conocidas de gases trazables e introducirlas a través de la toma de muestra de la estación de monitoreo atmosférico a una tasa de 16 litros por minuto hasta alcanzar concentraciones conocidas de los contaminantes a niveles ambiente. NO.3 Procedimiento de auditoria para determinaciones meteorológicas 305 .4. Para auditar el monóxido de carbono se calibra un analizador marca API 300e en dos concentraciones conocidas (7 ppm y 40 ppm ) y en cero. CO y C3 H8) de alta concentración contenidos en cilindros. CO y H2S . SO2. El calibrador está también equipado con un generador de ozono para auditar analizadores de ozono. se usa el analizador API 300e para trazar el nivel de CO presente en las subsecuentes muestras de gas diluido. Los gases y estándares de transferencia usados en las auditorias son certificados anualmente de manera interna por el Laboratorio de Calibraciones y Transferencia de Estándares del Instituto Nacional de Ecología dentro del marco del Programa Nacional de Monitoreo Atmosférico. 1 Velocidad del viento Los sensores de velocidad del viento por lo general utilizan un ensamble de copas o propelas giratorias tanto en el eje vertical como en el horizontal..3. 4. 4. Un operador familiarizado con el equipo meteorológico debe estar presente durante la auditoria para hacer los movimientos requeridos en la torre y en los sensores. Esto produce un giro.. En este caso.Este procedimiento incluye cinco procedimientos individuales para la auditoria de sensores meteorológicos.2 Dirección del viento Los sensores de dirección del viento indican la dirección desde la cual el viento sopla éste. Una vez superado el estado de reposo existe una correlación lineal entre la velocidad de rotación y la velocidad del viento. La velocidad de rotación se convierte en velocidad del viento mediante un transductor. Cuando la propela rotaen sentido contrario. Los sensores de velocidad del viento vertical emplean una propela helicoidal de cuatro paletas. la conversión de las revoluciones por minuto en velocidad del viento y el cambio de signo de la polaridad. la polaridad de la señal se invierte. la auditoria permite verificar la fuerza necesaria para superar el estado de reposo del sensor. La auditoria de un sensor de velocidad del viento permite verificar físicamente que: 1) Éste no ha sufrido cambios y que 2) el transductor está convirtiendo de forma adecuada la velocidad de rotación (rpm) en velocidad del viento.3. el cual es realizado a baja fricción empleando rodamientos de precisión. 306 . Debido a la forma aerodinámica de las copas la presión del viento se convierte en fuerza de torque. Un generador de tacómetro miniatura produce un voltaje proporcional a la componente del viento en esa dirección. Esto produce una dirección de giro tanto positiva como negativa. Las auditorias de orientación del sensor de dirección de viento y de su exactitud se hacen con el sensor montado en la torre meteorológica. El sensor puede ser un termistor.3. la operación eficiente de los rodamientos y la función correcta del potenciómetro son factores que afectan la calidad de los datos de dirección del viento. el sensor de temperatura de referencia debe colocarse tan cerca como sea posible del sensor de temperatura de la estación (al menos a unos 10 cm). Se deben registrar tres lecturas de cada sensor y los resultados deben compararse. La fuerza mínima para girar el sensor se determina por la relación entre la forma. Si éste no puede ser sumergido en agua. Los resultados de cada equipo de medición se comparan para determinar la exactitud del sensor de temperatura de la estación. Se recomienda el uso de un motor aspirador para reducir al mínimo los factores de error potencial debido a la radiación. Por lo tanto. Un operador de la 307 . 4.3 Temperatura Para aplicaciones de calidad del aire la temperatura ambiente se mide con un sensor de temperatura. La auditoria del torque de inicio se hace con el sensor desmontado. una resistencia detectora de temperatura o un termopar. ambiente y caliente ). la aplicación de auditorias a sensores de dirección del viento permite cuantificar la correcta función de estos componentes. Los sensores de dirección del viento utilizan una veleta situada en el eje vertical para detectarla. El sensor debe ser colocado dentro de un escudo de radiación para protegerlo de los efectos del calentamiento solar y las variaciones del viento. El viento aplica una fuerza a ésta forzando al montaje