Autores: Odoardo Álvarez, Roberto Illera. Unidad de Química y Ambiente. Centro de Tecnología de Materiales (CTM). FIIIDT.
1. INTRODUCCIÓN.
Tiara es un pueblo rural ubicado en el municipio Santos Michelena del Edo. Aragua, las principales actividades económicas realizadas por la población desde su fundación han sido la agricultura, la ganadería y en menor grado el turismo. En el año 2000 inicia operaciones, a una distancia de cinco Km aproximadamente, la empresa Minera Loma de Níquel, empresa encargada de explotar y procesar mineral de níquel para la obtención de ferroníquel, una aleación que contiene 27% de níquel y 73 % de hierro aproximadamente.
A raíz de una denuncia hecha por la comisión de ambiente de la población de Tiara a través del diario El Universal 1, acerca del impacto ambiental que produce las actividades desarrolladas por la empresa Minera Loma de Níquel, la Unidad de Química y Ambiente, del Centro de Tecnología de los Materiales (CTM) de la Fundación Instituto de Ingeniería (FII) propuso realizar un estudio de las Partículas Totales Suspendidas, PTS, en la atmósfera, en la población de Tiara, con la finalidad de determinar si las actividades industriales de la zona generan algún impacto en la calidad del aire del pueblo.
2. OBJETIVOS.
Los objetivos planteados durante esta investigación se describen a continuación:
- Diseñar un muestreo anual que permita captar las PTS en la atmósfera durante los períodos de sequía y lluvia en Tiara, ubicando en la zona cinco muestreadores de Alto volumen.
- Determinar la concentración de PTS en la atmósfera.
- Analizar la composición química de las PTS de acuerdo a la metodología EPA, empleando la técnica de absorción atómica
- Aplicar la correlaciona de Pearson a los datos obtenidos por absorción atómica.
- Evaluar los resultados obtenidos de acuerdo a lo que establece la normativa legal venezolana, Decreto 638 2, y los valores guías referenciales internacionales 3, 4
La figura 1 ilustra el área bajo estudio y la localización de las estaciones de muestreo.
3. Metodología de muestreo.
La recolección y determinación de las PTS se efectúo de acuerdo a lo señalado en la norma venezolana COVENIN 2060-1996 5, estableciendo un período de muestreo comprendido entre los meses de febrero y octubre de 2006, con la finalidad de cubrir los períodos de lluvia y sequía. La frecuencia del muestreo se realizó de acuerdo a lo estipulado en el artículo seis del Decreto 638 2, tomando una muestra cada seis días. Se emplearon filtros de celulosa con una eficiencia de recolección de 58% de partículas de 0,3 mm de diámetro, con bajo contenido de ceniza y metales, óptimo para el análisis de fases cristalinas por difracción de rayos X. Los filtros fueron acondicionados antes y después de ser expuestos de acuerdo a las condiciones de laboratorio, 20 ° C y 50 % de humedad relativa aproximadamente, tal como lo indica la norma COVENIN 2060-1996.
Descripción de los equipos de muestreo y captación de las PTS.
El muestreo se realizó empleando equipos de Alto Volumen, marca Grasby-Andersen modelo 2000H capaz de colectar partículas de 100 μm y menos. Los equipos constan de una carcasa protectora de aluminio anodizado, una base para filtros de 8” x 10”, un motor extractor capaz de generar flujo entre 40 y 60 pie cúbicos por minuto, un contador de tiempo mecánico de siete días, un indicador de tiempo transcurrido acoplado a un selector de flujo y un registrador de flujo continuo. La ubicación de los equipos se realizó estableciendo como prioritario la disponibilidad de energía y su integridad física.
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La estación CTM-030 se colocó en el solar trasero de una casa propiedad de la Sra. Expedita Gámez, ubicada en la calle Bolívar en el casco central de Tiara, a una altitud de 650 msnm. La estación fue dispuesta sobre una estructura metálica a una altura de 2,5 m del suelo aproximadamente. En la figura 2 se ilustra la ubicación de la estación.
