¿Qué son los Analizadores de Carbono total (TOC)?

Gran parte de los sólidos en suspensión y de los sólidos filtrables de las aguas residuales de concentración media son de naturaleza orgánica. Los compuestos orgánicos están formados normalmente por combinaciones de carbono, hidrógeno y oxígeno, con la presencia, en determinados casos, de nitrógeno. También pueden estar presentes otros elementos cono azufre, fósforo o hierro. Los principales grupos de sustancias orgánicas presentes en el agua residual son las proteínas (40-60%), hidratos de carbono (25-50%) y grasas y aceites ( 10%).

Es posible medir el contenido de materia orgánica en las aguas residuales, para determinar el tipo de tratamiento que requieren. Para aguas negras, que tienen una composición más o menos constante, se emplea la cantidad de carbono presente en las mismas, ya sea directamente, midiendo el carbono orgánico total, COT, o TOC en inglés, o indirectamente, midiendo la capacidad reductora del carbono existente en dichas aguas. Estas últimas son la Demanda Química de Oxígeno, DQO, y la Demanda Bioquímica de Oxígeno, DBO.

Estas técnicas permiten determinar la cantidad de materia orgánica presente en el agua contaminada.

La demanda de oxígeno de un agua residual es la cantidad de oxígeno que es consumido por las sustancias contaminantes que están en ese agua durante un cierto tiempo, ya sean sustancias contaminantes orgánicas o inorgánicas. Las técnicas basadas en el consumo de oxígeno son la demanda química de oxígeno, DQO, la demanda bioquímica del oxígeno (DBO) y el carbono orgánico total, COT o TOC.

La Demanda Química de Oxígeno, DQO, es la cantidad de oxígeno en mg/l consumido en la oxidación de las sustancias reductoras que están en el agua. Se emplean oxidantes químicos, como el dicromato potásico. El ensayo de la DQO se emplea para medir el contenido de materia orgánica tanto de las aguas naturales como de las residuales. En el ensayo, se emplea un agente químico fuertemente oxidante en medio ácido para la determinación del equivalente de oxígeno de la materia orgánica que puede oxidarse.

La Demanda Bioquímica de Oxígeno, DBO, es la cantidad de oxígeno en mg/l necesaria para descomponer la materia orgánica presente mediante acción de los microorganismos aerobios presentes en el agua. Normalmente se emplea la DBO 5 , que mide el oxígeno consumido por los microorganismos en cinco días. Resulta el parámetro de contaminación orgánica más ampliamente empleado. La determinación del mismo está relacionada con la medición del oxígeno disuelto que consumen los microorganismos en el proceso de oxidación bioquímica de la materia orgánica.

Para medir el TOC o COT, Carbono Orgánico Total, se emplean aparatos que usan la oxidación en fase gaseosa. Se inyecta una cantidad conocida de muestra en un horno de alta temperatura. En presencia de un catalizador, el carbono orgánico se oxida a anhídrido carbónico, la producción de la cual se mide cuantitativamente con un analizador de infrarrojos.

La aireación y la acidificación de la muestra antes del análisis elimina los posibles errores debidos a la presencia de carbono inorgánico.

Si se conoce la presencia de compuestos orgánicos volátiles en la muestra, se suprime la aireación para evitar su separación.

El ensayo puede realizarse en muy poco tiempo, y su uso se está extendiendo muy rápidamente. No obstante, algunos compuestos orgánicos presentes pueden no oxidarse, lo cual conducirá a valores medidos del COT ligeramente inferiores a las cantidades realmente presentes en la muestra.

Hay dos métodos de medición de TOC. Uno es el método diferencial y el otro es el método directo.

En el método diferencial se mide tanto el Carbono total (TC) como el Carbono Inorgánico (CI) de forma separada y el Carbono Orgánico total (TOC) se calcula restando al TC el CI. Este método es útil en muestras en que el CI es menor al TOC o al menos de tamaño similar.

En el método directo el CI es removido de la muestra purgando la muestra acidificada con un gas purificador y después el TOC se determina midiendo el TC e igualándolo al TOC. Este método también se conoce como NPOC (Non-purgeable Organic Carbon) dado que el POC (Purgeable Organic Carbon) como el benceno, tolueno, ciclohexano o cloroformo puede ser removido de la muestra.

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Atmósfera modificada: Técnica efectiva para el embolsado de alimentos

El envasado de los alimentos es una técnica fundamental para conservar la calidad de los mismos, reducir al mínimo su deterioro y limitar el uso de aditivos. El envase cumple diversas funciones de gran importancia: contener los alimentos, protegerlos del deterioro químico y físico, y proporcionar un medio práctico para informar a los consumidores sobre los productos.

