Título
Morfología y composición química del aerosol proveniente de fuentes fijas en la Cd. de Chihuahua, México
Autor
BALTER TRUJILLO NAVARRETE
Colaborador
EDUARDO FLORENCIO HERRERA PERAZA (Asesor de tesis)
FRANCISCO PARAGUAY DELGADO (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Resumen o descripción
La contribución del aerosol urbano en el ambiente ha sido de gran interés en las
últimas décadas por parte de la comunidad científica. Los efectos directo e indirectos del
aerosol han generado impacto ambientales de interés global. La falta de disponibilidad de
agua y el deterioro de la salud humana son consecuencias visibles. Los estudios intentan
entender los mecanismos físico-químicos de la interacción partícula-nube en el ambiente, los
mecanismos de deposición en los pulmones y la absorción o adsorción de gases en la
superficie disponible que modifican la toxicidad y el forzamiento radiativo de la partícula
aerotransportada. Donde la composición química y la forma determinan las propiedades
ópticas y aerodinámicas de la partícula.
En la investigación se describe la composición química elemental, mineral y 28
mediciones de forma en partículas de aerosol individual con diámetros aerodinámico de corte
al 50% menores a 1.1 µm emitidas en siete fuentes fijas de la ciudad de Chihuahua que
incluyen tres fábricas de la industria automotriz(fabricación de auto partes plásticas interiorexterior
y sistema de seguridad del pasajero) y cuatro etapas de proceso de la industria
cerámica (molienda de arcilla, recuperación de sólidos, chamota, hornos). Se colectaron dos
tipos de muestra acoplando un impactor de cascada a la chimenea del sistema de colección
de polvos: (1) la muestra fina fueron partículas individuales sobre la superficie de rejillas de
cobre para microscopio electrónico, las cuales fueron caracterizadas por espectroscopia de
energía dispersiva de rayos-X y técnicas de procesamiento de imagen digital, y (2) la
muestra gruesa constituida del polvo sobre la platea del impactor que fue caracterizada
usando difracción de rayos-X. Los resultados fueron transferidos a bases de datos y
analizados aplicando dos técnicas de análisis multivariante de tipo exploratorio (análisis de
componentes principales y análisis de clúster), las cuales fueron combinadas para poder
relacionar variables e individuos en un mismo espacio factorial.
Los resultados relevantes fueron la identificación de los compuestos químicos
emitidos al ambiente, la identificación de grupos de partículas con rasgos similares y la
reducción de los sistemas de variables definiendo los posibles trazadores de las emisiones.
En la industria cerámica, las partículas fueron mayormente tectosilicato (cuarzo, zeolita),
filosilicatos (illita, montmorillonita) e inosilicate (silicato de calcio), además, silicatos
combinados con metales de transición, los cuales son óxidos utilizados como pigmentos
(p.ej., MnO, CoO, NiO, MoO y Fe2O3). En la industria automotriz, las muestra colectadas de
la fabricación de piezas de automóviles de plástico fueron en su mayoría partículas
pequeñas poliméricas asféricas, donde cada sitio mostró diferencias significativas, p.ej., la
fabricación de autopartes del interior-exterior se definió principalmente por partículas
compactas de alta redondez con la presencia en el interior de varias nano partículas de TiO2;
por el contrario, la fabricación de sistemas de seguridad del ocupantes se caracterizó por
partículas aisladas esféricas saturadas de nano partículas de SiO2 en el interior de la matriz
del polímero; y el horno de fundición de aluminio durante la fabricación de rines, las
emisiones de partículas fueron materiales fundentes (i.e., sales de KCl, NaCl, CaCl y P2S),
óxido de magnesio de cara cúbica centrada (FCC) resultado de eliminar el exceso de
oxígeno y escoria constituida mayormente de elementos metálicos y silicio, las cuales son
impurezas de la materia prima procesada.
El uso del análisis multivariante permitió concluir: (1) la reducción del sistema de
variables de forma en partículas a tres mediciones que relacionan el tamaño o área, razones
de ejes o radios y la curvatura del borde, (2) La presencia de óxidos de metales de transición
(pigmentos) combinado con silicatos en los procesos de calentamiento como trazador de la
actividad humana y (3) la presencia de partículas de polímero aisladas o agrupadas con una
matriz saturada de nano-partículas de SiO2 y TiO2 permite discriminar emisores en la
industria automotriz.
Palabras claves: aerosol urbano, morfología, mediciones de forma, composición
elemental.
Fecha de publicación
marzo de 2013
Tipo de publicación
Tesis de doctorado
Recurso de información
Formato
application/pdf
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Fuente de Objetos Científicos Open Access
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