Experiencias en la aplicación de la Normativa Alemana VDI 3880:2011, en muestreos de olores en Chile

Expirado

sesion3 vergara06    Durante años se ha cuestionado el cómo realizar en forma objetiva la medición y cuantificación de olores en el aire ambiente y dentro del cual toma especial relevancia la etapa de muestreo. Se ha avanzado muchísimo al alero de importantes respaldos metodológicos como lo son EN 13725:2004 y VDI 3880:2011.

H. Vergara1 y V. Zorich M.1

1 Ecometrika, Av. Américo Vespucio 2296, Conchalí, Santiago, Chile, www.ecometrika.com, hvergara@ecometrika.cl, vzorich@ecometrika.cl.

 

Palabras clave: Olor, VDI 3880:2011, muestreo, medición, fuentes difusas, fuentes puntuales.

 

Resumen

    Durante años se ha cuestionado el cómo realizar en forma objetiva la medición y cuantificación de olores en el aire ambiente y dentro del cual toma especial relevancia la etapa de muestreo. Se ha avanzado muchísimo al alero de importantes respaldos metodológicos como lo son EN 13725:2004 y VDI 3880:2011. Esta última referida al muestreo representativo de las condiciones de emisión y molestia odorante. En nuestra experiencia, hemos recogido situaciones que presentamos mencionando parámetros que influyen en la toma de muestra. Existen directrices para llevar a cabo un muestreo válido y representativo, y también surgen situaciones particulares que nos hacen “improvisar” cumpliendo el resguardo técnico y el equilibrio entre el respaldo metodológico y aplicación. Procesos discontinuos, variabilidad en la emisión, condiciones operacionales especiales y un sinfín de diferentes situaciones pueden llegar a presentarse durante las labores de terreno o de campo. Es aquí donde la experiencia de quienes deban ejecutar y analizar los datos es crucial. Las metodologías de muestreo hoy vigentes han sido un avance extremadamente significativo tanto para formar los ingenieros a cargo, como para alcanzar en la práctica, la representatividad mencionada. El reto es que, si bien la guía comprende los principales puntos claves para estandarizar un muestreo de olores, el criterio profesional del especialista en olores es igualmente importante para decidir el manejo de situaciones como procesos discontinuos, variabilidad de proceso, etc.

 

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1. Introducción

    La comunidad científica mundial, especialmente dedicada al área medio ambiental, tuvo un importante avance al establecer la metodología para determinar la concentración de olor de fuentes puntuales y difusas mediante olfatometria dinámica establecida en la norma Europea EN 13725:2003. Esta metodología implementada inicialmente en Europa ha sido homologada en países de distintos continentes por su aplicabilidad y entregar en forma técnica las directrices para conocer de manera objetiva la medida del olor. No obstante, la primera dificultad surgida fue el cómo proceder para la obtención de la muestra en forma válida y representativa, naciendo así un importante respaldo metodológico como lo es la Norma Alemana VDI 3880:2011, referida específicamente al punto de partida de la medición en forma objetiva y científica de los olores: El muestreo.

 

2. Desarrollo del tema

    Entre los puntos importantes referidos a los alcances de la VDI 3880:2011, se mencionan los tipos de fuentes a muestrear, las metodologías de muestreo de dichas fuentes, las características generales y particulares a considerar durante el muestreo, las condiciones y tiempos requeridos para la obtención de un óptimo resultado durante el análisis de las muestras, etc. No obstante, en forma recurrente se presentan condiciones y situaciones particulares en las labores de terreno mientras se lleva a cabo el muestreo que requiere de tomar rápidas decisiones, improvisando para adaptar las condiciones dadas y alcanzar el equilibrio entre la metodología propuesta y su aplicación real. Es así como en el presente presentamos algunas experiencias reales implementadas en Chile.

2.1 Tipos de fuentes

    Si bien la definición y características de las fuentes de emisión de olor han sido descritas en varias normas metodológicas y artículos científicos relacionados con la emisión de olor, a continuación resumimos las características principales de dichas fuentes.

a) Fuentes puntuales: Corresponden a fuentes estacionarias de emisión canalizadas al ambiente en la cual son descargadas emisiones gaseosas al ambiente. Este tipo de fuentes corresponden principalmente a chimeneas, ductos, etc. y en el mayor de los casos presentan características que alcanzan temperaturas mayores a la temperatura ambiente y en algunas situaciones de altos de humedad, por ejemplo, las emisiones de este tipo de fuentes presentan una amplio rango de temperaturas que oscilan generalmente entre 20-750°C, y humedades que van desde 0 a 100%HR. Los niveles de emisión de las fuentes puntuales están dadas principalmente por los procesos con los cuales están relacionadas.

b) Fuentes difusas: Corresponden a fuentes también estacionarias que cuentan con una superficie o área de emisión en contacto directo con el ambiente. Este tipo de fuentes corresponden principalmente a lagunas, estanques abiertos, piscinas, campos abiertos, pilas de compostaje, biofiltros de lecho abierto, etc. Entre las características principales de estas fuentes se encuentran fuentes difusas pasivas (sin aireación o ventilación natural) y fuentes difusas activas (con aireación o ventilación forzada), y aplica a líquidos o sólidos.