a girar buscando la posición de fuerza mínima. el tamaño y la distancia desde el eje de rotación de la veleta y los rodamientos y requerimientos del torque del potenciómetro. Un operador de la estación familiarizado con el equipo meteorológico debe estar presente durante la auditoria para hacer las manipulaciones requeridas en la torre y en los sensores. El potenciómetro produce un voltaje de salida proporcional a la dirección del viento. La orientación apropiada del sensor.La dirección del viento se expresa como un ángulo de azimut en un círculo de 360 ° donde 0° o 360° indica el Norte y 180° indica el Sur. El eje del sensor está montado sobre rodamientos de precisión y está conectado a un potenciómetro de bajo torque. El sensor de temperatura ambiente que se va a auditar es removido del escudo de radiación e introducido junto con el termistor de referencia en un baño maría a tres temperaturas ( frío. La cantidad de humedad relativa es una variable que es afectada por las condiciones atmosféricas y éstas pueden variar considerablemente dependiendo de las condiciones climatológicas. Un operador de la estación familiarizado con el equipo meteorológico debe estar presente durante la auditoria para realizar las manipulaciones requeridas en la torre y en los sensores. 4. Por lo tanto.3. Esto representa aproximadamente 1 % de la presión estándar (760 mm Hg) o 100 metros en elevación. es crítico que el instrumento de referencia se encuentre tan cerca del sensor de la estación como sea posible. El barómetro está construido de acero inoxidable y está sellado herméticamente para proveer un alto grado de estabilidad.por lo general. Los valores de la pendiente y la ordenada al origen son aplicados al 308 . Se recomienda un nivel de exactitud en la medición de 10 mb (7. Se conecta un transductor a una fuente de energía eléctrica lo que produce un voltaje proporcional a la presión atmosférica.1% en la escala total. y 90%). Este valor aparece desplegado en la pantalla de cristal líquido.3.4 Humedad Relativa Humedad relativa es el término empleado para describir el contenido de vapor de agua en el aire. Otra forma de comparar ambos sensores es insertándolos dentro de un generador de humedad relativa y generar tres niveles de humedad (30%. Lo anterior representa cierta dificultad para llevar a cabo la auditoria de este tipo de sensores. 4. 60%.50 mm Hg ) .5 Presión atmosférica Los datos de presión barométrica pueden usarse en modelos y son indispensables para corregir las mediciones ambiente a condiciones estándar (25 ° C y 760 milímetros de mercurio). La auditoria de un medidor de presión atmosférica se hace por medio de un barómetro con una exactitud de 0. La humedad relativa ( RH ) es la proporción de vapor de agua existente en el aire a una temperatura dada o a la máxima cantidad que podría existir a una temperatura dada.estación familiarizado con el equipo meteorológico debe estar presente durante la auditoria para realizar las manipulaciones requeridas en la torre y en los sensores. Este valor se expresa . en porciento de humedad relativa ( % HR ). 13 m3/min (40.0 CFM) a condiciones reales.13 m3/min (40. con manómetro tipo U. El intervalo aceptable de fluctuación de flujo es ±10 % de ese valor conforme a las especificaciones del fabricante. c) El estándar certificado de transferencia que se usa para la auditoria es un calibrador de placas de orificio u orificio variable marca BGI. El muestreador volumétrico de flujo controlado utiliza un orificio crítico para el control de flujo y registrador de flujo. Se requiere que la respuesta se encuentre dentro de los 2.resultado final el cual se comparacon el sensor de presión de la estación. Este equipo es trazable a instrumentos del Laboratorio de Calibración y Transferencia de Estándares del INE y se certifica anualmente. Las técnicas de auditoria pueden variar entre los diferentes modelos de muestreadores por la diferencia en los intervalos de flujo requeridos.. 4.0 CFM).4 Procedimiento de auditoria para muestreadores de alto volumen Los procedimientos de auditoria proporcionados son específicos para muestreadores de alto volumen para partículas suspendidas con diámetro aerodinámico igual o menor a 10 micrómetros (PM10). no está equipado con b) La entrada del muestreador está diseñada para operar con un flujo volumétrico de 1. aunque esa opción esté disponible.25 mmHg del valor real. Para este procedimiento se asumen las siguientes condiciones: a) El muestreador de flujo másico controlado utiliza un sensor para ajustar la tasa de flujo controlando la potencia del motor y por lo general está equipado con un registrador de carta de flujo. 