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Reducción de costes y emisiones de olores en EDARs mediante modelos CFD

Son múltiples los casos en los que la atmósfera interior de edificios de proceso de EDARs presenta importantes deficiencias en cuanto a renovación del aire, lo que supone una elevada

R. Cerdá Ortiz *; J.M. Juárez-Galán; A.J. Amo Peña; I. Valor

Aqualogy Medio Ambiente. C/Dracma 16-18. Polígono Industrial Las Atalayas. 03114 Alicante. * ruben.cerda@labaqua.com

Palabras clave: CFD, olores, ventilación, eficiencia energética, EDAR.

Resumen

   Son múltiples los casos en los que la atmósfera interior de edificios de proceso de EDARs presenta importantes deficiencias en cuanto a renovación del aire, lo que supone una elevada concentración de compuestos, causantes de malos olores, riesgo para los operarios, corrosión y emisiones fugitivas. Generalmente los sistemas de ventilación se diseñan empleando un gran número de renovaciones hora, sin asegurar un resultado óptimo. La verificación de la eficacia del sistema de ventilación es de gran complejidad, debiendo considerar multitud de parámetros, siendo conveniente contar con herramientas que sean capaces de predecir el comportamiento del aire y los contaminantes en el interior de los edificios de proceso. La simulación mediante software CFD (Dinámica de Fluidos Computacional), es una potente herramienta capaz de ayudar en la optimización de sistemas de ventilación de edificios de proceso, de una manera relativamente rápida y económica, con el objeto de mejorar la calidad del aire interior y canalizar adecuadamente los olores hacia los sistemas de desodorización, y optimizar los costes asociados a la ventilación. En el caso que se presenta se ha optimizado mediante CFD el sistema de ventilación del edificio de deshidratación de fangos de una EDAR. El estudio realizado evidencia deficiencias en el diseño propuesto inicialmente, proponiendo una serie de modificaciones, tanto geométricas como de explotación y demostrando como el diseño más eficiente, no es siempre el que utiliza mayor número de renovaciones hora. El resultado obtenido supone una atmósfera interior de mejor calidad (menor concentración de compuestos), y un ahorro aproximado del 25% anual de los costes energéticos asociados.

 

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1. Introducción

   Son múltiples los casos en los que la atmósfera en el interior de edificios de proceso de EDARs presentan importantes deficiencias en cuanto a renovación del aire, actuando en sí misma como foco emisor de contaminantes y olores, y afectando a la ergonomía e higiene de los operarios que trabajan en su interior, al deterioro de las instalaciones (FMC Foret) y al coste energético de la instalación. En múltiples ocasiones, el diseño de estos sistemas se basa en establecer un número mínimo de renovaciones de aire/hora a partir de valores indicativos en la normativa relacionada existente (Soler y Palau, 2012) y que son establecidos por el criterio de la empresa instaladora. Estos sistemas de ventilación (caudal de extracción, ubicación de las entradas/salidas...) por tanto, se diseñan basados en la experiencia previa de la empresa instaladora, y no necesariamente en criterios de eficiencia del sistema ni ahorro energético.

   La simulación mediante software de CFD (de sus siglas en inglés Computational Fluid Dynamics) es una potente herramienta de cálculo en fluidodinámica, capaz de simular el comportamiento de los fluidos/partículas, tanto en el exterior como en el interior de edificios, permitiendo evaluar y cuantificar aspectos tan importantes como: renovación de aire en el interior de la instalación, edad media del aire, eficacia del sistema de ventilación, patrones de flujo de aire, dispersión de contaminantes, perfiles de temperaturas, etc., teniendo en cuenta aspectos como: influencia de las condiciones externas, aperturas en la estructura, geometrías (incluyendo tabiques, muros y obstáculos), focos de calor, tipo y ubicación de entradas y salidas de aire del sistema de ventilación.

   La ventilación es la técnica que permite sustituir el aire ambiente interior de un recinto, considerado inconveniente por su falta de pureza, temperatura inadecuada o humedad excesiva, por otro de mejores características (Soler y Palau, 2012). Para desarrollar de manera adecuada el análisis del sistema ventilación es necesario definir los diferentes parámetros que afectan a la calidad de la ventilación:

• Patrón de flujo: Movimiento y distribución del aire en el interior de un recinto (depende de la geometría del recinto, obstáculos en su interior y posición de las entradas y salidas).
• Número de renovaciones hora de aire (ACH, del inglés Air Changes per Hour), el cual se define como la relación entre el flujo de aire que entra al espacio cerrado y el volumen de este.
• Edad del aire: Distribución espacial del tiempo que permanece el aire en la sala (Castro et al, 2008). La Edad del Aire se puede considerar desde dos escalas diferentes:
  • Edad Media Local del Aire (EMLA): el tiempo que las partículas contenidas en volumen diferencial alrededor del punto han estado en el recinto, desde que entró desde la zona de impulsión (Eheridge y Sandberg, 1996).
  • Edad Media del Aire (EMA): valor medio de la Edad Media Local en el total del volumen del recinto. La EMA permite cuantificar el rendimiento o eficiencia del sistema de ventilación, el cual, se define como la relación entre el tiempo mínimo y el tiempo medio de reemplazo del aire en el recinto (Eheridge y Sandberg, 1996). La eficiencia óptima se situaría en el 50% y valores inferiores o superiores implicarían la elevación o aumento de los caudales de ventilación respectivamente (Meiss y Feijoo, 2011).

2. Consideraciones del modelo CFD. Método de resolución.

   La dinámica computacional de fluidos (CFD), se basa en las ecuaciones fundamentales de conservación de masa, de momento y de energía. En la resolución numérica mediante CFD se emplean las citadas ecuaciones junto con la ecuación de Navier-Stokes y diferentes modelos de turbulencia. El software CFD resuelve todo este conjunto de ecuaciones, mediante cálculo iterativo de balances globales del sistema a partir de las condiciones de contorno definidas por el usuario.

   El sistema planteado en el presente estudio se resolvió utilizando el método RANS (Reynolds Average Navier Stokes) que resuelve las ecuaciones de Navier-Stokes promediadas en el tiempo y el modelo de turbulencia k-w estándar. Además de las ecuaciones mencionadas, el software tiene en cuenta una ecuación de transporte adicional, definida por el usuario, para la magnitud escalar f, la cual permitirá la obtención de la EMLA y la EMA en cada uno de los escenarios problema.

   Dada la complejidad del sistema y con el fin de simplificar el modelo y favorecer la convergencia del mismo, se ha resuelto desactivando las ecuaciones del balance de energía, por lo que no se han tenido en cuenta posibles efectos de inversión térmica en el interior del edificio.

   El caso que se plantea se ha llevado a cabo sobre el sistema de ventilación, en fase de proyecto, del edificio de deshidratación de fangos de una EDAR. Dicho edificio, consta de dos plantas. En la planta superior se encuentran instalados seis filtros prensa que reciben fangos procesados. La planta baja alberga además de las seis tolvas de recogida de fangos deshidratados, el sistema de transporte mediante tornillos sinfín de dichos fangos y las tuberías que recogen los lixiviados de los filtros de la primera planta.

   Tras la deshidratación de los fangos, se produce la apertura del filtro manualmente por parte de los operarios de la planta y la posterior caída de mismos a las tolvas. El sistema de ventilación planteado inicialmente constaba de una zona de impulsión en un lateral del edificio y de una zona de extracción en el lateral opuesto, el sistema se diseñó para el aire se desplazara en la dirección normal a las paredes donde se ubicaba la impulsión/extracción, con la finalidad de generar un barrido de compuestos para que la zona de trabajo de los operarios se encontrase libre de contaminación y olores. Adicionalmente se diseñó la extracción focalizada de aire del interior de las tolvas.

   Una vez realizado el diseño 3D del edificio, se procedió al mallado en pequeñas celdas del volumen interno del edificio. En cada una de esas celdas (aproximadamente 3,5·10⁶) se resuelven las ecuaciones implicadas y se determinan las magnitudes físicas que proporcionarán la información sobre el estado del fluido en el sistema. Durante el proceso, se introducen las condiciones de contorno del sistema y finalmente se produce el proceso de cálculos. Una vez finalizado, tiene lugar la fase de post-proceso. Todo el proceso fue realizado con el modelo CFD de ANSYS (v12.1).

   La resolución del problema se llevó a cabo en dos fases. En la primera se realizó una simulación previa del comportamiento fluidodinámico del sistema de ventilación planteado inicialmente, con el fin de detectar posibles deficiencias, y proponer modificaciones en la geometría del mismo. En la segunda fase, y una vez determinada la geometría final del sistema, se llevó a cabo la simulación de tres escenarios, en los que se ha variado la relación de caudales impulsión/extracción con el fin de determinar la eficiencia del sistema en cada uno de los casos.

3. Resultados y discusión

   El presente apartado muestra los resultados obtenidos en cada una de las etapas en las que se llevo a cabo la ejecución del proyecto.

3.1. Etapa 1. Modelización diseño inicial

   El estudio evidenció que la ubicación de algunas de las rejillas inferiores de la primera planta y de algunas de las rejillas de impulsión de la planta baja no era la adecuada (Figura 1), debido a la incidencia del aire impulsado directamente sobre los equipos instalados, hecho que dificulta la generación del pretendido barrido del aire del edificio.

Figura 1: Perfiles de velocidad en un plano paralelo a 1.5 m del suelo de la dos plantas del edificio.

   Ante la imposibilidad de realizar grandes modificaciones, ya que el sistema diseñado se debía ajustar al edificio ya existente, se decidió modificar la dirección de entrada del aire de dichas rejillas, re-direccionando la entrada de aire 25º con respecto a la dirección normal a la pared. Se eliminaron además, algunas toberas de impulsión.

Figura 2: Detalle de las bocas de impulsión y geometría final del sistema.

3.2. Etapa 2: Modelización escenario geometría final

   Una vez establecido el conjunto de modificaciones en la geometría, se simuló considerando tres escenarios diferentes. En el escenario 1, se contempló el 100% del caudal de diseño; en el escenario 2, se planteó una reducción del 20% sobre caudal diseño, y; por último, en el escenario 3 se planeó una reducción del 30% sobre el caudal de diseño. Se analizaron los perfiles de la velocidad y la edad del aire en cada uno de los escenarios planteados. En la Figuras 3 y 4, se presenta la edad media local del aire en un plano horizontal a una altura de 1,5 m del suelo, el llamado “breathing plane” (Novoselac y Srebric, 2003) o plano de respiración, en la planta baja y la primera planta del edificio.

   Se realizó una evaluación de la edad media y edad media local del aire del edificio y de la eficiencia del sistema de ventilación. A la vista de los resultados recogidos en la tabla 1 de los escenarios estudiados, el óptimo corresponde al escenario 2, que es el que presenta una mayor eficiencia. El escenario 1, que contempla el 100% del caudal de diseño del sistema de ventilación, es el que presenta una menor eficiencia, destacando que para obtener una adecuada calidad del aire interior, con el menor consumo energético, no basta con determinar un elevado número de renovaciones hora del recinto.

Figura 3: Perfiles de EMLA obtenidos a 1.5 m sobre el suelo de la primera planta del edificio.

