Medición automática de material particulado PM10 y PM2,5 por atenuación de radiación beta y por microbalanza oscilante

Fundamento

En el método de atenuación de radiación beta, el aire entra por un cabezal que separa por tamaño la fracción de interés y se hace pasar por una cinta de filtro; una fuente de carbono 14 emite partículas beta que atraviesan la cinta y un detector mide su atenuación antes y después de la deposición: la atenuación adicional es proporcional a la masa depositada, según una ley exponencial que depende poco de la composición de las partículas, y con el volumen de aire muestreado se calcula la concentración. La cinta avanza automáticamente y el ciclo se repite cada hora. En la microbalanza oscilante de elemento cónico, el aire pasa por un filtro montado en el extremo de un tubo cónico hueco que oscila a su frecuencia de resonancia: a medida que se deposita masa, la frecuencia baja, y la variación se convierte directamente en masa, lo que la convierte en el único método realmente gravimétrico en tiempo real. Los dos exigen controlar la humedad de la muestra, porque las partículas higroscópicas ganan agua y sobrestiman la masa, y por eso llevan un calentamiento suave o un secador de membrana, que a su vez puede volatilizar nitrato de amonio y compuestos orgánicos semivolátiles y subestimar; los equipos modernos corrigen esa pérdida con un sistema de filtro dual. Para que los datos sean comparables con la referencia, los equipos automáticos se certifican como equivalentes mediante campañas de comparación con el método gravimétrico en el mismo sitio y estación. Los sensores ópticos de bajo costo, que estiman la masa por dispersión de luz, se usan para densificar redes pero necesitan corrección contra un equipo de referencia.

Analito (qué se mide)

Concentración másica de material particulado PM10 y PM2,5 en tiempo real

Matriz (en qué muestra)

Aire ambiente urbano e industrial; aire de zonas afectadas por quemas y por polvo; aire de obra

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Monitor automático de material particulado por atenuación beta o microbalanza oscilante, con cabezales PM10 y PM2,5, control de caudal, sistema de secado y registro; muestreador gravimétrico de referencia para las comparaciones; balanza de microgramos en sala acondicionada; calibrador de caudal; sensores meteorológicos.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Membranas de calibración de masa; filtros y cintas del equipo; aire cero para verificaciones.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Cintas de filtro; filtros de referencia; cabezales y sus impactadores, que se limpian con frecuencia; grasa de impactación.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Cintas; filtros; grasa; repuestos de bombas.

Unidad

kg/m3 · µg/m3 de concentración másica · promedios horarios, diarios y anuales

Rango de referencia

Guías de la Organización Mundial de la Salud de 2021: PM2,5 de 5 µg/m3 de media anual y 15 µg/m3 en 24 horas; PM10 de 15 y 45 µg/m3; en episodios de humo por quemas se superan los 150 µg/m3 horarios

Norma que lo exige

Ley 20.284 y las normas provinciales y de la Ciudad de Buenos Aires de calidad de aire, que fijan los estándares de PM10 y PM2,5 y exigen su monitoreo; Ley 25.675; los planes de gestión de calidad de aire y las declaraciones de emergencia por episodios de humo; los estudios de impacto ambiental de grandes proyectosnorma internacional

Norma que describe la técnica

Los métodos de referencia y equivalentes de la EPA en 40 CFR partes 50 apéndices J y L y parte 53 para el proceso de designación de equivalencia; EN 12341 para el método gravimétrico de referencia de PM10 y PM2,5 y EN 16450 para los sistemas automáticos de medición; la guía europea para la demostración de equivalencia de métodos de medición de aire ambiente; las guías de la Organización Mundial de la Saludnorma internacional

Edición y vigencia de la norma

EN 16450:2017; EN 12341:2023; EPA 40 CFR parte 50 apéndice L

Volumen de muestra

No destructivo. Medición continua con resolución horaria; las comparaciones de equivalencia requieren campañas de decenas de días con el método gravimétrico en paralelo

Conservación y transporte

El cabezal de separación por tamaño es la pieza que define qué se mide y se ensucia con polvo e insectos: si no se limpia con la frecuencia que indica el fabricante, el corte de tamaño se corre y el equipo deja de medir la fracción que dice medir. El caudal se verifica con un calibrador trazable, porque la concentración es masa dividida por volumen y un error de caudal se traslada entero. El tratamiento de la humedad hay que documentarlo, ya que explica buena parte de las diferencias entre equipos. Los datos se validan antes de publicarse y se informan con el porcentaje de captura del período.

Límite de detección típico

1 a 2 µg/m3 en promedios horarios; menor en promedios diarios

Incertidumbre típica

±10 a 25 % respecto del método gravimétrico de referencia, con sesgos que dependen de la composición del aerosol y de la humedad

Área

Ambiental; Instrumentación y control; Higiene y seguridad

Fecha de última actualización: 9/9/2026