Una de las cuestiones que complica el trabajo de intrusión de vapor (VI) es el uso de varias unidades de medida, con una serie de medidas. Para conocer las unidades más utilizadas en VI, siga leyendo hasta el final.
Unidades de concentración
La mayoría de los datos con los que trabajan los consultores ambientales involucran unidades de concentración como mg/L) o µg/L para el agua. Realizar las conversiones consiste en mover el decimal a tres lugares. Lo cual es relativamente fácil, siempre y cuando recuerdes la diferencia. Las concentraciones en el suelo son similares excepto que los resultados se informan en términos de mg/kg o µg/kg. Muchas de las mediciones de concentración para el agua subterránea y el suelo se realizan en el laboratorio, donde las conversiones de unidades son manejadas por un Sistema de gestión de información del laboratorio de investigación (ILIMS).
Los datos de concentración de aire son relativamente más complicados por dos razones. Una es que muchos instrumentos de campo, como el detector de fotoionización (PID), brindan resultados en unidades volumétricas, típicamente partes volumétricas por millón (ppmv) o simplemente ppm. Esto es conveniente para la comparación con los límites de exposición permisibles (PEL) de OSHA, que generalmente se dan en ppm. Sin embargo, para los valores de guía de escaneo (VISL) de la EPA de EE. UU. se informan en unidades basadas en el peso, generalmente µg/m3.
Parece extraño que las concentraciones en el aire se informen en términos de m³ (1000 L), mientras que las concentraciones en el agua se informen en términos de litros. Considere que el aire pesa alrededor de 1000 l tanto como el agua, y consumimos aproximadamente 10 000 veces más aire que agua volumétricamente, lo que hace que 1 m³ de aire y 1 litro de agua sean aproximadamente equivalentes desde el punto de vista de la exposición.
Los instrumentos de laboratorio son más sensibles que los PID de campo cuando informan sobre el aire en unidades volumétricas; por lo general, utilizan partes volumétricas por mil millones (ppbv o ppb). Esto es equivalente a 1/1000 de 1ppm. La mayoría de las veces, comparará las concentraciones de gases del aire y del suelo con VISL, y debe pedirle al laboratorio que informe las concentraciones en unidades basadas en el peso (µg/m3). Pero si te encuentras comparando datos con diferentes unidades, necesitarás un poco más de esfuerzo.
Hay formas más simples de convertir unidades aéreas, como usar la calculadora digital VISL, como la calculadora Air Unit C de la EPA de EE. UU. El siguiente ejemplo muestra la conversión de benceno a una concentración de 10 ppm a varias otras unidades, incluyendo µg/m3. La temperatura en el laboratorio cuando se analizó la muestra suele rondar los 25 °C Celsius, y puede suponer que analizaron la muestra a una presión de 1 atm.
Figura 1: Adaptada da US EPA Air Unit Converter.
Si necesita convertir unidades en sustancias químicas que no aparecen en la calculadora de la EPA de EE. UU., puede convertirlas con la ecuación:
µg/m³ = ppbv x 24,45/MWt
Donde el MWt es el peso molecular del químico, suponiendo una temperatura de 25°C y una presión atmosférica normal. La calculadora VISL de la EPA de EE. UU. es una buena fuente de pesos moleculares y otras propiedades químicas.
La segunda cosa que complica las unidades de concentración de aire es que, a diferencia del suelo y el agua, el aire es comprimible y 1m³ ocupa solo 1m³ a una determinada temperatura y presión. La información de ILIMS del laboratorio se ajusta para la compresibilidad, pero debe proporcionar la presión del contenedor evacuado (por ejemplo, Summa Canister®), la presión y temperatura ambiente en la cadena de custodia al enviar las muestras de aire al laboratorio.