c) Fuentes fugitivas: Corresponden a fuentes que no cuentan con un único punto o área de emisión. Son fuentes difíciles de identificar y controlar y como su nombre lo indica, considera fugas no controladas de emisiones al ambiente, dadas en general por emisiones accidentales de equipos presurizados, y/o emisiones irregulares de gases de proceso. Entre este tipo de fuentes se pueden encontrar fugas, despiches, roturas en tuberías, naves industriales, etc.

d) Fuentes móviles: Corresponden a fuentes en constante movimiento o en tránsito. Si bien en su mayoría pueden ser puntuales o difusas, no obedecen a un patrón estacionario de emisión.

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Figura 1. Fuentes puntuales.
 
Figura 2. Fuentes difusas.
 
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 Figura 3. Fuentes fugitivas.
 
Figura 4. Fuentes móviles.
 

 

2.2 Muestreo general de las fuentes de emisión

    Para contar con resultados representativos a partir del análisis de olfatometría, es importante un muestreo que lo represente en forma certera y lo más real posible. Para ello, la nueva norma metodológica VDI 3880:2011 entrega importantes herramientas para cumplir con el objetivo planteado, y en nuestra experiencia en Chile, ha sido un valioso apoyo metodológico.

2.2.1 Generalidades del muestreo

¿Cuanto debe durar el muestreo?

    El tiempo de muestreo de una muestra de olor debe considerar en general, media hora. Y por cada foco, lo recomendable es tener un mínimo de 3 muestras.

¿Cuándo muestrear?

    Una interrogativa parte de todos y cada uno de nuestros proyectos es el o los momentos específicos de emisión para llevar a cabo las tareas de muestreo en terreno. Cuando no se cuenta con información de características constantes de emisión en las fuentes a muestrear. En nuestra experiencia, una herramienta para complementar las directrices indicadas en la norma VDI 3880:2011 ha sido disponer de monitores de registro continuo de gases odorantes de referencia (por ejemplo NH3, H2S y COV’s) que nos ha permitido conocer la tendencia respecto al perfil de emisiones de las distintas fuentes a muestrear. En paralelo, muestrear en al menos 3 horarios distintos (horario AM, PM y Nocturno) y días diferentes contribuyen a un muestreo representativo.

¿Cuántas muestras se deben levantar en terreno?

    Este aspecto es uno de los más importantes considerados en la norma VDI 3880:2011, aplicable en la mayoría de los casos, y hay situaciones particulares presentadas en terreno que requieren del trabajo de expertos, en especial en fuentes difusas.

    En fuentes puntuales, está cubierta en forma en forma más extensa y específica. Se recomienda considerar al menos 3 muestras por fuente siendo cada muestra obtenida en horarios distintos de tal forma que permita conocer el perfil de emisiones de la fuente.

    Respecto a las fuentes difusas, por las características propias de este tipo de fuentes que cuentan con una superficie de emisión, la recomendación indicada en la norma VDI 3880:2011 es considerar al menos el 1% de la superficie total de emisión como la superficie a muestrear. De esta forma, se puede calcular el área exacta a muestrear estimando el número de muestra acorde al número de metros cuadrados que esta superficie posee. Para estimar el número de muestras, primero se debe definir el tipo de muestreo a aplicar, muestreo simple el cual considera una muestra por cada metro cuadrado a muestrear o muestreo compuesto, el que considera parcializar la toma de cada muestra con hasta 10 puntos de muestreo, cada uno conformado por 1 metro cuadrado de emisión. El principal problema que se presenta este punto de la norma se basa en cuando se debe tener un alto número de muestras lo cual eleva los costos de ejecución del muestreo y/o los lugares de acceso a las fuentes a muestrear que a veces se encuentra limitado.

    Para el muestreo en fuentes difusas, es primordial conocer las características de la superficie, identificando las zonas de homogeneidad en las fuentes, de tal forma de parcializar el muestreo y abarcar puntos representativos de muestreo en la superficie.

 

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Figura 5. Superficie sólida no homogénea.
 
 Figura 6. Imagen térmica superficie no homogénea.
 
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Figura 7. Superficie líquida homogénea.
 
Figura 8. Imagen térmica superficie homogénea.
 

 

2.3 Situaciones particulares en terreno

    En muchos casos, las características de emisión están dadas por las características operacionales, por ejemplo producciones batch, como también por condiciones estructurales de las fuentes, por ejemplo, pasarelas en estantes clarificadores.

