Medición de carbono negro por aetalómetro y separación de fuentes por absorción espectral

Fundamento

El aetalómetro hace pasar el aire por una cinta de filtro y mide en continuo la atenuación de luz a través de la mancha que se va formando, en varias longitudes de onda desde el ultravioleta hasta el infrarrojo. El aumento de atenuación por unidad de tiempo es proporcional a la masa de material absorbente depositada, y con un coeficiente de absorción másico se convierte en carbono negro equivalente. Las mediciones se corrigen por dos efectos conocidos del método: la dispersión múltiple dentro del filtro y el efecto de sombreado, que hace que la sensibilidad caiga a medida que la mancha se carga, y para el que existen algoritmos de compensación en tiempo real. La medición a varias longitudes de onda es lo que permite separar fuentes: las partículas de combustión de diésel absorben de manera casi plana en todo el espectro, mientras que las de quema de biomasa contienen carbono orgánico que absorbe mucho más en el ultravioleta; la pendiente de la absorción con la longitud de onda, expresada como exponente de Angstrom de absorción, es cercana a 1 para el tránsito y de 1,5 a 2,5 para la biomasa, y con un modelo de dos componentes se reparte el carbono negro entre las dos fuentes hora a hora. El fotómetro de absorción de hollín y los métodos fototérmicos ofrecen alternativas con menos artefactos de filtro, y el análisis termo-óptico de carbono elemental sobre filtros sirve de referencia para calibrar el coeficiente de absorción local.

Analito (qué se mide)

Carbono negro equivalente, absorción de luz por aerosoles y contribución de la quema de biomasa

Matriz (en qué muestra)

Aire ambiente urbano, rural y de fondo; aire afectado por quema de biomasa y por tránsito; aire de interiores con combustión

Equipamiento necesario¿Dónde lo compro?

Aetalómetro multilongitud de onda con cinta de filtro y compensación de carga; cabezal de entrada con separación de tamaño y secador; alternativamente fotómetro de absorción de hollín; analizador termo-óptico de carbono para la referencia; calibrador de caudal; estación meteorológica.

Reactivos¿Dónde lo compro?

Aire filtrado para las verificaciones de cero; filtros de referencia.

Material de laboratorio¿Dónde lo compro?

Cintas de filtro; líneas de entrada; secadores de membrana.

Consumibles¿Dónde lo compro?

Cintas; filtros; repuestos de bomba.

Unidad

kg/m3 · ng/m3 y µg/m3 de carbono negro equivalente · Mm elevado a menos 1 de coeficiente de absorción · exponente de Angstrom de absorción adimensional · % de contribución de biomasa

Rango de referencia

Fondo rural de 100 a 500 ng/m3; ciudad con tránsito de 1 a 5 µg/m3; episodios de humo por quema de biomasa por encima de 10 µg/m3 con exponente de Angstrom mayor a 1,5

Norma que lo exige

Los planes de calidad de aire y de contaminantes climáticos de vida corta de las jurisdicciones y los compromisos nacionales de mitigación; Ley 20.284 y las normas locales en cuanto al material particulado; los estudios de impacto de quemas de pastizales y de humedales; los proyectos de investigación y las redes de monitoreo regionales

Norma que describe la técnica

Los protocolos de la red europea ACTRIS y del Programa de Vigilancia Atmosférica Global para la medición de la absorción de aerosoles; el modelo de dos componentes de Sandradewi y colaboradores para la separación entre tránsito y biomasa; las recomendaciones sobre nomenclatura de carbono negro equivalente de Petzold y colaboradores; NIOSH 5040 e IMPROVE_A como métodos de referencia de carbono elemental

Edición y vigencia de la norma

Protocolos ACTRIS vigentes; método de Sandradewi (2008)

Volumen de muestra

No destructivo. Medición continua con resolución de un minuto a una hora

Conservación y transporte

El instrumento mide absorción y no masa, así que el resultado depende del coeficiente de absorción másico que se adopte, y por eso se informa como carbono negro equivalente y se documenta el coeficiente usado; comparar valores de equipos distintos sin ese dato lleva a diferencias que no son reales. La humedad se controla con secador, porque las partículas húmedas dispersan más y sesgan la lectura. El caudal se verifica con calibrador y la cinta se cambia según el uso. Para separar fuentes conviene calibrar los exponentes de Angstrom con datos locales, ya que la biomasa que se quema en cada región tiene su firma.

Límite de detección típico

10 a 50 ng/m3 en promedios horarios

Incertidumbre típica

±20 a 30 % en carbono negro equivalente por la incertidumbre del coeficiente de absorción; menor en las variaciones relativas

Área

Ambiental; Instrumentación y control; Energía y biogás

Fecha de última actualización: 9/9/2026