Cualquier tipo de envase, ya sea una lata, botella, frasco de cristal, envase de cartón, charola o bolsas plásticas, contribuyen a proteger los alimentos de la contaminación por microorganismos y otros agentes contaminantes. Además de que el envase preserva la forma y textura del alimento que contiene, evita que pierda sabor o aroma, prolonga el tiempo de almacenamiento y regula el contenido de agua o humedad del alimento.

El principio básico de las bolsas plásticas, es similar a un almacenamiento hermético, donde se crea una atmósfera que disminuye la concentración de oxígeno y aumenta la concentración de anhídrido carbónico produciendo un control sobre los agentes contaminantes y reduciendo el riesgo de deterioro de los alimentos.

Una excelente técnica de embolsado de alimentos es con “atmósfera modificada”, la cual es aplicada principalmente a cualquier producto comestible: carne, pollo, verduras, etc., para que el alimento mantenga sus propiedades originales. Este tipo de almacenamiento consiste en modificar la atmósfera interior del lugar donde se depositan los alimentos con el fin de restringir la disponibilidad de oxigeno del aire y así poder disminuir los procesos de respiración de agentes contaminantes. De esta forma se controla su desarrollo y se evita el daño de los alimentos, además de que al faltar oxígeno, se evita la oxidación de los alimentos disminuyendo su deterioro.

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Monitoreo de especificaciones para empresas con emisiones a la atmósfera a través de chimeneas

Existen cinco los principales contaminantes que se descargan en el aire: el monóxido de carbono, los óxidos de azufre, los hidrocarburos, los óxidos de nitrógeno y el material particulado (polvo, ceniza). Las emisiones pueden provenir de una amplia variedad de procesos industriales. El monóxido de carbono (CO) es descargado al aire como resultado de procesos industriales y la combustión incompleta de la madera, el aceite, el gas y el carbón; el dióxido de carbono (CO2), el dióxido de azufre (SO2), y los óxidos nítricos (NO y NO2), como resultado de la combustión del gas, el aceite y el carbón; el sulfuro de hidrógeno (H2S) y el metilmercaptano (CH3SH), como resultado de los procesos utilizados en las fábricas de papel entre otras industrias.

El monitoreo continuo de emisiones en fuentes fijas, determina la concentración de los contaminantes presentes en los gases que emite un equipo de combustión, mediante técnicas instrumentales específicas para cada contaminante.

El monitoreo, además de cumplir con la legislación ambiental, permite conocer las condiciones de operación del equipo de combustión y así, reducir la generación de emisiones a la atmósfera que puedan causar daños al ambiente, la salud humana o los bienes de la población.

Técnicas Analíticas para monitoreo de emisiones atmosféricas

La técnica más usada para el control de emisiones gaseosas es la cromatografía de gases (GC) con el detector correspondiente. El método más común para monitorear hidrocarburos es una GC con un detector de ionización por llama (FID). Otro tipo de detector para monitorear los hidrocarburos es el detector de fotoionización (PID). El PID tiene la ventaja de no requerir ningún gas combustible como por ejemplo hidrógeno pero la desventaja es que no es sensible a los hidrocarburos C2-C4. El detector de captura de electrones (ECD) es especialmente sensible a los compuestos halogenados y para la detección de compuestos que contengan azufre se utiliza el detector fotométrico de llama (FPD). Es también frecuente el uso de GC-MS para identificar los compuestos en las emisiones.

Métodos químicos y espectroscópicos para análisis de emisiones atmosféricas

Los métodos químicos y espectroscópicos también son utilizados para el análisis. Los métodos químicos más comunes son aquellos en los cuales el contaminante de interés es atrapado en una solución de absorción en la cual se produce la reacción de formación de color. El cambio de color indica la presencia del contaminante y la intensidad del color es proporcional a la concentración del contaminante. Los métodos más apropiados para el monitoreo de metales en emisiones son la espectroscopia de absorción atómica (AAS) y el plasma de acoplamiento inductivo (ICP). 

Proveedores de servicios de monitoreo de emisiones a la atmósfera

A continuación le presentamos a Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA), proveedor de servicios de monitoreo de emisiones a la atmósfera:

Centro de Investigación en Química Aplicada (CIQA), realiza actividades de investigación, docencia y servicios tecnológicos en el área de química, polímeros y disciplinas afines para contribuir al progreso del sector industrial, educativo y social.

El servicio de monitoreo de especificaciones para empresas con emisiones a la atmósfera a través de chimeneas que CIQA ofrece, consiste:

Descripción del servicio de monitoreo de emisiones atmosféricas

El monitoreo de especificaciones para empresas con emisiones a la atmósfera a través de chimeneas, pueden:

Para esta actividad la CSL:

Características del servicio de monitoreo de emisiones atmosféricas

 Normas aplicables

D   MONITOREO DE FUENTES FIJAS / MONITOREO DE ESPECIFICACIONES

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