   A partir de las modelizaciones realizadas para los diferentes escenarios, fue posible rediseñar la geometría de las toberas de impulsión-extracción de aire para conseguir un patrón de flujo capaz de barrer los contaminantes químicos. Asimismo, la disminución de las exigencias de impulsión, del 100 al 80% de los caudales nominales, supone un ahorro del 25% en los costes directos relacionados con el trasiego de aire del edificio en estudio.

Tabla 1: Resumen de los resultados

Figura 4: Perfiles de EMLA obtenidos a 1.5 m sobre el suelo de la planta baja del edificio.

   Con la finalidad de determinar el comportamiento de compuestos químicos típicos involucrados en procesos de deshidratación de fangos, como pueden ser H ₂S y NH₃, se definieron como superficies emisoras de compuestos la superficie de cada uno de los filtros prensa, la zona interior de las tolvas y los tornillos de transporte de fangos, ubicados en la planta baja del edificio. Las concentraciones utilizadas a la salida de estas superficies se han calculado como un promedio de las concentraciones analizadas por AQUALOGY Medio Ambiente en edificios de similar proceso a lo largo de los años:

- Factor promedio de concentración para el H₂S = 7,1 ppm

- Factor promedio de concentración para el NH₃ = 4,6 ppm

   Se analizaron los perfiles de concentración de los compuestos en cada uno de los escenarios planteados. En la figura 5, se presenta el perfil de concentración de H₂S en un plano horizontal a una altura de 1,5 m del suelo. El comportamiento de los compuestos obtenido es el esperado. Se produce una dispersión a baja concentración de los mismos por la planta, siendo eliminado el grueso de las emisiones incluidas en la simulación de forma eficiente por el sistema de ventilación planteado por el cliente. Aunque se comprueba como aparece en el escenario 1 una zona de mayor concentración que no se genera en el resto de escenarios, hecho que demuestra que los escenarios 2 y 3 trabajan de manera más eficiente que el escenario 1 en lo que respecta a la eliminación de compuestos potencialmente olorosos.

Figura 5: Perfiles de concentración de H₂S obtenidos a 1.5 m sobre el suelo de la planta baja del edificio.

4. Conclusiones

   Las simulaciones muestran como a partir de las modificaciones propuestas en el diseño inicial, se obtiene la correcta ubicación/orientación los puntos de impulsión y extracción del sistema de ventilación, no evidenciando ninguna zona estancada o con una elevada edad media local del aire, las cuales, son susceptibles de tener una calidad de aire deficiente. Se ha verificado gracias a las simulaciones realizadas, que el diseño de ventilación más eficiente es aquel que emplea un 80% del caudal nominal en movimiento, lo que supone una disminución en torno al 25% del total de los costes directos relacionados con el trasiego de aire en el edificio estudiado, y una mejor calidad del aire interior ya que las concentraciones de compuestos obtenidas son por norma general menores. Este resultado ratifica, además, que una mayor ACH, no tiene por qué suponer una ventilación más eficiente. La simulación mediante CFD es, por tanto, una potente herramienta capaz de determinar puntos de funcionamiento óptimos en complejos sistemas de ventilación de edificios de proceso, de una manera relativamente rápida y económica. Empleado en fases de diseño, se favorece la creación de entornos de trabajo energéticamente eficientes y con buena calidad del aire.

5. Referencias

Castro, F.,San José. J. F., Villafruela. J. M., Méndez, C. y Guijarro, A. Mejora de la ventilación de una habitación de hospital. Ingeniería Hospitalaria, Enero 2008.

Eheridge, D. and Sandberg, M. Building Ventilation. Theory and measurement. Ed. John Wiley & Sons 1996.

Meiss, A. y Feijóo, F. Influencia de la ubicación de las aberturas en la eficiencia en ventilación de viviendas. Informes de la construcción. Vol. 63, 522,53-60, abril-junio 2011.

Novoselac, A. y Srebric, J. Comparison of air efficiency and contaminant removal effectiveness as IAQ indices. ASHRAE Transactions Volume 109, Part 2, Julio 2003.

Soler y Palau. Manual práctico de ventilación. Edición 2012.

FMC Foret. Control de olor y corrosión causados por H₂S. http://www.fmcforet .com/Portals/FMCForetTO/Content/Docs/Sulfuros/Control%20de%20H2S%20en%20fangos%20municipales.pdf

 

 

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Eventos

Olores en el Medio Ambiente (Gerüche in der Umwelt), una conferencia diferente organizada por la Asociación de Ingenieros Alemanes VDI.

Carlos N Díaz¹

¹. Editor jefe de olores.org

  La conferencia de olores en el medio ambiente organizada por la Asociación de Ingenieros Alemanes (VDI) tuvo lugar los días 29 y 30 de noviembre de 2011 en la ciudad alemana de Baden-Baden. En este artículo se resumirán las ponencias presentadas en dicha conferencia con el objeto de acercar a aquellas personas que no asistieron los temas más importantes tratados allí.

Financiación: Este trabajo ha sido parcialmente financiado por Labaqua S.A.

Conflictos de interés: El autor declara que no existen conflictos de interés. .

Citación: Díaz, C  (2012) Olores en el Medio Ambiente (Gerüche in der Umwelt), una conferencia diferente organizada por la Asociación de Ingenieros Alemanes VDI.. www.olores.org.

Copyright: 2012 olores.org. Artículo de acceso abierto (open access) distribuido bajo los términos de la licencia de atribuciones Creative Commons, que permite el uso sin restricción, distribución y reproducción en cualquier medio, siempre que el nombre del autor y la fuente sean reconocidas.

Palabras claves: Olores, olfatometría, dinámica de conflictos, granjas, toma de muestra, precisión, incertidumbre, distancia de separación.

 

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En esta cuarta edición de la conferencia se ha dividido el programa en varias partes:

• Evaluación de la inmisión
• toma de muestra y medida mediante olfatometría
• acreditación de las compañías consultoras de olores
• prognosis de olores
• Interpretación de olores
• Casos de estudio y proyectos.

La asistencia a esta conferencia fue excelente, teniendo en cuenta que el mes antes había tenido lugar la conferencia sobre olores en Brasil organizada por la IWA. En general, la calidad de las ponencias presentadas fue satisfactoria, aun cuando en esta edición se echaron de menos algunos ensayos de carácter multidisciplinar y de investigación básica.

Y precisamente relacionado con la investigación básica se encontraba la primera ponencia titulada “receptores olfativos en sistemas de biosensores para la detección de odorantes”. Esta interesante ponencia fue presentada por el Dr. Dietmar Krautwurst, Director del Instituto de Investigación de la Química de los Alimentos Alemán.

El  Dr Krautwurst habló sobre las investigaciones relacionadas con el sentido del olfato, en concreto sobre las habilidades discriminatorias del ser humano para el reconocimiento de un número determinado de sustancias odorantes, principalmente a través de la gran familia de 391 receptores de olor. Estos receptores acoplados a proteínas g tienen una estructura similar a la Rodopsina. Sin embargo, el desafío más importante en la codificación de olores es averiguar qué receptor está relacionado con qué sustancia odorante. Esta pregunta permanece hasta la fecha sin resolver para la mayoría de los receptores de olor humanos después de 20 años del descubrimiento realizado por los premios Nóbel Buck y Axel.

Se sabe que un receptor puede ser activado en principio mediante diferentes sustancias olorosas, y a su vez un solo odorante puede activar múltiples receptores. El reto combinatorio es enorme, incluso cuando por ejemplo se asume que sólo 200 de las alrededor de 8000 sustancias volátiles que pueden encontrarse en los alimentos, son sustancias odorantes biológicamente relevantes. La biología molecular y la genética se han unido para crear sistemas celulares de prueba que permiten el esclarecimiento de la especificidad de cada sustancia olorosa con respecto a cada tipo de receptor de olor. Mediante estos sistemas celulares de prueba se pueden establecer clasificaciones congruentes basadas en el grado de afinidad para cada receptor y su especificidad para cada sustancia odorante.

EVALUACIÓN DE LA INMISIÓN

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La parte del programa de la conferencia de la VDI dedicada a la evaluación de la inmisión fue moderada por el Dr. Eckehard Koch, Jefe del Departamento de Contaminación Atmosférica del Ministerio de Clima, Medio Ambiente, Agricultura, Protección Natural y Protección del Consumidor de Renania del Norte-Westfalia, Dusseldorf. El señor Koch es un gran conocido en el mundo de los olores y tiene una amplia experiencia en este campo.

La primera ponencia de este bloque titulada la Nueva Directiva Europea sobre la Evaluación de los Niveles de Olor en Inmisión mediante los métodos de medida de Penacho y de Malla fue presentada a partes iguales por el Sr. Werner-Jürgen Kost, que se encargó de la parte relacionada con la VDI 3940 y el Sr. Toon van Elst que se encargó de la parte de la norma correspondiente a la regulación belga.

El grupo de trabajo 27 (WG 27) del comité técnico “calidad del aire” de la norma europea CEN /TC 2641WG27 trabaja desde hace varios años en una norma europea para la evaluación de la inmisión de olor a través de inspecciones de campo. En este grupo de trabajo internacional (28 participantes de 13 países) se reunirán los diferentes métodos de estimación empleados en Europa y cualquier información actualizada disponible, con el objetivo de definir  una norma europea lo más amplia y uniforme posible.

Debido a los diferentes objetivos y los desiguales fundamentos de evaluación cada país ha aplicado diferentes métodos de estimación. En este caso, la Norma Europea se dividirá en 2 partes. En la parte 1 se detallará el procedimiento de medida “en malla” y en la parte 2 se definirá el procedimiento de medida de “pluma”. Dentro de la Parte 2 se describirán a su vez 2 métodos diferentes la medida de pluma estática y la medida de pluma dinámica.

Esta Norma Europea es la consecuencia directa del desarrollo llevado a cabo durante casi 30 años de trabajo con la norma alemana VDI 3940.

La segunda ponencia fue presentada por el Sr. Zimmerman, jefe de proyectos del Departamento de Medio Ambiente de la empresa Müller-BBM GmbH. En ella se discutió la influencia de la elección de la fecha de la inspección planificada en los resultados de las áreas de evaluación en inspecciones de campo siguiendo el método de malla.

El conocimiento de las capacidades y limitaciones de una medida en inmisión es un importante componente para poder evaluar la validez de sus resultados. Durante una inspección de olores esto puede ser crucial si el resultado está cerca del valor límite establecido por la normativa vigente. En el caso de estudios de impacto por olores mediante el método de la malla, el resultado de la medida está afectado por una incertidumbre que depende del número de medidas realizado. Es decir, depende del método de estimación estadístico elegido.

El Sr. Zimmerman expuso una investigación con los resultados de 3 inspecciones de campo mediante la VDI 3940 con el método de malla. El propósito era examinar como variaba el resultado si se cambiaba las fechas de medida en cada uno de los vértices del área de estimación.

En esta interesante y exhaustiva investigación se realizaron las 24 posibles combinaciones de distribución de panelistas para un cuadrado de medida.