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La estación CTM-031 se colocó en el solar lateral de una casa propiedad de la Sra. Izamar Martínez ubicada en la calle Monseñor Peña en el casco central de Tiara, a una altitud de 645 msnm. La estación fue dispuesta sobre un andamio a una altura de 2,0 m del suelo aproximadamente. En la figura 3 se ilustra la ubicación de la estación. |
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La estación CTM-032 se colocó en el solar lateral de una casa propiedad de la Sra. Edmunda Sumoza ubicada en la calle Bolívar cerca del casco central de Tiara, a una altitud de 625 msnm. La estación fue dispuesta sobre un andamio a una altura de 2,0 m del suelo aproximadamente. En la figura 4 se ilustra la ubicación de la estación. |
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La estación CTM-034 se colocó en el solar lateral de una casa propiedad de la Sra. Rosaura Baggi ubicada en la calle principal de la vía hacia El Castaño, a una altitud de 615 msnm. La estación fue dispuesta sobre un andamio a una altura de 2,0 m del suelo aproximadamente. En la figura 5 se ilustra la ubicación de la estación. |
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La estación CTM-035 se colocó en los terrenos de la Hacienda El Samán propiedad de la familia Díaz Lozano ubicada en la Carretera Nacional en la población de Tiarita a una distancia de 2-3 Km de Tiara, a una altitud de 685 msnm. La estación fue dispuesta sobre un andamio a una altura de 2,0 m del suelo aproximadamente. En la figura 6 se ilustra la ubicación de la estación. |
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Espectroscopia de Absorción Atómica
- La preparación y extracción del material particulado del filtro se realizó de acuerdo al Compendio de Métodos IO-3.1 para la Determinación de Compuestos Inorgánicos en Aire de la US EPA 6
- La determinación de hierro y níquel en las PTS se realizó por EAA de acuerdo al Compendio de Métodos IO-3.2, para la Determinación de Compuestos Inorgánicos en Aire de la US EPA 7
Se utilizó un espectrofotómetro de absorción atómica de flama, marca Varian, modelo SpectrAA-20.
RESULTADOS
Determinación de la concentración de PTS.
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La tabla 1 contiene la concentración de PTS en la atmósfera en la población de Tiara
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Tabla 1. Concentración de PTS en cada estación durante el lapso de muestreo en Tiara. |
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FECHA |
CONCENTRACIÓN DE PTS EN LA ATMÓSFERA (µg/m3) |
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ESTACIÓN |
ESTACIÓN |
ESTACIÓN |
ESTACIÓN |
ESTACIÓN |
|
|
CTM-030 |
CTM-031 |
CTM-032 |
CTM-034 |
CTM-035 |
|
|
01/02/2006 |
8 |
9 |
16 |
29 |
2 |
|
02/02/2006 |
43 |
27 |
32 |
23 |
32 |
|
03/02/2006 |
44 |
24 |
29 |
49 |
29 |
|
10/02/2006 |
51 |
38 |
48 |
55 |
—————– |
|
16/02/2006 |
27 |
61 |
79 |
112 |
54 |
|
22/02/2006 |
81 |
66 |
86 |
94 |
—————– |
|
03/03/2006 |
59 |
40 |
68 |
67 |
42 |
|
09/03/2006 |
23 |
—————– |
—————– |
—————– |
12 |
|
15/03/2006 |
38 |
11 |
24 |
—————– |
2 |
|
21/03/2006 |
112 |
72 |
89 |
133 |
51 |
|
28/03/2006 |
142 |
79 |
123 |
206 |
—————– |
|
06/04/2006 |
95 |
94 |
114 |
136 |
—————– |
|
11/04/2006 |
134 |
99 |
98 |
202 |
—————– |
|
18/04/2006 |
—————– |
61 |
66 |
117 |
70 |
|
25/04/2006 |
73 |
84 |
70 |
133 |
35 |
|
11/05/2006 |
21 |
10 |
47 |
67 |
67 |
|
19/05/2006 |
25 |
10 |
27 |
20 |
13 |
|
23/05/2006 |
73 |
69 |
110 |
63 |
73 |
|
30/05/2006 |
44 |
67 |
71 |
117 |
7 |
|
07/06/2006 |
37 |
43 |
52 |
45 |
—————– |
|
14/06/2006 |
23 |
4 |
46 |
69 |
—————– |
|
20/06/2006 |
39 |
28 |
56 |
56 |
25 |
|
28/06/2006 |
14 |
—————– |
9 |
13 |
13 |
|
07/07/2006 |
15 |
27 |
40 |
—————– |
17 |
|
14/07/2006 |
45 |
31 |
65 |
—————– |
39 |
|
20/07/2006 |
43 |
43 |
70 |
44 |
42 |
|
26/07/2006 |
62 |
—————– |
74 |
84 |
52 |
|
03/08/2006 |
38 |
12 |
56 |
19 |
12 |
|
10/08/2006 |
57 |
41 |
81 |
38 |
41 |
|
18/08/2006 |
—————– |
38 |
51 |
—————– |
—————– |
|
23/08/2006 |
56 |
56 |
65 |
54 |
51 |
|
31/08/2006 |
—————– |
70 |
69 |
91 |
70 |
|
14/09/2006 |
75 |
44 |
96 |
63 |
58 |
|
27/09/2006 |
23 |
23 |
42 |
42 |
17 |
|
03/10/2006 |
25 |
26 |
38 |
22 |
14 |
|
Promedio Anual |
54 |
44 |
64 |
70 |
35 |
|
Promedio Sequía |
66 |
55 |
67 |
104 |
36 |
|
Promedio Lluvia |
40 |
36 |
58 |
53 |
34 |
La tabla 1 contiene los valores de concentración de PTS obtenidas para cada estación durante el lapso de muestreo. Las concentraciones más altas se registraron durante el período de sequía el cual transcurrió, aproximadamente, del 01/02/2006 al 11/05/2006, el comportamiento observado es consecuencia, principalmente, de las escasas precipitaciones características de este período. Las partícula generadas hacia el aire tiende a permanecer mayor tiempo en suspensión y a desplazase a mayores distancias debido, a la acción del viento.
