Download informe referente a intercomparación de analizadores automáticos

DIRECCIÓN GENERAL
PARA EL CAMBIO CLIMÁTICO
INFORME REFERENTE A
INTERCOMPARACIÓN DE ANALIZADORES
AUTOMÁTICOS DE PARTÍCULAS
PM10 FRENTE AL METODO DE
REFERENCIA.
1.- Introducción:
El Real Decreto 1073/2002, de 18 de octubre, sobre evaluación y gestión de
la calidad del aire ambiente en relación con el dióxido de azufre, dióxido de
nitrógeno, óxidos de nitrógeno, partículas, plomo, benceno y monóxido de carbono,
establece como método de referencia para el muestreo y análisis de PM 10 el
descrito en la norma UNE-EN 12341 “Calidad del aire- Determinación de la
fracción PM10 de la materia particulada en suspensión. Método de referencia y
procedimiento de ensayo de campo para demostrar la equivalencia de los métodos
de medida al de referencia”.
Según dicha norma el método de referencia para el análisis de partículas
PM10, es el método gravimétrico aplicado a filtros captados en determinados
captadores/muestreadores con periodos de funcionamiento diarios.
Por otro lado existen equipos analizadores de partículas en continuo que
facilitan información sobre el contenido de partículas de forma cuasi instantánea, o
al menos con una referencia horaria, los métodos de análisis empleados por estos
equipos no son el método de referencia establecido en la normativa citada, pero
sin embargo, aportan una ventaja adicional, ya que posibilita la realización de un
seguimiento en base horaria de los niveles registrados y con ello, posibilitan
establecer relaciones de los niveles de inmisión, con las emisiones en el entorno y
los escenarios meteorológicos.
Si se utiliza el método de muestreo y medida de referencia, los métodos
gravimétricos manuales, la información sobre los niveles de material particulado
registrados se obtiene con varios días de retraso respecto al muestreo; además la
medida tiene una resolución de 24 h. Sin embargo los métodos de medida en
tiempo real permiten obtener los registros con carácter inmediato, lo cual es de
elevada importancia a la hora de establecer el correcto diagnóstico y aportar
información a la población en caso de necesidad. La resolución horaria de la
medida permite la identificación de procesos y fuentes de emisión con impacto
directo en la calidad del aire.
El Grupo de la Comisión Europea sobre material particulado, elaboró la
“GUIA PARA LOS ESTADOS MIEMBROS DE LA UE SOBRE MEDIDA E
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INTERCOMPARACIONES DE MEDIDAS DE PM10 CON EL METODO DE
REFERENCIA” como documento orientativo para realizar la intercomparación de
cualquier equipo de medida de partículas frente al método de referencia.
Con el objeto de realizar una validación de los datos obtenidos del
analizador de partículas en continuo, por parte de la Conselleria de Medi Ambient,
Aigua, Urbanisme i Habitatge, se ha considerado adecuado realizar un ejercicio de
intercomparación de los resultados obtenidos por el analizador frente a los
resultados obtenidos por el método de referencia establecido en el R.D 1073/2002.
2.- Equipos a ínter comparar:
La Red Valenciana de Vigilancia y Control de la Contaminación Atmosférica,
dispone de una estación automática de control de la contaminación, ubicada en la
calle Filipinas s/n de Valencia, referenciada con el código 46250030 y denominada
Valencia Pista de Silla.
En dicha estación se encuentra instalado el analizador en continuo de
partículas marca GRIMM modelo 1.107, nº serie 7F030025, basado en el método
de difracción de rayo laser o scatering.
El equipo se instaló durante el mes de agosto de 2009 y previamente había
sido sometido a una ejercicio de intercomparación frente a un equipo equivalente
al de referencia establecido en la EN-1234-1 Este ejercicio se realizó entre el 10 de
marzo y el 21 de abril de 2009. Como resultado de dicho ejercicio se aplicaron los
siguientes factores de corrección/correlación:
PM10 = 1.04 * Valor Grimm
PM2,5 = 0.96* Valor Grimm
Estos factores se implementaron en el sistema de adquisición de datos
mediante la creación de un campo calculado duplicación de la señal del analizador
y aplicando el factor de corrección. De esta manera se mantiene sin altera la señal
recibida del analizador que se almacena en un canal identificando como PM 10 s/c.
Por otra parte la Red Valenciana de Vigilancia y Control de la
Contaminación Atmosférica dispone de un captador de partículas de alto volumen
de la marca DIGITEL modelo DA-80H nº serie 684. El modelo DA-80H tiene
demostrada su equivalencia frente al método de referencia recogido en la norma
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EN-1234-1 (verificación realizada por UMEG- Gesellschaft für Umweltmessungen
und Umwelterhebungen mbH, D-76185 Karlsruhe).