• En el mismo periodo de tiempo
• Con la misma distribución (por ejemplo en los mismos días en el mismo periodo del año)
• El mismo grupo de panelistas (en alguna ocasión llamados olfatómetras ⁽¹⁾)
• El mismo panelista por día de medida
• Aproximadamente la misma hora de medida en el punto

Pero con una variación en los días de estimación para puntos de medida individuales

Los datos de Desviación Estándar e intervalo de confianza del resultado de la medida muestran que la incertidumbre del método tiene probablemente una influencia mayor en el resultado de la medida que la incertidumbre de la medida en sí. Es decir, en esta interesante investigación se han encontrado variaciones significativas dependientes de la elección de fechas realizada para llevar a cabo la inspección de campo.

TOMA DE MUESTRA Y MEDIDA MEDIANTE OLFATOMETRÍA

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La parte del programa de la conferencia de la VDI dedicada a la toma de muestra y la medida mediante olfatometría dinámica fue moderada por el Sr. Dietmar Mannebeck.

La primera ponencia de este segundo bloque titulada “Ensayos de Intercomparación de laboratorios de acuerdo con la Norma EN 13725 en el año 2010” fue presentada por el Sr. Bjorn Maxeiner, Director de Odournet GmbH (antes OLFAtec GMBH).

La determinación de la concentración de olor mediante la olfatometría dinámica es un método de medida reconocido internacionalmente y descrito en la norma EN 13725 “Calidad del aire. Determinación de la concentración de olor por olfatometría dinámica”. Desde el año 2003 la empresa OLFAtec lleva a cabo ensayos de comparación interlaboratorio para olfatometría dinámica. El objetivo principal de estos ensayos es comprobar la exactitud y precisión de acuerdo con los requerimientos especificados en la norma UNE EN 13725 y las normas ISO 5725-2:1994 e ISO 13528:2005, entre otras.

En el ensayo de aptitud realizado en el año 2010 participaron 37 laboratorios de ensayo de todo el mundo, de los cuales tres laboratorios eran españoles y un laboratorio chileno. Dado que en la web de ENAC (España) aparecen 4 laboratorios de ensayo acreditados en España, cabe deducir que hay al menos uno que no ha participado en ensayos de intercomparación en España.

En esta ocasión se volvió a trabajar con un test descentralizado en el que se designó a un observador independiente como monitor del ensayo. Como novedad en el año 2010, los laboratorios pudieron elegir opcionalmente a un instituto externo de codificación para aplicar una prueba de doble ciego (este requerimiento será obligatorio a partir del año 2012). Este instituto externo aseguraba que los datos fueran anónimos tanto para los participantes como para los organizadores.

Otra novedad para el año 2010 fue la posibilidad de comprobar precisión (como repetibilidad)  y exactitud de los laboratorios de ensayo con un gas diferente del n-butanol. El gas elegido fue una mezcla de DMS/TBM (Sulfuro de dimetilo/terc-butil-mercaptano).

La siguiente gráfica muestra por ejemplo los datos de precisión (r) y exactitud (A) en el caso del gas n-butanol para los diferentes laboratorios que participaron en el ensayo de intercomparación calculados de acuerdo con la EN 13725 y ordenados por valor de precisión. Recordemos que la norma establece como límites los siguientes: r ≤ 0,477 y A ≤ 0,217.

Gráfico 1: Precisión r y exactitud A para n-butanol de acuerdo con la EN 13725. Reproducido con permiso del Sr. B. Maxeiner., 2011, VDI Gerüche in der Umwelt.

Una medida de la transparencia de un laboratorio de ensayo la da la publicación en su web de los resultados del ensayo de intercomparación, como por ejemplo hace el laboratorio chileno ECOMETRICA en su web. Desde olores.org animamos a todos los laboratorios que han participado en este ensayo a la publicación de sus resultados.

Las conclusiones de la investigación del Sr. Maxeiner fueron las siguientes:

• El concepto de ensayos de aptitud es apropiado para la conformidad de los requisitos esenciales de la norma EN 13725.
• Los requisitos son difíciles, pero alcanzables.
• A partir del año 2012 será obligatorio usar los servicios de una entidad de codificación.
• También en el futuro se ofrecerán junto con el n-butanol otras sustancias odorantes como la mezcla DMS/TBM

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La segunda ponencia de este bloque fue presentada por el Sr. Ralf Both, Consejero de la Oficina Regional de Medio Ambiente y Protección del Consumidor de Renania del Norte-Westfalia, Recklinghausen. En la actualidad, el Sr. Both está asignado en Sevilla en el Institute for Prospective Studies (IPTS) del Joint Research Center (JRC). Su conferencia tenía como título “Reflexiones sobre la incertidumbre de las medidas olfatométricas. Una evaluación de los datos de n-butanol de 19 laboratorios.”

La evaluación de la incertidumbre de la medición juega un papel importante en la evaluación de la calidad de unas mediciones. La determinación de la incertidumbre en medidas olfatométricas es complicada con una sola medición. El llevar a cabo 2 mediciones para mejorar este cálculo supone un gran esfuerzo para los laboratorios. Según el Sr. Both, en la actualidad no se ofrecen intercomparaciones adecuadas y el uso de réplicas de muestras es tan poco factible, que se hace necesario otro sistema de medida.

La estimación de la incertidumbre mediante medidas olfatométricas se centra en la estimación de la precisión como repetibilidad (r) y la exactitud (A) según la norma EN 13725, pero no se estima la incertidumbre real de la medición según la UNE-EN ISO 20988 Calidad del aire. Directrices para la estimación de la incertidumbre de medida o la norma alemana VDI 4219, Determinación de la incertidumbre de medidas en emisión mediante métodos discontinuos.

En la investigación presentada por el Sr. Both se analizaron los resultados de los datos de precisión y exactitud de 19 laboratorios olfatométricos con muestras de n-butanol de acuerdo con la norma EN 13725.  A partir de estos datos se calculó el Factor 10^r de cada uno de los laboratorios y se compararon los resultados.

Descontando un caso en el que un laboratorio mostró una r por encima del límite establecido por la EN 13725 (> 0,477) en el peor de los casos un laboratorio mostró un resultado de r = 0,4432 (10^r = 2,8). El laboratorio que obtuvo el mejor resultado mostró una precisión r de r = 0,1424 (10^r = 1,4).

Esto quiere decir que aunque todos los laboratorios considerados cumplen con los criterios establecidos en la EN 13725, la diferencia entre los resultados de dos medidas individuales realizadas por el mejor y el peor laboratorio evaluado en la misma muestra en el 95% de los casos podrá variar en un factor de 1,4 y 2,8 respectivamente.

Laboratorio Fecha Exactitud A Repetibilidad r Umbral individual ZITE Lab_01 19-11-07 0.0828 0.2065 11 Lab_02 01-02-08 0.0648 0.3464 115 Lab_03 20-12-06 0.1271 0.4880 55 Lab_04 29-04-08 0.1093 0.3434 10 Lab_05 23-01-08 0.1661 0.3963 85 Lab_06 19-03-08 0.0988 0.3875 54 Lab_07 12-11-07 0.1485 0.2694 75 Lab_08 16-05-07 0.0920 0.3716 132 Lab_09 20-02-08 0.2396 0.3778 35 Lab_10 07-02-08 0.1787 0.1995 152 Lab_11 16-04-08 0.1098 0.3379 12 Lab_12 14-01-08 0.1108 0.2046 48 Lab_13 20-02-08 0.0579 0.3444 54 Lab_14 13-02-08 0.0370 0.2317 37 Lab_15 19-03-08 0.1701 0.3561 330 Lab_16 12-09-07 0.0938 0.3311 697 Lab_17 19-02-08 0.0955 0.4432 77 Lab_18 07-04-08 0.0905 0.3890 162 Lab_19 13-02-08 0.1357 0.1424 10

Table 1: Precision (r) and accuracy (A) for 19 laboratories. Reproduced with permission of the author. Both, R.; Müller, F. (2011): Überlegungen zur Messunsicherheit bei olfaktometrischen Messungen – Eine Auswertung der n-Butanol-Daten von 19 Laboratorien. In: VDI Wissensforum GmbH (Hrsg.): Gerüche in der Umwelt. VDI-Berichte 2141, S. 43–54

Usando por ejemplo un resultado de 532 ouE/m3 el Sr. Both reflejó los valores superiores e inferiores con un intervalo de confianza del  95% para cada laboratorio.

Gráfico 2: Precisión (r) de una supuesta medida de 532 ouE/m3 de cada laboratorio de ensayo para un intervalo de confianza del 95%. Reproducido con permiso del autor. Both, R.; Müller, F. (2011): Überlegungen zur Messunsicherheit bei olfaktometrischen Messungen – Eine Auswertung der n-Butanol-Daten von 19 Laboratorien. In: VDI Wissensforum GmbH (Hrsg.): Gerüche in der Umwelt. VDI-Berichte 2141, S. 43–54

 

Usando la metodología de cálculo de la norma VDI 4219, se estimó para los 19 laboratorios la incertidumbre estándar u(y) y la incertidumbre expandida U0,95(y) de cada uno de ellos. Para ello se estudiaron 3 situaciones con los datos de n-butanol disponibles de estos 19 laboratorios alemanes.

1. Uso de una elección al azar de todos los valores medidos por cada laboratorio de ensayo.

Para ello se tomaron 40 resultados de medida de n-butanol de cada uno de los 19 laboratorios y elegidos al azar. A partir de estos resultados se formaron 20 pares de valores con los que se llevo a cabo un análisis de incertidumbres de acuerdo con la norma alemana VDI 4219. La incertidumbre estándar u(y) varió entre 3.4 y 16,3 ppb y la U0,95(y) varió entre 7,1 y 33,9 ppb. No obstante, lo más interesante de este ejercicio de análisis fue que para 7 laboratorios, el límite inferior del rango de aplicación estaba por debajo del valor de la incertidumbre expandida. Es decir, la aplicación de esta incertidumbre expandida de n-butanol para estos 7 laboratorios de ensayo obtendría valores de umbral de olores por debajo de 0 ppb lo cual es imposible!

Por tal motivo, este enfoque para el cálculo de la incertidumbre de la medición basado en la estimación de la incertidumbre de concentraciones de n-butanol no es adecuado.

El Sr. Both continuó con otra serie de ejemplos que pusieron en evidencia que el uso de la VDI 4219 para el cálculo de la incertidumbre en medidas olfatométricas no es posible, tales como:

2. Uso de las medidas más actuales de cada laboratorio de ensayo. Se calculó la incertidumbre estándar y expandida para los 20 pares de medidas más actuales de cada laboratorio, obteniéndose el mismo resultado: para 7 laboratorios el valor límite inferior del rango de aplicación era menor que la incertidumbre expandida. Esto no se posible pues como se ha comentado anteriormente, el umbral de olor no puede ser nunca menor o igual a cero.

3. Uso de una serie de medidas con concentraciones de gas de prueba idénticas. De todas las series de medida de cada laboratorio de ensayo, se eligieron 40 que se llevaron a cabo con la misma concentración de gas de prueba. De los resultados de estas 40 series de medida se constituyeron 20 pares de medida a los cuales se les realizó de nuevo un análisis de incertidumbres. Los resultados fueron los mismos que con los análisis anteriores.

Con los tres análisis anteriores, se llega a la conclusión de que la utilización de una escala lineal para la evaluación de la incertidumbre de la medida no ofrece resultados plausibles y es necesario otras aproximaciones.

