Monitorización de polvo y tormentas de arena

Transient

La frecuencia e intensidad de las tormentas de polvo y arena en muchas partes del mundo están en constante aumento debido a las sequías y al cambio climático. La gravedad de este tipo de tormentas se prevé que aumente en los próximos años.

Estas tormentas de polvo pueden durar horas o días y causar un daño enorme e imponen una pesada carga a la sociedad con sus efectos físicos, tales como la reducción de la visibilidad, vientos fuertes, cielo oscurecido, granizo y relámpagos.

Tales tormentas de polvo, así como ciertas actividades industriales,  tienen un impacto negativo sobre la salud humana: reducen la visibilidad,  se depositan en la piel y en la ropa, se infiltran en los edificios e incluso en los alimentos y el agua potable dejando una sensación arenosa permanente en la boca.

Los instrumentos tradicionales de control de polvo, ya sean basados en muestreadores puramente gravimétricos o monitores continuos que utilizan microbalanza oscilante de elemento cónico (TEOM) o Atenuación Beta (BAM) por sí solos no pueden hacer frente a las cargas altísimas de partículas producidas por estas tormentas. Los filtros de estos instrumentos se obstruyen rápidamente y no pueden realizar más mediciones hasta que un técnico sustituye los filtros y cintas de filtro. En las tormentas de polvo este mantenimiento es imposible.

Por lo tanto, en los últimos años se ha planteado la necesidad de una tecnología alternativa que no esté basada en filtros y pueda hacer frente a cargas de polvo extremadamente altas, que requieran un mantenimiento mínimo y puedan funcionar con energía solar. Este tipo de sistemas se ha utilizado en regiones como el desierto de Gobi en China para el seguimiento continuo de las tormentas de polvo.

Estos instrumentos han demostrado que pueden medir episodios de tormentas de polvo con un solo mantenimiento cada 12 meses. Que es posible la comunicación a distancia y que estos sistemas no sólo pueden proporcionar una alerta temprana para eventos de polvo, sino que además tienen la precisión y la sensibilidad  adecuadas para ser una herramienta muy útil para medir los cambios de visibilidad en función de las horas.

De hecho, este tipo de instrumentos están siendo utilizados por todo el mundo, incluyendo todos los departamentos medioambientales regionales en Australia para medir la visibilidad ambiente, así como proporcionar una indicación precisa de episodios de partículas

Instrumentación

Nefelómetro Integrador

Aurora 3000 Integrating Nephelometer

El Nefelómetro integrador Aurora 3000 está diseñado para medir las partículas en suspensión que impactan directamente en la visibilidad

Los nefelómetros integradores miden directamente la luz dispersada por las partículas a volumen de muestra determinado. La cámara de muestreo y fuente de luz están confinados en un pequeño espacio de manera que el instrumento hace un "punto" o medida localizada de dispersión. Si el detector se coloca en paralelo a los fotones incidentes, sólo aquellos fotones que se dispersen serán detectados. La radiación dispersada se integra en un amplio intervalo de ángulos de dispersión (hacia delante, hacia atrás y en los laterales) en una banda definida de longitudes de onda visibles. Dado que la totalidad de luz dispersa en una trayectoria es la misma que la reducción de la luz en un haz debido a la dispersión, el nefelómetro integrador proporciona una estimación directa de la retrodispersión (“backscatter”). La retrodispersión es una excelente medida de la visibilidad ambiental y se ha demostrado tener una fuerte correlación con la concentración de partículas ambientales.

El Aurora 3000 utiliza una fuente de luz LED de larga duración que emite a 525 nm. El Aurora mide el espectro visual que se correlaciona más estrechamente con la vista humana, proporcionando la mejor medida posible de visibilidad ambiente.

Los nefelómetros Aurora ofrecen muchas ventajas cuando se mide tanto las concentraciones alta o baja de partículas en ambientes extremadamente hostiles:

  • LED de larga duración con una vida útil prevista de más de 5 años
  • Fuente de luz  LED DE 525 nm (aproximadamente el alcance visual humano)
  • Amplio rango dinámico visual desde 10 m hasta 200 km
  • Celda de medida interna de gran tamaño para prevenir la obstrucción de las superficies de muestreo
  • Bajo nivel de mantenimiento, (típicamente un cambio del filtro de cero cada 6 meses y limpieza de la celda de medida cada 12 meses)
  • Fácil limpieza de la celda de medida
  • Necesidad de alimentación: 15 vatios de potencia lo que es adecuado para su uso con paneles solares, eliminando la necesidad de alimentación de red
  • Calentador de muestra interna controlada por unos sensores de humedad relativa para eliminar los efectos debidos a la niebla.
  • Amplio rango de temperaturas: de -10 a 60 ° C, lo que elimina la necesidad de cabinas con aire acondicionado
  • Comunicación remota a través de 3G, NextG, radio,
  • Correlación demostrada con los Métodos equivalentes de la EPA Estadounidense para PM2.5
  • Cumple con la norma australiana AS / NZS 3580.12.1:2001 Determinación de dispersión de luz - Método de Nefelómetro Integrador.