En el período de lluvia la concentración de PTS muestra una tendencia a disminuir consecuencia, por supuesto, de las precipitaciones, las que ocasionan el asentamiento de las partículas suspendidas en la atmósfera. Se midieron parámetros meteorológicos ente el 24/05/06 y 14/07/06, período durante el cual se dispuso de una estación meteorológica, colocada en el casco central de Tiara, que evaluó el inicio de la época lluviosa. De acuerdo a los datos obtenidos en este lapso, la dirección del viento predominante fue E-ENE con velocidades que oscilaron, en promedio, entre los 0,6 y 4,5 Km/h. Además, se registraron valores promedios de temperatura, humedad relativa, radiación solar y precipitación, correspondientes a: 24 ° C, 80%, 150 W/m2 y 0,07 mm respectivamente. Las poblaciones de Tiara y Tiarita se encuentran ubicadas, respecto a la principal actividad industrial de la zona (Minera Loma de Níquel), a menor altitud, y en barlovento respecto a sus procesos industriales y zonas de explotación, estas condiciones permiten que el transporte y dispersión de partículas generadas por esta fuente se hallen fuertemente influenciado por la acción del viento, específicamente por su velocidad y dirección. Durante el tiempo en que se llevó a cabo el muestreo se observó, en varias oportunidades, que la dirección de las plumas emitidas por las chimeneas de la empresa, se orientaron la mayor parte del tiempo en dirección a las poblaciones de Tiarita y Tiara.
En la tabla 2 se observan los porcentajes de excedencia de PTS obtenidos en las diferentes estaciones de muestreo y los establecidos por la norma legal venezolana, Decreto 638.
Tabla 2. Porcentajes de excedencias obtenidos y permitidos.
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Límite (mg/m3) |
Decreto 638 Porcentajes de Excedencias
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Porcentajes de excedencias obtenidos durante el lapso de muestreo |
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Estación CTM-030 |
Estación CTM-031 |
Estación CTM-032 |
Estación CTM-034 |
Estación CTM-035 |
||
|
75 |
50 |
19 |
13 |
26 |
37 |
0 |
|
150 |
5 |
0 |
0 |
0 |
7 |
0 |
|
200 |
2 |
0 |
0 |
0 |
7 |
0 |
|
260 |
0,5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Los porcentajes de excedencia correspondientes a los límites de concentración 75 mg/m3 y 260 mg/m3, medidos en todas las estaciones de muestreo, cumplen con los valores establecidos en el Decreto 638.
Los porcentajes de excedencia establecidos para los límites 150 y 200 mg/m3 se cumplen para todas las estaciones, excepto la estación CTM-034, ubicada en la vía hacia El Castaño, en una vaquera propiedad de la Sra. Rosaura Baggi. El acceso a esta vaquera se realiza a través de una carretera de tierra lo que contribuye a generar partículas. Para disminuir el impacto del tránsito vehicular el equipo se instaló de acuerdo a lo establecido en la norma COVENIN 2060. Algunas actividades de quema de sabana fueron realizadas en colinas ubicadas vientos arriba, a 500 m aproximadamente, de la estación lo que pudo haber influido en el incremento de la concentración de PTS.
El Decreto 638 en su artículo cinco establece una clasificación de acuerdo a los rangos de concentraciones de PTS estimada sobre la base de promedios anuales. Los valores promedios obtenidos en cada estación, tabla tres, se encuentran por debajo de 75 mg/m3 lo que da la categoría de aire limpio a la zona estudiada.
La concentración de PTS en la atmósfera cumple lo establecido en la normativa legal vigente, en nuestro próximo artículo señalaremos la concentración de contaminantes metálicos y compararemos sus valores con los estándares internacionales ya que la legislación venezolana solo regula el contenido de Plomo en las partículas, y estimaremos el posible impacto en el ambiente.
Referencias bibliográficas.
1.- Diario El Universal de fecha 3 de julio de 2005
2.- Decreto 638 “Normas sobre Calidad del Aire y Control de la Contaminación Atmosférica” de fecha 26.04.95, publicado en la Gaceta Oficial N° 4899 del 19.05.95
3. – Materialen N° 58 Ambient Air Pollution By As Cd y Ni October 2000
4. – EPA (2009). National Ambient Air Quality Standards (NAAQS).
5.- COVENIN 2060-1995 “Determinación de la Concentración de Partículas Totales Suspendidas en la Atmósfera”
6.- Compendio de Métodos IO-3.1 para la Determinación de Compuestos Inorgánicos en Aire de la US EPA
7.- Compendio de Métodos IO-3.2, para la Determinación de Compuestos Inorgánicos en Aire de la US EPA
Contacto: odoardo.alvarez@gmail.com