Estimación de la incertidumbre expandida U0,95(y) de mediciones repetidas.

El Sr. Both calculó el valor medio y la incertidumbre expandida para un intervalo de confianza del 95%  de las 10-20 últimas estimaciones de umbral de olor para n-butanol reportadas por cada laboratorio. Para la determinación de la incertidumbre MU se usaron los niveles de valores medios ym en escala logarítmica y después se determinó el nivel de la suma de las medias mas la incertidumbre expandida logarítmica (ym+ U0,95(y)).

La media de las incertidumbres MU de todos los laboratorios arrojó un valor de 1,8 dB_od (decibelios de olor)(2) tal y como puede verse en la siguiente tabla.

Laboratorio ym (lineal) [ppb] U0.95(y) (lineal) [ppb] Nivel de ym [dBod] Nivel de ym+U0.95(y) [dBod] Nivel de MU [dBod] Lab_01 36.6 5.19 15.6 16.7 1.1 Lab_02 40.9 10.88 16.1 18.0 1.9 Lab_03 35.7 12.95 15.5 17.9 2.4 Lab_04 43.1 11.04 16.3 18.1 1.8 Lab_05 50.5 16.86 17.1 19.3 2.2 Lab_06 36.7 12.91 15.6 18.0 2.3 Lab_07 51.0 10.25 17.1 18.5 1.5 Lab_08 37.1 11.35 15.7 17.8 2.1 Lab_09 26.4 7.58 14.2 16.2 2.0 Lab_10 56.1 8.58 17.5 18.7 1.2 Lab_11 36.4 9.46 15.6 17.4 1.8 Lab_12 33.4 4.98 15.2 16.4 1.1 Lab_13 39.7 8.97 16.0 17.6 1.6 Lab_14 40.0 7.70 16.0 17.4 1.4 Lab_15 30.8 8.47 14.9 16.8 1.9 Lab_16 44.0 12.00 16.4 18.3 1.9 Lab_17 37.7 15.90 15.8 18.4 2.7 Lab_18 42.8 12.67 16.3 18.3 2.0 Lab_19 50.8 5.08 17.1 17.9 0.8

Tabla 2: Resultados de medidas repetidas. Reproducido con permiso del autor. Both, R.; Müller, F. (2011): Überlegungen zur Messunsicherheit bei olfaktometrischen Messungen – Eine Auswertung der n-Butanol-Daten von 19 Laboratorien. In: VDI Wissensforum GmbH (Hrsg.): Gerüche in der Umwelt. VDI-Berichte 2141, S. 43–54

Se realizó un ejercicio similar tomando una concentración de olor de ejemplo de 532 ou_E/m³ (≈ 27,3 dB_od) y observando los valores inferiores y superiores obtenidos según la incertidumbre calculada. Los resultados de este análisis se muestran en la siguiente tabla.

Laboratorio   Niel de MU (dBod) Resultado de la medida (dBod) Límite inferior (ouE/m3) Resultado de la medida (ouE/m3) Límite superior (ouE/m3) Lab_01 1.1 27.3 413 532 685 Lab_02 1.9 27.3 343 532 824 Lab_03 2.4 27.3 306 532 925 Lab_04 1.8 27.3 351 532 805 Lab_05 2.2 27.3 321 532 883 Lab_06 2.3 27.3 313 532 903 Lab_07 1.5 27.3 377 532 751 Lab_08 2.1 27.3 328 532 863 Lab_09 2 27.3 336 532 843 Lab_10 1.2 27.3 404 532 701 Lab_11 1.8 27.3 351 532 805 Lab_12 1.1 27.3 413 532 685 Lab_13 1.6 27.3 368 532 769 Lab_14 1.4 27.3 385 532 734 Lab_15 1.9 27.3 343 532 824 Lab_16 1.9 27.3 343 532 824 Lab_17 2.7 27.3 286 532 991 Lab_18 2 27.3 336 532 843 Lab_19 0.8 27.3 442 532 640

Tabla 3: Intervalo de confianza del 95%, dependiendo del nivel de incertidumbre. Reproducido con el permiso del autor. Both, R.; Müller, F. (2011): Überlegungen zur Messunsicherheit bei olfaktometrischen Messungen – Eine Auswertung der n-Butanol-Daten von 19 Laboratorien. In: VDI Wissensforum GmbH (Hrsg.): Gerüche in der Umwelt. VDI-Berichte 2141, S. 43–54

Posteriormente se volvió a repetir el análisis con una concentración de olor de 1000 ou_E/m³ (30 dB_od). Todos estos resultados muestran que los valores calculados tienen unas magnitudes plausibles, lo que hace que este método para la determinación de la incertidumbre de la muestra sea válido. Con este método, la supuesta transferabilidad de los olores en el medio ambiente puede calcularse mediante el uso del nivel de incertidumbre expandida sobre la base de los datos de n-butanol de un laboratorio. Asimismo, pueden estimarse los niveles de los límites inferior y superior en una escala lineal.

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En la siguiente ponencia, presentada por el Sr. Claus-Jürgen Richter, Director de iMA Richter & Röckle GmbH & Co. KG en Friburgo se expusieron las principales novedades de la nueva Norma VDI 3880, Toma de muestra estática en olfatometría de reciente publicación en octubre del año pasado.

La nueva norma VDI 3880, contiene los siguientes capítulos:

1. La planificación del muestreo y la medición

2. Requisitos generales para el muestreo

• Las condiciones de trabajo
• Equipo de muestreo
• Bolsa de muestreo
• Implementación de la toma de muestras
• Predilución
• Tiempo de muestreo
• Número de muestras
• Almacenamiento de muestras
• Transporte de muestras

3. Realización de muestreo según el tipo de fuente

• Fuentes activas
• Fuentes pasivas (ej. fuentes de difusas)

4. Aseguramiento de la calidad

A continuación se detallarán los puntos más importantes de cada uno de estos apartados.

1. Planificación de muestreo y medición

Para la planificación de la medición será necesario un conocimiento profundo de los procesos de las plantas. Será necesario conocer los procesos que se llevan a cabo, la producción de la planta, caudales de emisión. Para la planificación será necesario también indagar sobre la posible composición del gas que se va a analizar, ya que la protección de los panelistas es la principal prioridad.

2. Requisitos generales para el muestreo y análisis

2.1 Duración del muestreo

El período de muestreo será generalmente de media hora. Sólo en casos especiales, se podrán establecer excepciones específicas, debido a que los procesos operativos impidan la toma de muestra durante este tiempo. En este caso, deberá estar justificado convenientemente en el informe de medición. El caudal de extracción del sistema de muestreo deberá estar diseñado de tal manera que puedan recogerse hasta los caudales más pequeños.

2.2 Número de muestras

Si los resultados de las medidas van a usarse más tarde en un modelo de dispersión de olores, se deberá registrar en la medida de lo posible una distribución representativa de la situación de la planta. Como la relevancia de una fuente de olor depende tanto del caudal de olor como  de la duración de éste, deberán tomarse al menos tres muestras para cada “condición normal” de operación, independientemente de los niveles de emisión y la duración.

En el caso que los resultados de las medidas vayan a usarse para certificar el cumplimiento de un valor límite, el número de muestras a tomar y la forma de tomar estas dependerá de si la planta funciona normalmente en condiciones estables o si el proceso es variable.

En las plantas que funcionen en condiciones de trabajo estables, sin grandes variaciones, se deberán tomar al menos 3 medidas individuales en funcionamiento continuo con el caudal de olor establecido en condiciones de máxima carga y al menos una medición adicional en condiciones normales de funcionamiento.

En las plantas cuyo proceso industrial es variable con el tiempo se deberán tomar al menos muestras durante las 6 diferentes condiciones de funcionamiento que se estimen sean responsables de las mayores tasas de emisión de olor.

2.3 Promedio

Se deberá realizar la media geométrica (y no aritmética) de las medidas de concentración y de caudal de olor.

2.4 Almacenamiento de muestras de olor

El análisis de olfatometría deberá tener lugar en el intervalo de tiempo más corto posible después de la toma de muestra para minimizar los posibles cambios en las muestras durante el almacenamiento de éstas. El tiempo máximo de almacenamiento no deberá exceder de seis horas. Esto representa un acortamiento significante en el tiempo de análisis de una muestra con respecto a los requisitos de la norma EN 13725 que establece un máximo de 30 horas. Durante el transporte y el almacenamiento, la temperatura en las bolsas de la muestra no deberá subir por encima de 25 ° C.

3 Toma de muestras en fuentes puntuales, superficiales y volumétricas

3.1 Distinción entre fuentes activas y pasivas

La emisión de olores tiene lugar en la interfase entre la fuente de olor y la atmósfera libre. Por ello, serán necesarios diferentes métodos de toma de muestra dependiendo de la forma de esta interfase.

Para fuentes fijas (chimeneas y otros focos emisores) la emisión de olor dependerá en gran medida del caudal de olor vertido a la atmósfera. Por lo tanto, durante la medición de la sección transversal de flujo se podrán registrar los mayores caudales y concentraciones de olor. De esta forma puede calcularse fácilmente el flujo másico de las emisiones en unidades de olor por unidad de tiempo mediante una sencilla multiplicación.

No importa si se trata de la interfase líquido-aire (ej. aguas residuales, purines) o sólido-aire (ej. residuos, compost), los olores pueden transmitirse tanto por difusión como por convección a través del material (ej. bio-filtros, tanques aireados). Si la velocidad de salida de los gases odorantes es mucho mayor que la velocidad de difusión atmosférica, la fuente se denominará una "fuente activa". En caso contrario se tratará de una "fuente pasiva".

Según la teoría de la capa límite, la tasa de difusión está limitada por la resistencia de la subcapa laminar. La subcapa laminar es típicamente de unos pocos milímetros de espesor aunque puede extenderse hasta una grosor de unos 10 mm. Por ello, la tasa de difusión puede variar desde unos pocos milímetros por segundo hasta  10 metros por hora. Por comparación, en los biofiltros el caudal varía por lo general entre 50 m/h y 250 m/h.

En la Norma VDI 3880, el límite entre una fuente activa y una pasiva se establece por convención en 30 m3/(m2·h).

3.2 Fuentes puntuales activas

Las fuentes puntuales activas son por ejemplo los tubos de ventilación o chimeneas. El método de muestreo de estas fuentes se describe con precisión suficiente en las normas UNE EN 13725 y UNE EN 15259. La VDI 3880 se refiere a estas normas para la toma de muestra en este tipo de fuentes.

3.3 Fuentes superficiales activas

Las fuentes superficiales activas (o aireadas) son por ejemplo los biofiltros abiertos u otras superficies aireadas que tengan una caudal superior a 30 m3/(m2·h). En caso de que el caudal sea menor dicha fuente de emisión de olores deberá tratarse como pasiva.
Para fuentes activas es posible la determinación de la concentración de olor básicamente de dos maneras:

1) Cubrición total de la fuente o
2) Muestreo selectivo en diferentes sub-zonas.

La cubrición total es preferible al método del muestreo selectivo siempre que la superficie tenga un tamaño lo suficientemente pequeño que haga viable su cubrición. La cubrición total tiene la ventaja de que todo el caudal de olor sale por una abertura, y por lo tanto es posible la determinación de la intensidad total de la fuente con tan sólo unas pocas muestras. Asimismo puede determinarse con certeza el valor medio de la concentración de olor y el caudal total de olor.

