Antes de programar tu próxima medición, asegúrate de que tu chimenea cumple con los requisitos que marca la norma. Un diagnóstico de chimeneas te ayuda a detectar si un diseño incorrecto puede comprometer la validez del monitoreo y generar problemas de cumplimiento ambiental.
En primer lugar, es fundamental que las empresas se adhieran a los límites máximos permitidos de emisiones contaminantes, los cuales se encuentran claramente definidos en normativas como la NOM-085-SEMARNAT-2011 y la NOM-043-SEMARNAT-1993.
Para evaluar estos contaminantes de manera precisa, existen métodos específicos para llevar a cabo su medición. Uno de estos métodos es la medición del flujo de gases en un conducto a través del tubo Pitot, el cual está estandarizado en la NMX-AA-009-1993-SCFI. Este método es aplicable en situaciones donde la velocidad de los gases supere los 3 m/s (9.84 ft/s) en promedio y los conductos tengan diámetros internos iguales o mayores a 10 cm (3.94 in).
Para aplicar este método con precisión, se deben realizar cálculos que consideren diversas condiciones de la chimenea, como su diámetro, altura, niveles y secciones, así como el número y la ubicación de los puertos de muestreo. También es esencial contar con plataformas seguras que permitan a los técnicos ambientales llevar a cabo las mediciones de manera segura y en total conformidad con la normativa.
Es importante destacar que muchas empresas cometen errores comunes en el proceso, desde no disponer de los puertos de muestreo requeridos en sus chimeneas hasta ubicarlos a alturas incorrectas o no cumplir con la cantidad de puertos estipulada por la norma. Asimismo, la falta de plataformas seguras para los técnicos ambientales puede ser un problema frecuente.
Por esta razón, en este artículo te ofrecemos una guía que te servirá como punto de partida para evaluar el estado actual de tus chimeneas en relación con la normativa. No obstante, siempre es esencial consultar a un experto en temas ambientales que pueda verificar si tus chimeneas cumplen o no con los requisitos establecidos por la norma.
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Caracterización de Chimeneas
Primero que todo, hay que conocer nuestras chimeneas. Existen aquellas que son de base circular, y aquellas que asemejan a prismas con base rectangular.
Chimenea circular
Podemos considerar la anatomía de nuestros ductos circulares con los siguientes elementos:
- Puerto de muestreo: orificio o perforación que se hace en un conducto para realizar la toma de parámetros de muestreo.
- Diámetro interno del ducto: segmento de recta que pasa por el centro y une dos puntos opuestos en la circunferencia interna del ducto.
- Plataforma de muestreo: Estructura de soporte externa a una chimenea, que presente las condiciones de seguridad necesaria para el acceso y estancia en ella de al menos dos personas. Su objetivo es facilitar la realización de muestreos de contaminantes y la determinación de la velocidad y flujo de los gases.
- Altura total del ducto: distancia comprendida entre la última perturbación o la base de la chimenea y el punto más alto de la misma, es mínimo 10 veces su diámetro; 8 diámetros aguas arriba y 2 diámetros aguas abajo.
- Perturbación: Todo aquello que altere el trayecto laminar del flujo: equipo, reducción y ampliación de diámetro, codo, ventilación, entrada de gas, etc.
- Aguas abajo: Dirección hacia donde sale la corriente gaseosa.
- Aguas arriba: Dirección de donde proviene la corriente gaseosa.
- Escalerilla de ascenso: deben ser de alta seguridad, preferentemente de tipo marino.
Diámetro
Conforme a la NMX-AA-009-1993-SCFI existen 3 tipos de chimeneas circulares según su diámetro interior:
- Tipo A: 10 cm < D < 20 cm
- Tipo B: 20 cm < D < 30 cm
- Tipo C: D > 30 cm
Hay que tener en cuenta que la norma no contempla las chimeneas con diámetro interno igual a 10 cm, como tampoco aquellas con diámetro interno igual a 20 cm. Se sugiere usar el siguiente arreglo:
- Tipo A: 10 cm ≤ D ≤ 20 cm
- Tipo B: 20 cm < D < 30 cm
- Tipo C: D ≥ 30 cm
*Ductos con D < 10 cm no aplica el método planteado en esta norma.