Ejemplo de estimación de la emisión cuando existen variaciones operacionales: En una empresa de cocción de subproductos avícolas para la obtención de harina cuya materia prima es plumas de aves y la otra principal materia prima es vísceras, existe una fuente puntual en la cual se canalizan los procesos de cocción de 3 digestores, 2 de ellos con operación en batch para la cocción de plumas y 1 de ellos con operación continua para la cocción de vísceras. Lo anterior nos obligó a identificar cada una de las etapas de los ciclos de cocción por batch (Tabla 1), para finalmente estimar la emisión por cada ciclo completo de emisión, esto es considerando la operación de los 3 digestores ON en un periodo de 4 horas (Tabla 2).

 

Tabla 1. Etapas por ciclo de operación de cocción de plumas (batch)

Etapa por ciclo

1

Carga

2

Pre-Hidólisis

3

Hidrólisis

4

Secado

Tabla 2. Esquema de estimación de emisión por hora y ciclo de producción

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Ejemplo de estimación de la emisión cuando existen fuentes con distintos tipos de superficie: En una planta de tratamiento de aguas servidas, existen lagunas de aireación en cuya superficie existen zonas aireadas y no aireadas, lo anterior obliga a determinar el porcentaje de zona aireada y no aireada de la laguna, y con la información de concentración de olor obtenida del muestreo directo en la fuente según los procedimientos referidos al muestreo de superficies liquidas aireadas y de superficies no aireadas, se puede determinar la emisión total de la laguna.

Tabla 3. Esquema de estimación de emisión por tipo de superficie

Planta

Fuente

Cantidad

CO [ouE/m3]

EEO por área [ouE/m2s]

Área [m2]

EEO por fuente [ouE/m2s]

PTAS

Laguna 2 con Aireación

1

6,345

66

14

3,295,899

PTAS

Laguna 2 sin Aireación

1

933

83.5

39,486

PTAS: Planta de Tratamiento de Aguas Servidas
CO: Concentración de Olor
EEO: Emisión Estimada de Olor

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Figura 9. Muestreo en una fuente con superficie aireada y no aireada

Ejemplo de estimación de la emisión decreciente en el tiempo: Existen situaciones particulares en que se ejerce la aplicación una única vez ya sea al día, a la semana, al mes, etc, de productos generadores de olor cuya emisión presenta una curva de variación ya sea en creciente o en forma más común decreciente. Para lo anterior es recomendable conocer el perfil de emisiones e idealmente conocer el valor de emisión residual. Lo anterior se puede obtener muestreando en distintos horarios respecto a la aplicación de los productos de tal forma de tener una primera muestra a tiempo cero, e ir muestreando por ejemplo cada una hora hasta tener una curva representativa del ciclo de emisión de la superficie en cuestión.

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Figura 10. Muestreo en una fuente con variación de emisión en el tiempo
Tabla 4. Variación de la Concentración de Olor en el tiempo

15-04-2010

Muestra

Hora

Tiempo

CO [ouE/m3]

M1

8:52

0

1432

M2

9:52

1

1215

M3

10:52

2

1132

M4

11:52

3

950

M5

12:52

4

871

CO: Concentración de Olor

3. Conclusiones

    La implementación de la norma VDI 3880:2011 ha proporcionado un importante y fundamental avance científico en lo que medición objetiva del olor se refiere. Por otro lado, una importante forma de llevar a cabo un muestreo olfatométrico en forma correcta, objetiva y representativa, es optimizando la parametrización de los aspectos relevantes a la hora de llevar a cabo el muestreo y análisis olfatométrico. Para ello se requieren profesionales dedicados íntegramente a este tema.

    Si bien existen directrices normativas, que de seguro serán complementadas en el futuro, sólo el manejo y experimentado criterio en el muestreo, pronto análisis de las muestras, retroalimentación oportuna al equipo de terreno y experiencia del staff, permite alcanzar el equilibrio entre el respaldo metodológico y las condiciones reales de campo tanto al enfrentar condiciones estructurales y operacionales en los distintos rubros industriales.

 

4. Referencias

Frenchen, F.B. (2008) Odour Sampling – International Conference on Environmental Odour Monitoring and Control.
http://hrzvm162.hrz.uniassel.de/web/SiwawiDokumente/pdf/publikationen/vortraege/2008/G_NOSE2008_Keynote_Rom_2008-07-08_P_SD.pdf (fecha de consulta: 15/08/2012).
Norma Chilena. NCh 3190:2010. 2010. Calidad el Aire – Determinación de la concentración de olor por olfatometría dinámica. (Santiago, Chile).
Norma Europea. EN 13725:2003. 2003. Air Quality – Determination of odour concentration by dynamic olfactometry.
Richter, C.J., Frenchen, F.B., 2009. Odour and VOCs: Measurement, Regulation and Control. Sampling for Olfactometric Measurement: The New VDI guideline 3880. Kassel (Alemania) p. 129-138.
Verein Deutscher Ingenieure. VDI 3880:2009. 2009. Olfaktometrie – Statische Probenahme. Draft (Berlin, Alemania).
Verein Deutscher Ingenieure. VDI 3880:2011. 2011. Olfactometry – Static Sampling (Berlin, Alemania).

 

 

 

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