En la práctica, se puede usar una lámina de polietileno con un espesor entre 0,10 mm y 0,15 mm, como por ejemplo la que se utiliza para el ensilaje en la agricultura. En cualquier caso el material de la cubierta debe tener poco olor por si mismo.

La lámina deberá fijarse de tal manera que no sea posible la entrada en la fuente de emisiones de las zonas periféricas. El dispositivo de fijación de la lámina deberá ser tan robusto, que permita inflar la lámina por completo. Una vez la lamina se encuentre inflada, no deberá tocar la superficie del filtro. En la VDI 3880 pueden encontrarse especificaciones adicionales para la total cubrición de una fuente.

El muestreo selectivo en determinados sectores del área de emisión tiene la ventaja de que permite conocer la distribución de flujos en una fuente superficial, lo que por ejemplo puede servir para saber el estado de un biofiltro abierto. En general se deberá usar una campana piramidal que cubra una superficie de 1 m2. En la VDI 3880 pueden encontrarse especificaciones adicionales para este dispositivo. La Directiva VDI-3880 proporciona asimismo orientación sobre el número de puntos de muestreo, el tamaño de las subáreas de muestreo y los métodos de evaluación.

3.4 Fuentes superficiales pasivas.

Las fuentes superficiales pasivas son aquellas cuyo caudal volumétrico por unidad de superficie es menor de 30 m3/(m2·h). Ejemplos de este tipo de superficies son los vertederos, decantadores de Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales/Servidas (EDARs/EDASs), pilas de compostaje, arquetas, tanques biológicos aireados o no, etc.

Para este tipo de superficies se espera una notable influencia de la velocidad de difusión en el caudal de emisión total y será necesario un dispositivo que cubra un área definida y a través del cual se haga pasar una corriente de aire limpio de olores a un caudal conocido. Los detalles de diseño de este dispositivo se discuten en detalle en la norma VDI 3880.

El número de puntos de medición de una superficie pasiva dependerá del tamaño y la homogeneidad de dicha fuente, por ejemplo, para una fuente pasiva homogénea de 100 m2 deberán tomarse por lo menos muestras en 3 puntos distintos de la superficie. Para fuentes superficiales no homogéneas (por ejemplo vertederos) el número de muestras deberá ser mayor.

3.5 Fuentes volumétricas pasivas.

Las fuentes volumétricas pasivas constan de un plano horizontal y otro vertical cuya extensión no puede ser despreciable. Este tipo de fuente comprende generalmente a edificios completos en los que los olores son emitidos a través de ventanas, puertas, respiraderos en el techo, etc situados a distintas alturas.

Este tipo de fuentes pueden medirse con un adecuado planeamiento, no obstante, en casos más complejos como por ejemplo en refinerías, este método no es adecuado y deberá usarse otro método para medir distancias de protección en base al penacho de dispersión mediante la norma VDI 3940 parte 2.
La tasa de flujo de un edificio no ventilado puede calcularse en base al número de renovaciones por unidad de tiempo. Del producto de la tasa de flujo por el volumen del edificio se obtiene el caudal de emisión difusa de dicho edificio.

Dado que el flujo en el interior de un edificio no siempre es uniforme, se deberán tener en cuenta los caminos preferenciales de flujo. Un método adecuado puede ser el uso de un gas trazador como el hexafluoruro de Azufre SF6 o el dioxido de carbono (CO2). En este caso puede calcularse el número de renovaciones hora mediante el método del decaimiento. En la norma se describe en detalle este método.
Los puntos clave de la nueva VDI 3880 son los siguientes:

1. Se establece un periodo de muestreo de media hora.
2. El tiempo de almacenamiento de las muestras previo a su análisis se limita a 6 horas.
3. Se describe en detalle la toma de muestras en fuentes pasivas
4. Se describen en detalle los métodos de predilución.

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La siguiente ponencia en el programa fue presentada por el Sr. Frechen, Jefe del Departamento de Urbanismo-Gestión del agua y del Instituto para el Agua, Residuos y Medio Ambiente, de la Universidad de Kassel. Esta ponencia fue pospuesta para el final ya que el ponente no pudo incorporarse en la primera fase de la conferencia. No obstante, al englobarse dentro del marco de la toma de muestra y la medida olfatométrica se comentará a continuación.

La presentación del Sr. Frechen versó sobre el concepto de Capacidad de Emisión de Olor (CEO) en inglés Odour Emission Capacity (OEC) de líquidos, sobre el que lleva varios años trabajando y que presentó por primera vez a la comunidad internacional en el 2004 en Colonia, Alemania. La CEO se define como la cantidad total de sustancias odorantes que pueden ser extraídas de un líquido mediante stripping en unas condiciones predeterminadas y se expresa en ouE/m3 líquido. En esta ocasión el Sr. Frechen habló sobre la elaboración de la nueva norma alemana VDI 3885/1 que detallará la medición de la CEO en líquidos.

En concreto se detallaron las siguientes ventajas de aplicación de la norma VDI 3885/1

1. Caracterización de los líquidos con respecto a la relevancia de su olor.
2. Caracterización de diversos efluentes industriales poco estudiados hasta el momento (Con la nueva VDI 3885/1 será posible incluso el establecimiento de límites y su posterior vigilancia).
3. Identificación de problemas en emisiones de olor. En este apartado se puso como ejemplo una gran planta de pintado de carrocerías (1800 coches/día)
4. Efectividad de los métodos de dosificación de productos químicos en colectores de aguas residuales: En este apartado se habló del colector Colonia/Mönchengladbach.
5. Verificación del Impacto por olores en cambios de procesos industriales: En este punto se habló del cambio de canalización de aguas residuales abierta a colectores a presión y su influencia en la emisión de olores.

Estimación de la liberación de olor en caídas de nivel de aguas residuales en canalizaciones de aguas residuales.

La CEO será una herramienta muy útil a la hora de diseñar sistemas de depuración de olores en sistemas de trasiego de líquidos (tuberías, canalizaciones, balsas, tanques, depósitos, decantadores, etc.) que supondrá una vuelta de tuerca más en la ampliación del conocimiento de la emisión de olores en aguas residuales tanto urbanas como industriales.

ACREDITACIÓN DE COMPAÑÍAS CONSULTORAS DE OLORES.

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Tras la pausa del café se pasó al siguiente bloque de conferencias dedicados a la acreditación de compañías consultoras de olores. Este bloque fue moderado por la Sra. Franzen-Reuter.

La primera ponencia de este bloque fue presentada por el Sr. Wagner, Jefe del Departamento en la ciudad alemana de Essen del Ministerio de Protección Climática, Medio Ambiente, Agricultura, Naturaleza y Protección del Consumidor de Renania del Norte-Westfalia. Su presentación tenía como título el aseguramiento de la calidad en la identificación de olores como base para la obtención de una acreditación.

La ponencia del Sr. Wagner vino a poner algo de luz sobre las notificaciones (Notifizierung o Bekanntgabe) y las acreditaciones (Akkreditierung) en Alemania.

En Alemania se han realizado grandes cambios tras tener en el pasado varias entidades de acreditación a nivel estatal⁽³⁾.

La determinación de las emisiones e inmisiones en Alemania se lleva a cabo por empresas privadas independientes cualificadas para estas tareas de medición a petición de operadores u organismos reguladores. La competencia técnica de estas empresas se confirma a través de una acreditación⁽⁴⁾ para una determinación particular.

La competencia incluye además del equipamiento técnico de los laboratorios de ensayo de acuerdo a las actividades previstas, la operación de un sistema de gestión de la calidad y una prueba de aptitud del personal responsable de la empresa acreditada, medida mediante informes cualificados y peritaje.

La prueba de la competencia de los laboratorios de ensayo acreditados y "notificados" con respecto a la implementación adecuada de los métodos de medida se rige por los resultados de sus participaciones en intercomparaciones de laboratorios. El criterio de evaluación es la precisión de los resultados de las medidas durante estas intercomparaciones junto con la estimación de las incertidumbres asociadas de las medidas. Asimismo se debe comprobar la experiencia en el empleo de los métodos de medida, el planeamiento y la evaluación de resultados.

Para determinadas investigaciones en el área legal regulatoria es necesario, además de una acreditación, el ser reconocido por las autoridades competentes. Para ello, son imprescindibles algunos requisitos adicionales además de unas pruebas de competencia profesional. Estos requisitos se someten a un control estatal continuo, el cual verifica tanto la calidad del método de medida como su aplicación y la documentación de los resultados.

La siguiente ponencia fue presentada por el Sr. Krieger, especialista y analista de la LGA Landesgewerbeanstalt una compañía de certificación con sede en Bavaria, Nuremberg. El título de la ponencia fue “Acreditación de compañías consultoras de olores según DIN EN ISO / IEC 17025, el enfoque del Servicio de Acreditación Alemán (DAkkS)”

El Sr. Krieger comentó que la obtención de una notificación de acuerdo con la sección 26 del Acta de Control Federal de Inmisión es un requisito previo para llevar a cabo determinaciones de olor y es por tanto necesaria para la mayoría de los laboratorios de ensayo olfatométricos en Alemania. La obtención de una notificación implica tanto el cumplimiento de los requisitos de la ISO 17025 como el cumplimiento de la directiva sobre notificaciones.

En la mayoría de los estados alemanes es el requisito previo para la finalización con éxito de un procedimiento de acreditación. En la ponencia del Sr. Krieger se expusieron las diversas causas que pueden influir en el tiempo necesario para obtener una notificación y/o una acreditación.

A pesar de que los procedimientos han mejorado de manera significativa a través de la participación en comisiones mixtas de cooperación entre el Dakks y las autoridades estatales, la notificación y la acreditación, son formalmente dos procesos independientes, cuya dilación en el tiempo no debe subestimarse. El Sr. Krieger comentó en su ponencia que es necesario en cualquier caso una adecuada planificación, con la necesaria antelación para asegurarse de antemano que todos los documentos están completos y cumplen con los estándares requeridos en cada caso.

La siguiente ponencia y última dentro de esta sesión dedicada a la acreditación de laboratorios de ensayo olfatométricos fue presentada por el Sr. van Harreveld, Director General del Grupo Odournet y tenía por título “La Práctica de las auditorías de Acreditación para la ISO 17025 en laboratorios de olfatometría en la Unión Europea.”

El Sr. Van Harreveld departió sobre las características especiales de la notificación alemana, señalando que no existe este tipo de figura en ningún otro país europeo. En teoría, un laboratorio de ensayo necesita tener una acreditación para poder tener una notificación, no obstante en la práctica, de los 28 laboratorios de olfatometría existentes en Alemania que operan de acuerdo con la norma EN 13725, tan sólo 15 se encuentran en la actualidad tanto acreditados como notificados ⁽⁵⁾.

La situación actual en Alemania, donde tanto la acreditación como la notificación coexisten en términos parecidos sin una definición clara sobre como estos dos mecanismos interactúan, parece contraria a la Directiva Europea 765/2008, que requiere una clara elección si se pretende mantener un sistema alternativo de notificación.

