Title

Morfología y composición química del aerosol proveniente de fuentes fijas en la Cd. de Chihuahua, México

Author

BALTER TRUJILLO NAVARRETE

Contributor

EDUARDO FLORENCIO HERRERA PERAZA (Thesis Adviser)

FRANCISCO PARAGUAY DELGADO (Thesis Adviser)

Access level

Open Access

Summary or description

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.

Publish date

March, 2013

Publication type

Doctoral thesis

Format

application/pdf

Source repository

Fuente de Objetos Científicos Open Access

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