Puertos de muestreo: resistencia y dimensiones
Los puertos de muestreo deben ser suficientemente resistentes para soportar una fuerza cortanteLos puertos de muestreo pueden variar en tipo y dimensiones en función del diámetro interno del conducto, conforme a los criterios establecidos en la norma, como se detalla a continuación:
Para diámetros internos ≥ a 30 cm: se deberá contar con puertos suficientemente resistentes para soportar una fuerza cortante de 100kg (220.46lb), una fuerza radial de 25kg (55.11lb) y una fuerza lateral de 25kg (55.11lb) con un diámetro nominal de 10cm (4in) y 7.62 cm (3in) de extensión con brida ciega. de 100 kgf (220.46 lbf), una fuerza radial de 25 kgf (55.11 lbf) y una fuerza lateral de 25 kgf.
Para diámetros internos ≥ a 10 cm, pero < a 30 cm: se deberá contar con orificios de muestreo con un diámetro de 4 cm (1.57 in), sin extensión de puerto.
Número de puertos de muestreo y ubicación
El número de puertos u orificios de muestreo requeridos en la chimenea, así como su ubicación, están determinados por su diámetro interno.
- Diámetros internos ≥ a 250 cm: cuatro puertos distribuidos a lo largo del perímetro de la chimenea a 90 grados entre sí, ubicados en el nivel uno de muestreo.
- Diámetros internos ≥ 30 cm, pero < a 250 cm: dos puertos a 90 grados entre sí, ubicados en el nivel uno de muestreo.
- Diámetros internos ≥ 10 cm, pero < a 30 cm: Un orificio de muestreo instalado en cada uno de los dos niveles de muestreo.
Altura a la que se colocan los puertos de muestreo
Los puertos deberán colocarse a una altura tal que conserve la relación de ocho diámetros corriente aguas arriba de la última perturbación del flujo, ocasionado por expansión, contracción, codo, ventilación u otro; y dos diámetros a la salida.
Nota: Es importante considerar que, en conductos con un diámetro interno menor a 30 cm, la distancia entre la última perturbación y el primer nivel de muestreo debe ser, como mínimo, de 8 diámetros. Asimismo, la distancia entre el primer y el segundo nivel de muestreo también deberá ser de al menos 8 diámetros. Se mantiene la especificación de contar con al menos dos diámetros a la salida del conducto.
Plataformas
Las plataformas deberán contar con escalerilla de ascenso de alta seguridad, preferentemente de tipo marino, y ser capaces de soportar una carga de 400 kg (881.89 lb). Deberán contar con un contacto para suministro de corriente eléctrica monofásica (60HZ C.A. 127 V y 15A) y tener suficiente iluminación y protección necesaria para evitar cortos circuitos.
El tipo de plataforma está a raíz del número de puertos y la cantidad de plataformas al número de niveles del ducto.
Chimenea rectangular
Podemos considerar la anatomía de nuestros ductos con forma rectangular o cuadrada con los siguientes elementos:
Diámetro equivalente
En este tipo de conductos, con fines técnicos y normativos, particularmente al emplear metodologías de medición desarrolladas para conductos circulares, se recurre al uso del diámetro equivalente.
Este valor representa el diámetro de un conducto circular que tendría un comportamiento hidráulico y de desarrollo de flujo similar al del conducto rectangular que se está midiendo, permitiendo así la aplicación de criterios de distancia mínima, distribución de puntos y toma de lecturas. Se calcula de acuerdo con la siguiente expresión:
Conforme a la NMX-AA-009-1993-SCFI existen 3 tipos de chimeneas circulares según su diámetro:
- Tipo A: 10 cm ≤ Deq < 20 cm
- Tipo B: 20 cm < Deq < 30 cm
- Tipo C: Deq ≥ 30 cm
*Ductos con Deq < 10 cm no aplica el método planteado en esta norma.