De los 28 laboratorios olfatométricos existentes en Alemania, tan solo 13 participaron en una prueba de intercomparación de laboratorios 2011 lo que, de acuerdo con el Sr. van Harreveld, es una causa de honda preocupación pues parece que los requerimientos para la acreditación en Alemania son menos exigentes que en otros países europeos.

En este sentido el ponente aconsejaba armonizar en la medida de lo posible los métodos y procedimientos de acreditación en Europa para reducir las diferencias aparentes en los niveles de rigurosidad de las auditorias de los laboratorios olfatométricos.

Tras una pequeña pausa en la que se debatieron los aspectos arriba mencionados, la jornada terminó por ese día.

PROGNOSIS DE OLORES.

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Esta parte de la conferencia fue moderada por el Sr. Both.

En la primera conferencia, el Sr Hartung, del Departamento de Tecnología de Procesos en la Agricultura de la Universidad de Christian-Albrechts departió sobre el estado de desarrollo de la parte 2 de la VDI 3894 "Emisiones e inmisiones en Granjas. Tipos de estabulamiento y emisiones. Sector porcino, bovino, avícola y caballar.", Método para Determinar la distancia (distancia de control). Olores.

El borrador ya terminado de la parte II de la VDI 3894 no ha sido aun aprobado⁽⁶⁾, al menos hasta la fecha de celebración de esta conferencia en Baden-Baden. La norma alemana VDI 3894 describe un método simplificado para la evaluación de la inmisión de olor en granjas mediante el cálculo de distancias de separación. Esta norma sustituirá a las normas VDI 3471, VDI 3472 y a los borradores de la VDI 3473 parte I y VDI 3474). La parte II de la VDI 3894 desarrolla lo descrito en la parte I que describe el estado de la técnica y las medidas necesarias para disminuir la emisión de olores en granjas porcinas, de vacuno, caballar y avícolas. En la parte I se describen también los valores límite de emisión de olores (también amoniaco y partículas en suspensión) a partir de los cuales es necesario el uso de un modelo de dispersión.

Las distancias mínimas de separación de granjas con respecto a núcleos habitados descritas en la norma alemana VDI 3894 parte 2 se han establecido de acuerdo con el estado actual de la ciencia y se han basado en los datos de numerosas mediciones de olor realizados a un gran número de granjas de cerdos, vacas, caballos y aves. Asimismo, se han tenido en cuenta los resultados de infinidad de cálculos llevados a cabo con el modelo de dispersión AUSTAL2000. Para la estimación de la distancias de separación de granjas con respecto a poblaciones se han tomado fuentes de emisión tipo y se han estudiado diferentes condiciones de propagación, basadas en la experiencia empírica con la ayuda en un cálculo regresional.

 Las distancias así determinadas se corresponden con ciertas frecuencias de olor en las proximidades de granjas que pueden evaluarse dependiendo de la situación de inmisión. A través del procedimiento descrito en la norma VDI 3894 parte II se establecen de forma simplificada las diferentes frecuencias de olor basadas en distancias de separación basadas en cálculos realizados con un modelo de dispersión. Además se establecen métodos para determinar la contribución total de olor para el caso de que existan varias granjas en las proximidades.

La ecuación usada para el cálculo de la distancia de separación es la siguiente:

R = a•Q^b + d_r

donde,

R: Distancia de separación
a: Coeficiente dependiente de la dirección del viento y de la frecuencia de olor horaria.
Q: Emisión de olor de la fuente (en ouE/s)
d_r: Separacion adicional dependiente de la geometría de la fuente

Para un análisis más detallado de la ecuación usada para determinar la distancia de separación y de los métodos para determinar la emisión de olor de múltiples granjas se recomienda consultar la VDI 3894 parte II⁽⁶⁾.

La siguiente ponencia de esta sesión fue presentada por el Sr. Puhlman, Jefe del Área de prognosis de la Inmisión, investigaciones de olor, análisis de activos de la TÜV NORD Umweltschutz GmbH & Co. KG en Hamburgo. Esta ponencia tenía como título Modelos de Dispersión. Límites de aplicación del Modelo AUSTAL2000G.

Las restricciones en el uso del modelo de dispersión de olores AUSTAL2000G y el modelo de diagnóstico de campo de vientos (TALdia) son normalmente más bien debidas a la poca disponibilidad de suficientes datos meteorológicos representativos que al propio modelo lagrangiano en sí.

En la mayoría de las ocasiones, los expertos tienen que hacer frente a situaciones que no están en el ámbito normal del modelo AUSTAL2000G por lo que se deben seleccionar métodos alternativos. Por ejemplo, una limitación de este modelo es que la altura de la fuente (comúnmente chimeneas) debe ser al menos 1.2 veces mayor que la altura del edificio donde se encuentra. En el caso de que la chimenea se encuentre cerca del tejado del edificio, pueden encontrarse soluciones pragmáticas mediante diferentes aproximaciones, lo que puede resultar en algunos casos en sobreestimaciones no deseadas.

La combinación con modelos de prognosis de campo de vientos a mesoescala puede ser una ayuda en los casos en que la pendiente del terreno sea demasiado grande en las áreas de estudio. En el caso de edificios próximos situados a sotavento de la fuente pueden usarse modelos predictivos a microescala combinados con AUSTAL2000G.

En general, no siempre es fácil encontrar la solución más adecuada. Muchos expertos no contemplan estas limitaciones, de tal manera que los resultados de las modelizaciones pueden ser cuanto menos discutibles. En la presente ponencia, el Sr. Puhlmann debatió sobre dos tipos de problemas comunes: 1) gran número de fuentes de emisión cerca del suelo y 2) fuentes de emisión cerca del suelo en terrenos con fuertes pendientes.

 En ambos casos se trataron las diversas aproximaciones llevadas a cabo para determinar la emisión de olor total en este tipo de situaciones.

La siguiente ponencia presentada por el señor Hartmann versó sobre las necesidades y oportunidades en la evaluación de la inmisión de olor en el contexto de una modificación substancial de una Autorización Medioambiental. El Sr Hartmann trabaja en el Instituto para la Protección Medioambiental ANECO GMBH en la ciudad de Mönchengladbach.

Con la introducción del procedimiento de Autorización de modificación substancial de una planta en virtud de la sección 6 ⁽³⁾ de la reglamentación alemana BImSchG (Acta de control federal de la inmisión) es posible otorgar una autorización, incluso aunque los valores de exposición sean excedidos. No obstante, esta regulación es la mejor alternativa posible para la evaluación de los olores, debido a la introducción previa de la Directiva de Inmisiones de olor.

En la ponencia presentada por el Sr. Hartmann, se expusieron dos casos de estudio de dos plantas sujetas al trámite de modificación substancial en las que los solicitantes tuvieron que identificar y remediar las emisiones de olor. En ambos casos se hizo uso de estimaciones siguiendo la VDI 3940 atendiendo a los valores establecidos en la guía GIRL además de medidas mediante olfatometría dinámica.

En este trabajo se expusieron las oportunidades y dificultades tanto de los solicitantes como de las autoridades reguladoras. Asimismo se discutió acera del uso de las frecuencias de olor horarias como herramienta de valoración del impacto por olor de una planta y se comparó con el uso de intensidades de olor para comprobar la efectividad de las medidas correctoras aplicadas.

Tras una pausa para el café se prosiguió hacia el siguiente bloque de ponencias titulado “Interpretación de los olores”.

INTERPRETACIÓN DE LOS OLORES.

La moderación de esta sesión de presentaciones la llevó a cabo el ponente anterior, el Sr. Hartmann.

En la primera ponencia de este bloque la Sra. Gallmann expuso los diferentes criterios para evaluar la existencia de olor en el entorno de Granjas. La Sra. Gallmann es Consejera Académica de Procesos de Ingeniería de Sistemas Ganaderos, del Instituto de Ingeniería Agrícola en la Universidad de Hohenheim.

Source VDI 3474-“ (2001)

Los enfoques para la evaluación de las emisiones de olores procedentes del ganado se puede dividir en 1) Regulaciones orientadas en las fuentes que regulan la distancia de separación y 2) Regulaciones que limitan la frecuencia de olor horaria o la concentración de olor. Ambos enfoques ofrecen formas para dar cuenta de las diferencias entre especies en el factor de ponderación de la masa animal, el número de animales o de las características del aire ambiente.

En este trabajo se describió el principio de evaluación para las distancias de separación para el ganado de diferentes especies mediante una ponderación de las fuentes, su transmisión al aire y los parámetros de inmisión. A continuación, se contrastaron estos cálculos con lo estipulado en la Directiva de Control de olores Alemana y con las legislaciones basadas en valores límite de exposición a los olores que hay en Holanda y otros países.

Por ejemplo, para una granja de 120 vacas lecheras estabuladas en cubículos la distancia de separación con respecto a un núcleo habitado puede variar dependiendo de si las condiciones climatológicas son adversas o favorables entre 59-98 m en Austria, 67-101 m en Suiza y entre 73 y 145 m en Alemania ⁽⁷⁾.

La siguiente ponencia fue desarrollada por el Sr. Both que debatió sobre algunas cuestiones de interpretación de la Directiva alemana GIRL ⁽⁸⁾.

La Directiva GIRL incluye un procedimiento para la detección y evaluación de las emisiones de olor y enlaza con el Acta de Control Federal de Inmisión Alemán (BlmSchG) y con las Instrucciones Técnicas de Control de la Calidad del Aire (TA Luft). La directiva GIRL se usa en todos los estados alemanes para evaluar las emisiones de olor y establece un marco de trabajo para que tanto expertos como funcionarios de los ministerios regionales de medio ambiente puedan llegar a una evaluación adecuada de la situación en el caso de que se prevean o existan emisiones de olor. No obstante, debido al gran número de escenarios posibles, aparecen siempre dudas a la hora del diseño de la prueba y de la toma de muestra.

En la ponencia presentada por el Sr Both, se discutieron diferentes e interesantes aspectos en relación con la Directiva GIRL y que pueden estar sujetos a diferentes interpretaciones. Los casos presentados fueron los siguientes: 1) la determinación del área de evaluación, 2) la inclusión de equipos de control de olores en granjas, 3) la consideración del rendimiento real o del autorizado para una planta, 4) los escenarios típicos en el caso de exceder el valor de inmisión y 5) Consideración de las emisiones de olor de vacas lecheras no estabuladas.

Cada uno de estos casos se trató en detalle, señalando las posibles dudas e interpretaciones de la Directiva alemana GIRL.

La siguiente ponencia corrió a cargo de la abogada C. Mohr que presentó su visión sobre la gestión de las emisiones de olor en el planeamiento urbanístico: designación de áreas de construcción próximas a áreas industriales y distribución de las componentes de emisión de olor en los planes de ordenación urbanística.

Las emisiones de olor pueden representar un problema importante si los responsables del desarrollo urbanístico de un núcleo urbano planean diseñar nuevas áreas residenciales cerca de actividades potencialmente emisoras de olores. Durante el proceso de desarrollo del planeamiento urbanístico, deben tomarse en cuenta de la forma más razonable posible, los intereses de las industrias emisoras de olores. Previo a la evaluación ambiental del citado desarrollo, todos los intereses públicos y privados deben considerarse con mucho cuidado. Esto no sólo incluye los intereses de las compañías para mantener su producción sino que debe considerarse la expansión potencial de las industrias locales. Si los conflictos debidos a emisiones de olor son probables, es inevitable realizar una detallada consideración y modificación posible del plan de desarrollo urbano.