3.- Metodología empleada:
La intercomparación, siguiendo las especificaciones recogidas en la GUIA
se ha realizado comparando los resultados obtenidos por ambos equipos. El
muestreo se realizó durante periodos de seis días de forma alterna.
De acuerdo con la misma se han recogido 30 Filtros correspondientes a
periodos de 24 horas muestreados entre las 00:05 horas y las 23:59 horas con un
volumen medio de 30 m3 /hora.
Las partículas PM10 se recogen en filtros de microfibra de cuarzo Munktell,
modelo MK 360. Estos filtros fueron tarados previamente en el Laboratorio de
Salud Pública de Valencia. Tras el muestreo de partículas fueron reenviados al
citado laboratorio, donde una vez estabilizados se procede a la determinación de
la cantidad de partículas retenidas en el filtro mediante pesada. Los ensayos
gravimétricos realizados por el Laboratorio de Salud Pública de Valencia se
encuentran acreditados por AENOR.
4.- Resultados obtenidos:
En la tabla 1 se recogen solo los valores válidos obtenidos por el método
gravimétrico según el análisis realizado por el laboratorio, y los promedios diarios
obtenidos a partir de los datos facilitados por el analizador en continuo (Canal
PM10 s/c).
En la gráfica 1 se recoge el tratamiento estadístico realizado de acuerdo a la
“Guía a los Estados miembros sobre el muestreo de PM10 e intercomparación con
el método de referencia”, publicado en Enero de 2002 por el Grupo de Trabajo de
la Comisión Europea sobre Material Particulado
El tratamiento realizado es una regresión lineal tipo y = ax + b, donde la
variable y corresponde a los resultados obtenidos por el analizador automático, y
la variables x a los resultados obtenidos por el método gravimétrico.
También se ha calculado el coeficiente de correlación R2 para la recta
obtenida.
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Los resultados obtenidos son:
y = 1,24 x -4,46
R2 = 0.91
En la gráfica 2 se recoge el mismo análisis estadístico pero en este caso del
tipo y = ax calculándose también el factor de correlación R2
Los resultados obtenidos son:
y =1.15 x
R2 = 0.90
5.- Conclusiones:
De acuerdo con las directrices recogidas en el “Guía a los Estados miembros
sobre el muestreo de PM10 e intercomparación con el método de referencia”, para
que la correlación entre dos sistemas de muestreo de PM10 sea válida deben
evidenciarse las siguientes condiciones:
 Debe obtenerse un coeficiente de regresión o de determinación R2 ≥ 0.8 en
el análisis de regresión lineal que se efectúe entre las dos series de datos.
 El valor de corte con el eje y de la recta de regresión, esto es, la constante
de intercepción (ordenada en el origen) de la ecuación calculada para
dicha recta de regresión debe ser inferior o igual (en valor absoluto) a 5
µg/m3.
Por tanto, y teniendo en consideración los condicionantes anteriores se
obtienen las siguientes ecuaciones de correlación:
y = 1,24 x – 4,46
R2 = 0.91
y = 1,15 x
R2 = 0.90
Donde y es el valor obtenido por el analizador automático y x es el valor
obtenido por el método gravimétrico.
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Y las ecuaciones de corrección / calibración que se obtienen son:
Valor gravimétrico = 0,81 * (valor automático) + 3,61
Valor gravimétrico = 0,87 * (valor automático)
Por tanto, corresponde introducir la siguiente ecuación de
correlación/corrección en el equipo adquisidor de datos de la estación Valencia
Molí del Sol, así como reconstruir la serie de datos obtenida desde 1 de enero de
2010
Valor gravimétrico = 0,81 * (valor automático) + 3,61
Valencia, 10 de marzo 2011
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Tabal 1 Resultados Obtenidos
Pista de Silla PM10
Fecha
Digitel (Gravimétrico)
18/01/2011
67
19/01/2011
72
20/01/2011
71
21/01/2011
26
22/01/2011
32
23/01/2011
27
24/01/2011
33
25/01/2011
51
26/01/2011
47
27/01/2011
19
28/01/2011
34
29/01/2011
15
30/01/2011
19
31/01/2011
31
01/02/2011
27
02/02/2011
38
03/02/2011
48
04/02/2011
46
05/02/2011
49
06/02/2011
41
07/02/2011
59
08/02/2011
61
09/02/2011
81
10/02/2011
75
11/02/2011
70
12/02/2011
65
13/02/2011
33
14/02/2011
19
15/02/2011
25
16/02/2011
16
17/02/2011
20
18/02/2011
19
19/02/2011
19
20/02/2011
16
21/02/2011
28
Nº datos
35
Grimm s/c (Scatering)
79
83
76
28
30
28
35
48
57
26
29
18
25
31
32
42
36
39
44
42
58
69
102
102
100
92
42
24
24
17
24
21
24
18
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Gráfica 1 Correlación entre los equipos.
Gráfica 2 Correlación en los dos equipos recta de regresión lineal con paso por el
origen de coordenadas.