309 . en los dispositivos de control de flujo y en la configuración de los muestreadores. En algunos casos el intervalo del flujo real debe ser corregido por la elevación del sitio. Éstos están equipados con entradas seleccionadoras de tamaño que requieren una tasa de flujo real de 1. El primero determina la exactitud del flujo indicado por el instrumento mediante la comparación con el flujo medido por un 310 . serie 1400a y el monitor de atenuación de radiación Beta (BAM) de la marca Met One mod 1020. Éstos operan a una tasa de flujo de 16. No es posible realizar una evaluación completa de los sistemas de monitoreo continuo de partículas debido a que no hay estándares de comparación disponibles. 4. El procedimiento descrito genera dos estimaciones cuantitativas del desempeño de un monitor continuo de PM10: el porcentaje de diferencia de la tasa de flujo auditada y el porcentaje de la tasa de flujo de diseño. (ft3/min.5 Procedimiento de auditoria para muestreadores continuos para partículas suspendidas Existen dos tipos principales de monitores continuos para partículas suspendidas (PM10) que operan en las redes de monitoreo atmosférico en México. Las técnicas de auditoria pueden cambiar ligeramente debido a algunas diferencias en la configuración y en el software del muestreador.d) La relación de calibración para un calibrador de orifico variable (auditor) se expresa en términos del intervalo del flujo volumétrico verdadero (Qc) en las unidades indicadas por el equipo.67 lpm. Los procedimientos que se muestran son aplicables al equipo TEOM de la marca Rupprecht & Patashnick. La evaluación de la exactitud de la tasa de flujo se logra mediante una auditoria. e) Los procedimientos de auditoria de funcionamiento para los muestreadores varían debido a las diferencias en formas de operación. Las auditorias de flujo se hacen para asegurar que dentro del cabezal de entrada se mantiene un flujo apropiado para llevar a cabo la separación de las partículas que entran. El objetivo primordial de un programa de auditoria es identificar errores en el sistema que puedan generar datos de baja calidad o datos inválidos. esto es pies cúbicos por minuto o CFM. El porcentaje entre los valores de flujo del instrumento medidos por el estándar de transferencia determina la exactitud de la fuente de medición designada en condiciones normales de operación. 311 . sino que permite que el operador explique la causa de las discrepancias entre los resultados de la auditoria y la respuesta del equipo auditado.estándar de transferencia. El operador de la estación debe de encontrarse durante la auditoria. Esta práctica no solamente contribuye a la integridad de los trabajos. Revised July of 1999. Volume V Audit Procedures Manual for Air Quality Monitoring. Performance Audit Procedures For Meteorological Sensors. Volume 1: A Field Guide to Environmental Quality Assurance EPA. 312 . Parts 53 to 59. Quality Assurance Section. Volume 5. August 2002 Monitoring and Laboratory Division. Performance Audit Procedures For Trough The Probe Criteria Audits. 4. State of California Air Resources Board. 7. SEMARNAT (2001). 3. March 2004 Monitoring and Laboratory Division. Goverment. Quality Assurance Section.S. Performance Audit Procedures For Continuous PM10 Monitors. Diario Oficial del 31. Chapter I. Reglamento Interno de la SEMARNAT. 8. Diario Oficial del 21 de enero del 2003. State of California Air Resources Board. 6. 5. Appendix E.BIBLIOGRAFIA 1. Appendix V. Ley General del Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente. 2. SEMARNAT (2003). Volume V Audit Procedures Manual for Air Quality Monitoring.de diciembre de 2001. United States Environmental Protection Agency Office of Research and Development April 1994. Quality Assurance Handbook for Air Pollution Measurement Systems. Appendix S. United States Environmental Protection Agency Office of Research and Development. Environmental Protection Agency. part 58. Títle 40. March 2002 Monitoring and Laboratory Division. Volume V Audit Procedures Manual for Air Quality Monitoring. Quality Assurance Handbook for Air Pollution Measurement Systems Volume II: Part 1. Quality Assurance Section. U. State of California Air Resources Board. Code of Federal Regulations.