El mismo principio es aplicable en el desarrollo de nuevas ampliaciones para industrias potencialmente emisoras de olores en el entorno de áreas residenciales. De acuerdo con la Ordenanza Federal de Utilización Urbanística, deben establecerse medidas correctoras en el plan de desarrollo urbanístico para prevenir conflictos con los habitantes de zonas residenciales por emisiones de olor.

Tras una pequeña pausa, se continuó en el último bloque de presentaciones en el que se trataron diversos casos de estudio.

CASOS DE ESTUDIO Y PROYECTOS

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Este último bloque de ponencias fue moderado por el Sr. Koch.

La primera ponencia de este bloque corrió a cargo de la Sra. Hammerbacher, Directora Ejecutiva de Hammerbacher GMBH consulting & projects en la ciudad alemana de Osnabrück  y tenía como tema el potencial para resolver conflictos mediante el diálogo con los vecinos en conflictos por olores - un caso de estudio de un área industrial con un gran número de fuentes de olor.

En esta interesantísima ponencia, la Sra. Hammerbacher comentó que el potencial de molestias por olores está influenciado de manera subjetiva, aun cuando la incidencia y las características de los olores puedan controlarse con métodos reconocidos. Por tanto, el potencial de conflicto  o la resolución de conflictos debidos a emisiones de olor dependen de factores tales, que sólo pueden abordarse a través de una acción comunicativa.

Por tal motivo deben coexistir nuevas razones para alcanzar un espacio abierto para todos los intereses, construir un entendimiento mutuo, reconocer áreas de trabajo y encontrar soluciones concretas y flexibles a los conflictos por olores. Para ello, la autora define una serie de requisitos para la aceptación de la emisión de olores, la cual divide en varias categorías.

1. Aceptación pasiva mediante ignorancia, que implica el silencio como consentimiento, y una sensación de falta de importancia.
2. Aceptación pasiva mediante resignación, en la que los vecinos piensan que no se puede no hacer nada, lo que trae consigo emociones latentes y posibles conflictos.
3. Aceptación activa mediante el entendimiento, que implica que la población vecina asuma que el olor es aceptable y que podría ocurrir de vez en cuando.

En este sentido la Sra. Hammerbacher define la aceptabilidad, como un término construido por intereses, percepciones y expectativas de un grupo de personas.

La autora propone estudiar a fondo la situación planteándose las siguientes preguntas: ¿Quién está "afectado"?¿En qué aspectos está afectado?¿Qué se espera del diálogo?¿En qué grupos se llevará a cabo el modelado de la opinión? y ¿Quien está interesado en dialogar?

La autora propone un espacio para una dinámica de conflictos según se refleja en la siguiente figura.

Gráfico 3. Espacio de dinámica de conflictos. Reproducido con permiso de la autora. Fuente: Hammerbacher

Es muy importante para la investigadora, la precisión en la resolución de conflictos.
En la siguiente tabla define una serie de malentendidos que pueden dar lugar a potenciales conflictos y un área clara en la que hay que trabajar para resolverlos.

Tipo Causa Tratamiento Conflicto de intereses El conflicto se percibe correctamente. Ejemplo: malos olores Solución o compromiso Conflicto latente Un conflicto ya existente, que se desplaza. Ej: eventos históricos Transparencia Conflicto asignado incorrectamente Existe un conflicto entre las partes equivocadas. Ej: Residentes y empresa A en vez de empresa B. Transparencia Conflicto delimitado incorrectamente Las partes discuten sobre cosas diferentes. Ej: Riesgos de la salud en vez de emisiones de olor Transparencia Conflicto de percepciones El conflicto depende de circunstancias que no son percibidas: Ej. Otros emisores de olor Transparencia Conflicto aparente El conflicto surge de malos entendidos/percepciones erróneas. Ej. Preferir olores el fin de semana Transparencia

Tabla 4: Precisión en la resolución de conflictos. Reproducido con permiso de la autora, VDI Gerüche in der Umwelt. Fuente: hammerbacher, de acuerdo con Fietkau, WZB, 2000.

La comunicación y el dialogo estructurado entre los que sufren los olores y los que lo emiten, da la posibilidad de que tanto el emisor como su impacto real aprendan a conocerse mejor. Permite la comunicación directa y el contacto personal entre los responsables de la planta y los representantes de la población afectada. Esto cambia la interpretación y la valoración subjetiva del emisor de las emisiones desde la perspectiva de los residentes locales y de los grupos sociales. En esta línea, se expuso el caso de estudio concreto de la gestión de conflictos que se llevó a cabo en un área industrial en la que existían 4 empresas potencialmente emisoras de olor y que estaba cerca de una población en la que existían numerosas quejas por olores.

En este interesante caso tipo se describe con detalle las preparaciones para el dialogo con los vecinos afectados, la construcción de una línea de comunicación directa, el diálogo entre las empresas denunciadas, el balance realizado tras la primera toma de contacto y se detalla la relación entre la medición objetiva de un olor y la percepción subjetiva de éstos.

La siguiente ponencia fue presentada por  el Sr. Geburek y versó sobre la representación de series temporales para describir las emisiones de olor de granjas de pollos y su impacto en el resultado de una predicción de inmisión.

Las emisiones de olor en la ganadería dependen de la masa de animales estabulados. En las granjas avícolas, y en particular en las granjas de pollos de engorde, esta emisión de olor aumenta 60 veces más durante los cortos ciclos de cría de 40 días. Esto influye en el comportamiento de la dispersión y en las inmisiones resultantes. En su ponencia el Sr. Geburek mostró diferentes escenarios dependiendo las emisiones consideradas.

Para ello se partió de una granja de pollos con 39.000 animales con una superficie de 1788 m² y con 16 focos de emisión con un caudal medio de 21000 m³/h. La altura de los focos se estableció en 10 m y la velocidad de viento media en 7 m/s.
Con estos datos se consideraron 3 tipos de emisiones:

1. Emisiones constantes de 60 ou_E/s por unidad ganadera
2. Emisiones dependientes del tiempo de 180 ou_E/s por unidad ganadera
3. Emisiones dependientes de la superficie de la granja y de la temperatura.

Para cada uno de estos escenarios se llevo a cabo un modelado de la dispersión de olores y se compararon los resultados entre sí, mostrándose el camino hacia un cálculo más adecuado de estas emisiones y guiándose el proceso de autorización ambiental de una instalación ganadera.

La siguiente ponencia fue presentada por el Sr. Broer, Director del Departamento de emisiones e inmisiones del Instituto de Suelo y Medio Ambiente, LUFA Nord-West, en Oldenburgo. En esta ocasión el ponente habló sobre la reducción de la emisión de olor en granjas mediante la depuración del aire de extracción. - Qué confianza merecen las equipos de depuración certificados en la práctica?

El instituto LUFA, con más de 150 años de actividad, tiene una probada solvencia en numerosos ámbitos, entre los que destaca el ganadero.

Es posible evaluar la capacidad de un equipo de depuración de gases atendiendo a varios esquemas. Por ejemplo, el Centro de Pruebas de la Asociación Alemana de Agricultura (DLG) tiene un protocolo de testeo para “equipos de depuración de olores en granjas” mediante una prueba Signum. Desde el año 2005 se ha medido la capacidad de varios equipos de depuración de olores, sobre todo biofiltros y filtros biológicos percoladores (biotrickling).

Además del rendimiento en depuración de olores, amoniaco y partículas, se ha determinado las dimensiones del equipo, el consumo de electricidad, agua y productos químicos, se ha revisado la gestión, los gastos de mantenimiento y la seguridad de las personas y de los equipos.

Durante los años 2010 y 2011, el instituto LUFA Nord-West ha llevado a cabo la evaluación de las medidas oficiales de 96 equipos de depuración. De estas 96 medidas, 56 correspondieron con auditorias iniciales y 40 fueron comprobaciones tras un periodo de tiempo en funcionamiento.
Durante las evaluaciones se observó que 17 de estos 96 equipos de depuración superaron los criterios establecidos como límite. En algunos casos el olor del gas del gas de entrada era detectable en el aire limpio de salida y en otros se sobrepasó el valor límite de 300 ou_E/m³.

Es decir, un 18% de los equipos de depuración de olores no cumplían los criterios de depuración establecidos. En realidad todas las superaciones del valor límite de 300 ou_E/m³ se asociaron averías en los sistemas de depuración debidas casi exclusivamente a una falta de mantenimiento de los equipos.
Como conclusión, el Sr. Broer señaló que las investigaciones muestran que es esencial una vigilancia regular para el buen funcionamiento de los equipos.

La última ponencia de estas conferencias y por ende la última de este bloque, corría a cargo de la Sra. Schwarzböck, pero en su lugar cerró la conferencia el Sr. Frechen. Sin embargo, en este artículo se sigue el orden establecido en el programa inicial, puesto que ya se ha comentado anteriormente la ponencia del Sr. Frechen.

La Sra. Schwarzböck, técnico del Centro de Competencia del Agua en Berlín habló sobre el uso de narices electrónicas como una herramienta para la gestión de olor en Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales/Servidas (EDARs/EDASs).

En las impresionantes instalaciones del Centro de Competencia del Agua en Berlín se están llevando a cabo una serie de experimentos en un circuito canalizado de agua de grandes dimensiones. En este circuito, por el que circula agua residual procedente de la ciudad de Berlín, se van a probar las habilidades de cuatro sistemas sensores de multigas (algunas veces llamados Narices Electrónicas) disponibles en el mercado en la actualidad. Está previsto que los primeros resultados estén disponibles en 6 meses, en los que se simularán las condiciones reales de proceso a fin de comprobar la aplicabilidad de estos sistemas para la gestión de olores en canalizaciones con aguas residuales urbanas.

En la actualidad no existe ninguna norma o guía para llevar a cabo una prueba de estas características, por tanto, se ha desarrollado un método, que permitirá una valoración orientada a la aplicabilidad y la innovación de cada sistema siguiendo en cierta manera la metodología de la EN ISO 9169. Los criterios establecidos se adaptarán y se ampliaran a los conceptos de medida de las Narices Electrónicas y las condiciones experimentales. El programa de investigación está diseñado de tal forma que se abarcarán diferentes casos de aplicación (por ejemplo, la planificación de una estrategia de dosificación de aditivos para el control de emisiones de olor en alcantarillas).

Este es el primer experimento de este tipo que se hace con Sistemas Multisensores Multigas de diversos fabricantes a tan gran escala y servirá para conocer las ventajas y limitaciones de este tipo de equipos.

Con esta ponencia, la conferencia sobre olores en el medio ambiente se dio por concluida con un balance muy positivo por parte de los asistentes. Son ya varios años de conferencias de la Asociación de Ingenieros Alemanes VDI y debo decir que tanto el contenido como la organización de éstas son siempre inspiradoras e interesantes.

En este año, no hubo traducción simultánea como el año anterior, así que la asistencia de público disminuyó considerablemente si se compara con la que tuvo lugar en 2009 en el mismo lugar, también quizá debido al clima económico actual. Desde luego, no ha se ha batido el record de asistentes de la conferencia organizada en el 2007 en Bad Kissingen o en Colonia en el 2004.