Puertos de muestreo
Las características de los puertos de muestreo en tanto resistencia son iguales a las chimeneas circulares.
Número de puertos de muestreo
El número de puertos de muestreo depende directamente del diámetro equivalente del ducto.
Diámetros equivalentes ≥ 30 cm: La normativa establece lo siguiente: “Deben colocarse el número de puertos necesarios que cumplan con el criterio mínimo de puntos a muestrear.” Para conductos con un diámetro equivalente mayor o igual a 30 cm, el número mínimo requerido de puntos de muestreo es 12.
Aunque no se especifica un número exacto de puertos, estos deben ser los necesarios para permitir una distribución adecuada de los puntos de muestreo. En este sentido, el ducto podrá contar con 1, 2, 3, 4, 6 o 12 puertos, los cuales deberán estar distribuidos horizontalmente, de manera equidistante, sobre la cara frontal del conducto, en el nivel 1 de muestreo, siendo cuatro puertoslo más común y recomendable.
Diámetros equivalentes ≥ a 20 cm, pero < a 30 cm: Tres orificios de muestreo distribuidos horizontalmente a lo largo de la cara frontal del conducto, ubicados de manera equidistante en los niveles 1 y 2 de muestreo.
Diámetros equivalentes ≥ a 10 cm, pero < a 20 cm: Dos orificios de muestreo distribuidos horizontalmente a lo largo de la cara frontal del conducto, ubicados de manera equidistante en los niveles 1 y 2 de muestreo.
Altura a la que se colocan los puertos de muestreo
Al igual que en las chimeneas circulares, los puertos deberán colocarse a una altura tal que conserve la relación mínima de 10 diámetros, ocho diámetros corriente aguas arriba de la última perturbación del flujo y dos diámetros a la salida.
Nota: De la misma forma que los conductos circulares, es importante tener en consideración que conductos con equivalente menores a 30 cm, la distancia de la última perturbación al nivel 1 de muestreo deberá ser mínimo 8 diámetros y la distancia entre el nivel 1 al nivel 2 de muestreo de igual manera deberá ser mínimo 8 diámetros. La especificación de los dos diámetros a la salida se mantiene.
Plataformas
Para el caso de las chimeneas cuadradas o rectangulares, la norma no hace mención específica de la geometría de la plataforma, sin embargo, es importante que los ductos cuenten con una plataforma fija o desmontable adecuada que asegure la integridad física de los trabajadores y la correcta toma de muestra.
En resumen
Garantizar que las chimeneas presentes en mi empresa cumplan con lo establecido en la NMX-AA-009-1993-SCFI es un proceso fundamental para asegurar el cumplimiento de la conformidad de las normativas en materia de emisiones a la atmósfera. Ya sea que tengas chimeneas circulares o de forma rectangular o cuadrada, es esencial considerar factores como el diámetro interno, la altura y el tipo, número y ubicación de los puertos de muestreo, así como la resistencia y dimensiones de estos puertos. Además, las plataformas utilizadas deben cumplir con estándares de seguridad y capacidad de carga específicos.
Garantizar una adecuada caracterización de tus chimeneas es un paso fundamental para el monitoreo preciso de las emisiones a la atmósfera. Esto contribuye a preservar la calidad del aire y proteger el medio ambiente. Además, asegurar que tus sistemas de monitoreo cumplan con la normativa vigente es clave para la sostenibilidad de tu empresa y el bienestar de la comunidad.
Recuerda que en el Centro de Calidad Ambiental ponemos a tu disposición nuestro Laboratorio de Emisiones a la Atmósfera para la elaboración de inventarios de emisiones y el cumplimiento de las normas oficiales mexicanas: NOM 085 y NOM 043.
Para consultar la norma completa visita:
https://www.geografica.com.mx/img/Normatividad/NMX-ATMOSFERA/NMX-AA-009-1993-SCFI.pdf