·         Principio.

El material particulado es succionado isocinéticamente de la fuente y colectado sobre un  filtro de fibra de vidrio que se mantiene a una temperatura de 120 ± 14 °C. El material particulado, que incluye cualquier material que se condensa a la temperatura de filtración, es determinada gravimétricamente después de la remoción del agua no combinada.

Ya que la definición de material particulado no es consistente en todos los casos, el material particulado colectado podría obtenerse al pesar: (1) el filtro, (2) la sonda, (3) los burbujeadores, y (4) el solvente de extracción para permitir el ajuste de la determinación de material particulado para ser consistente con la regulación aplicable.

·         Aplicabilidad.

Este método es aplicable para la determinación de las emisiones de material particulado de fuentes fijas o estacionarias.

·         Selección del diámetro de la boquilla de muestreo.

La selección del diámetro de la boquilla es una decisión muy importante en el muestreo isocinético, ya que el área de la boquilla afecta fuertemente la velocidad de muestreo. Generalmente, los equipos de muestreo para emisiones incluyen un set de varias boquillas intercambiables con diámetros de 3, 5, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 14 y 15 mm (Ver figura 5.19). De este set, la mejor boquilla es aquella que permite el isocinetismo (velocidad del gas en la boquilla de muestreo igual a la velocidad del gas en la chimenea) a un caudal de muestreo aproximadamente igual al caudal de diseño óptimo (0.0212 m3/min).

Boquilla 5.19. Boquilla de muestreo.

Para seleccionar el diámetro ideal de la boquilla se requiere efectuar un recorrido preliminar, este consiste en medir los siguientes parámetros:

-         Presión de velocidad en cada punto.

-         Temperatura del gas en la chimenea en cada punto.

-         Presión estática.

-         Presión barométrica.

-         Asumir o determinar el porcentaje de humedad.

Con los datos del recorrido preliminar, se determina el diámetro ideal de la boquilla para el muestreo:

                                                                    (5.27)

En la cual:

Dn =  Diámetro de la boquilla, mm.

Qm =  Caudal a través del medidor de gas seco, normalmente 0.0212 m3/min.

Pm =  Presión absoluta en el medidor de gas seco, mm Hg.

Tm =   Temperatura promedio en el medidor de gas seco, K.

Cp =  Coeficiente del tubo pitot.

Bws = Fracción volumétrica de vapor de agua en la corriente gaseosa.

Ts =   Temperatura promedio del gas en la chimenea, K.

Ms =  Masa molar del gas en la chimenea, g/mol.

Ps =   Presión absoluta en la chimenea, mm Hg.

 = Presión de velocidad promedio del gas en la chimenea, mm H2O.

La presión absoluta en la chimenea se puede hallar con la ecuación 5.5, sin embargo, para ahorrar tiempo se puede asumir igual a la presión atmosférica. De igual forma, la presión absoluta y la temperatura promedio en el medidor de gas seco se pueden asumir iguales a la presión atmosférica y a la temperatura ambiente respectivamente, ya que la seleccionar el diámetro ideal de la boquilla es el primer paso para la realización del muestreo isocinético.

El valor entregado por la ecuación 5.27 se deberá aproximar al diámetro de la boquilla existente o disponible más cercano; generalmente se aproxima a la boquilla existente menor.

El procedimiento para seleccionar el diámetro ideal de la boquilla descrito arriba es para muestreadores de chimenea manuales. Para muestreadores automáticos se deben seguir las instrucciones del menú.

Ejemplo 5.4: Calcular el diámetro de la boquilla ideal para realizar el muestreo isocinético con los datos del ejemplo 5.3.

Solución:

Reemplazando los siguientes datos en la ecuación 5.27 se tiene:

Qm  =  0.0212 m3/min

Pm =  640 mm Hg (Se asume la presión atmosférica)

Tm =   295 K (Se asume la temperatura ambiente)

Cp =  0.84

Bws = 0.11

Ts =   663.5 K

Ms =  28.72 g/mol

Ps =   639.78 mm Hg (Se hubiera podido asumir la presión atmosférica)

 = 5.89 mm H2O

Dn= 9.16 mm

Como no hay una boquilla de 9.16 mm, se aproxima al diámetro de la boquilla existente o disponible más cercano, es decir 9 mm.