Este artículo ha sido financiado en parte por la empresa LABAQUA.

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NOTAS:

(1) Denominación propuesta por el grupo de contaminación por olores de la CONAMA.

(2) En analogía con la unidad usada comúnmente para ruidos (dB), el nivel de olor puede expresarse en decibelios (dBod), siempre que se refiera a una concentración umbral de referencia de 1 ouE/m3. El decibelio de olor se define como el logaritmo decimal de la concentración de olor, multiplicado por 10.

(3) Legislación estatal en España y Alemania representan dos términos muy diferentes. La legislación estatal en Alemania se refiere a las diferentes legislaciones de cada uno de los 16 estados alemanes, así que cuando se habla de legislación “estatal” se refiere a 16 regulaciones diferentes. Para hablar de la legislación nacional se hace referencia a la legislación “federal”. En la práctica, un estado alemán y una comunidad autónoma española tienen prácticamente las mismas competencias en el campo del medio ambiente, así que:

legislación estatal alemana ≈legislación autonómica española
legislación federal alemana ≈ legislación estatal española.

(4) A diferencia del resto de países europeos, Alemania no tenía una entidad de acreditación única, sino un sistema fragmentado de unas 20 entidades de acreditación privadas y públicas. Sin embargo, a raíz del Reglamento Europeo (CE) Nº 765/2008, se hizo necesaria la creación de una única entidad de acreditación. El Dakks (Deutsche Akkreditierungsstelle GMBH) comenzó a funcionar el 1 de enero de 2010. Esta entidad de acreditación alemana tiene la dificultosa tarea de reunir los diferentes criterios existentes, entre ellos los relativos a la concesión de “acreditaciones” y de "notificaciones".

(5)Cuatro laboratorios alemanes tienen notificación pero no están acreditados y 9 laboratorios tienen acreditación por la Dakks y sin embargo no tienen notificación.

(6)Los documentos y normas VDI se encuentran en idioma alemán durante la fase de su elaboración y en borrador, traduciéndose al inglés cuando se publican como aprobados.

(7) 89-145 m si se sigue la VDI 3474-E y 73-125 m según la norma VDI 3894-2VE.

(8) GIRL es la denominación en alemán de la Geruchsimmissions-Richtlinie, es decir la Directiva sobre olores en el medio ambiente.

TABLAS:

Table 1: Precision (r) and accuracy (A) for 19 laboratories. Reproduced with permission of the author. Both, R.; Müller, F. (2011): Überlegungen zur Messunsicherheit bei olfaktometrischen Messungen – Eine Auswertung der n-Butanol-Daten von 19 Laboratorien. In: VDI Wissensforum GmbH (Hrsg.): Gerüche in der Umwelt. VDI-Berichte 2141, S. 43–54

Tabla 2: Resultados de medidas repetidas. Reproducido con permiso del autor. Both, R.; Müller, F. (2011): Überlegungen zur Messunsicherheit bei olfaktometrischen Messungen – Eine Auswertung der n-Butanol-Daten von 19 Laboratorien. In: VDI Wissensforum GmbH (Hrsg.): Gerüche in der Umwelt. VDI-Berichte 2141, S. 43–54

Tabla 3: Intervalo de confianza del 95%, dependiendo del nivel de incertidumbre. Reproducido con el permiso del autor. Both, R.; Müller, F. (2011): Überlegungen zur Messunsicherheit bei olfaktometrischen Messungen – Eine Auswertung der n-Butanol-Daten von 19 Laboratorien. In: VDI Wissensforum GmbH (Hrsg.): Gerüche in der Umwelt. VDI-Berichte 2141, S. 43–54

Tabla 4: Precisión en la resolución de conflictos. Reproducido con permiso de la autora, VDI Gerüche in der Umwelt. Fuente: hammerbacher, de acuerdo con Fietkau, WZB, 2000.

GRÁFICOS:

Gráfico 1: Precisión r y exactitud A para n-butanol de acuerdo con la EN 13725. Reproducido con permiso del Sr. B. Maxeiner., 2011, VDI Gerüche in der Umwelt.

Gráfico 2: Precisión (r) de una supuesta medida de 532 ouE/m3 de cada laboratorio de ensayo para un intervalo de confianza del 95%. Reproducido con permiso del autor. Both, R.; Müller, F. (2011): Überlegungen zur Messunsicherheit bei olfaktometrischen Messungen – Eine Auswertung der n-Butanol-Daten von 19 Laboratorien. In: VDI Wissensforum GmbH (Hrsg.): Gerüche in der Umwelt. VDI-Berichte 2141, S. 43–54

Gráfico 3. Espacio de dinámica de conflictos. Reproducido con permiso de la autora. Fuente: Hammerbacher.

 

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Contenido

Olores

¿Qué son los olores?

  Un olor se define como la sensación resultante de la recepción de un estimulo por el sistema sensorial olfativo. La manera en que se evalúa la respuesta humana a un olor depende de la propiedad sensorial particular que se esté midiendo. Las cuatro propiedades fundamentales de los olores son la Concentración, Intensidad, Carácter y Tono Hedónico. El efecto combinado de estas propiedades está relacionado con el grado de molestia (o placer) que pueden causar los olores.

 Concentración de olor.

  La concentración de olor está bien definida en una Norma Europea, traspuesta a diferentes legislaciones en Chile, Colombia, Australia y Nueva Zelanda. Según la norma EN 13725 la concentración de olor es “el número de unidades de olor europeas por metro cúbico en condiciones normales”. La concentración de olor se mide en unidades de olor europeas y su símbolo es ou_E.

  En resumen la concentración de olor tiene unas características parecidas a los decibelios en cuanto a que está basada en una propiedad relacionada con uno de los sentidos del ser humano. En general la concentración de olor es una unidad que se calcula a partir del número de veces que hay que diluir un gas para que pueda ser detectado por un grupo de personas seleccionadas o panel. Lo que se calcula es la media geométrica de los umbrales de olor individuales de cada panelista.

¿Pero qué es el umbral de olor?

 El umbral de olor de cualquier odorante es la concentración de este a partir de la cual una persona es capaz de olerlo.

  Se puede explicar con un ejemplo sencillo: Supongamos que tenemos una muestra de un gas oloroso (u odorante) y la diluimos 10.000.000 veces. Es probable que cuando se de a oler a un panelista, no detecte olor. Si vamos diluyendo la muestra cada vez menos, llegará un punto en el que este panelista pueda oler la muestra diluida. De esta forma, si una muestra se ha diluido 30 veces, se estima que la concentración de olor inicial de la muestra es 30 ou_E... para ese panelista en concreto, claro. Suponiendo que se ha hecho el mismo procedimiento con un mínimo de 4 panelistas con el mismo gas, se lleva a cabo la media geométrica de los umbrales de olor individuales de cada panelista y de esta forma se calcula la concentración de olor de este odorante.

 Intensidad de un olor.

  En realidad, el dato de concentración de olor no da mucha información. La intensidad de olor sin embargo da un grado de en que medida un olor es molesto o dicho de otra manera, la intensidad de un olor es la fuerza con la que se percibe la sensación de olor.

  Supongamos en otro ejemplo que una muestra de olor en una chimenea de una fábrica, tiene una concentración de 30.000 ou_E. Usando un modelo de dispersión calculamos que en un pueblo cercano a la fábrica se puede detectar una concentración de olor de 7 ou_E y en otro punto diferente, más alejado del pueblo la concentración de olor es de 1 ou_E. ¿Quiere decir esto que la molestia es 7 veces mayor en el primer punto que en el segundo?

  La respuesta es NO.

  Por desgracia, la magnitud “concentración” no es una magnitud lineal y depende de muchos factores. Un olor puede ser indetectable cuando supera una cierta concentración, puede variar su tono hedónico y pasar a ser agradable, o puede olerse extremadamente fuerte con una concentración de 2 ou_E indistinguible de cuando su concentración es 7 ou_E, etc.

  Varios autores han tratado de hallar una relación entre la intensidad de olor y la concentración de olor. La siguiente ecuación desarrollada por Stevens define la relación entre intensidad de olor (I) y concentración (C), donde K es una constante y n es el exponente.

  ó también.

  Éstas formulas se conocen como la ley de Stevens. Para olores, n varia entre aproximadamente 0,2 y 0,8 , dependiendo de la sustancia olorosa.

  Para una sustancia olorosa con n igual a 0,2, una reducción de la concentración de 10 veces decrece la intensidad percibida en tan solo un factor de 1,6; en contraste, para una sustancia olorosa con un n igual a 0,8 una reducción de la concentración 10 veces disminuye la intensidad percibida en un factor de 6,3.

  Cuando los olores se van a detectar en el campo, la intensidad de los olores se determina mediante las inspecciones de campo. La determinación se realiza bajo las mismas condiciones que para la determinación del umbral de olor. Este tipo de técnica se describe en las guías alemanas VDI 3881 hojas 1-4 y 3882 hoja 1. La intensidad varía en este caso desde el nivel “no perceptible” (0) hasta el “extremadamente fuerte” (6). En la siguiente tabla se muestran los distintos niveles de intensidad de olor para inspecciones de campo.

Olor	Nivel de intensidad
No perceptible	0
Muy debilmente perceptible	1
Debilmente perceptible	2
Distinguible	3
Fuerte	4
Muy fuerte	5
Extremadamente fuerte	6

 Carácter del olor ó Calidad del olor.

  El carácter de un olor o calidad de un olor es aquella propiedad que identifica un olor y lo diferencia de otros olores con la misma intensidad. La calidad de un olor es caracterizada mediante un método conocido como escalado multidimensional o perfilado. En este método, el olor es definido por el grado de similitud a un conjunto de olores de referencia o el grado por el que se corresponde con una escala de varios términos descriptivos. El resultado de estos tests da lo que se llama el perfil del olor.

Imagen 1: Típicos descriptores de olores. Fuente: St. Croix Sensory

 Tono Hedónico.

  El tono hedónico es la propiedad de un olor relativa a su agrado o desagrado, es decir es un juicio de categoría del placer o no-placer relativo del olor.

  Debemos hacer sin embargo una distinción entre la aceptabilidad y el tono hedónico de un olor. Cuando se evalúa el tono hedónico de un olor en un laboratorio en el contexto neutral de una presentación olfatométrica, el panel es expuesto a un estímulo controlado en términos de intensidad y duración. El grado de agrado o desagrado en este caso es determinado siempre dependiendo de las experiencias personales y asociaciones emocionales de cada miembro del panel.

  Otras propiedades

  Aunque intensidad, concentración, caracter y tono hedónico son propiedades intrínsecas de los olores, hay otros parámetros importantes relacionados con los olores que tienen una cierta importancia, en algunos casos fundamental. Por ejemplo, la persistencia de un olor está relacionada con la cantidad de tiempo que un olor permanece en el ambiente. La frecuencia de un olor es el tanto por ciento en tiempo que es posible detectar un olor (por ejemplo en la Norma alemana VDI 3940 la frecuencia de un olor definida como el tanto por ciento de horas al año que se detecta un olor, es el parámetro que define los límites de inmisión de olores)