Unidades de presión
En el muestreo de intrusión de vapor, las presiones rara vez se informan en libras por pulgada cuadrada (psi), pero la conversión entre unidades es la misma para todos los compuestos. Las unidades de presión más utilizadas en la literatura americana IV son pulgadas de columna de agua (InH2O, InWC), o pulgadas de mercurio (InHg). La relación entre la presión y las pulgadas de líquido se originó con el manómetro de “espíritu”, que es un tubo en forma de U lleno de agua, mercurio o algún otro líquido, como se muestra a continuación.
Figura 2: Adaptado de la Guía VI de Nueva York 2006.
Esta figura muestra un indicador de “espiritu” montado en un sistema de mitigación de radón o VI. La tubería conectada al lado izquierdo del manómetro corre dentro del elevador del sistema y proporciona una lectura simple, económica y precisa del vacío en el elevador. Los manómetros de agua funcionan bien para pequeñas diferencias de presión, pero un vacío total equivale a 407 InH2O (34 pies), lo que hace que los medidores de agua no sean prácticos para grandes diferencias de presión.
En consecuencia, durante cientos de años, muchos manómetros, incluidos los barómetros meteorológicos, se han llenado de mercurio (Hg). Como el mercurio es 13,6 veces más denso que el agua, un vacío completo corresponde a una diferencia de 29,9 pulgadas en la altura de la columna (29,9 pulgadas de Hg). Por cierto, los indicadores de “agua”, incluido el de esta foto, suelen estar llenos de aceite, que no se congela ni se evapora, pero eso requiere multiplicar en H2O por la densidad del aceite (aproximadamente 0,8), o use un manómetro de aceite, que tiene marcas en pulgadas separadas más de 1 pulgada para compensar la diferencia en la densidad del agua.
Estos son los factores de conversión de presión:
1 Atmósfera =
14,7 libras/pulgada2 (psi)
407 pulgadas de agua (en H2O, me WC)
29,9 pulgadas de mercurio (en Hg)
101.000 Pascales
101 kilopascales
El Pascal es una unidad métrica equivalente a 1Nm² (Newton por metro cuadrado), y se usa más ampliamente en la literatura canadiense y europea.
Las unidades de presión más utilizadas para trabajos VI son en Hg para presiones de vacío en el contenedor tipo Summa Canister.®, soy SANTO2O para las presiones de vacío más bajas asociadas con los sistemas de mitigación de vapor. Puede usar ConvertMe.com para instantáneas e innumerables otras conversiones de unidades.
Otra complicación con las unidades de presión es la diferencia entre la presión absoluta y manométrica. Si mide la presión en una llanta ponchada con un manómetro convencional, leerá 0 psi, a pesar de que la presión dentro y fuera de la llanta es de aproximadamente 14,7 psi, según el clima. La presión de los neumáticos es de 0 psi de “presión manométrica” (0 psig) pero de 14,7 psi de “presión absoluta” (14,7 psi). No hay necesidad de lecturas de presión absolutas de un manómetro para llantas, pero esto explica la diferencia entre los manómetros marcados como “psig” y los manómetros marcados como “psia”, y algunas veces explica una aparente discrepancia de 14,7 psi entre los instrumentos.
Asimismo, en sentido estricto, el vacío de 29,9 in Hg en un bote Summa® al comienzo del muestreo podría llamarse 0 en Hg (absoluto) o -29,9 en Hg (medido), pero la mayoría lee 29,9 en Hg. Por lo general, etiquete las lecturas del recipiente en el papeleo de campo como “presión de vacío”, por lo que la presión del recipiente comienza en 29.9 in Hg y se mueve a 0 in Hg a medida que se llena el recipiente.
Las unidades de presión pueden ser confusas. No es casualidad que la presión barométrica que escribes en una cadena de custodia de aire (aproximadamente 29,9 in Hg) sea la misma que el vacío inicial en un Summa Canister.® (también 29,9 en Hg). Ambas presiones reflejan la diferencia entre la presión atmosférica y el vacío, pero la primera define el cero en el vacío y la última define el cero en la presión atmosférica. Pero las unidades de concentración y presión serán más fáciles de manejar si comprende de dónde provienen.
Intrusíon de vapor de gas del suelo