El polvo fugitivo es un término de calidad del aire ambiental para partículas muy pequeñas suspendidas en el aire , principalmente polvo mineral que proviene del suelo de la pedosfera de la Tierra . Un volumen significativo de polvo fugitivo que es visible desde la distancia se conoce como nube de polvo , y una gran nube de polvo impulsada por un frente de ráfagas se conoce como tormenta de polvo .
Las partículas de polvo fugitivas son principalmente minerales comunes al suelo, incluidos óxidos de silicio , óxidos de aluminio , carbonatos de calcio y óxidos de hierro . Aproximadamente la mitad de las partículas de polvo fugitivas son más grandes que 10 micras en diámetro y se depositan más rápidamente que las partículas más pequeñas. [1] No incluye partículas de otras fuentes artificiales comunes, como gases de escape de vehículos , pilas de quemaduras o chimeneas.. El término se utiliza para indicar que el polvo "escapa" a la atmósfera en lugar de ser expulsado en una "corriente de flujo confinado" de un "emisor con conductos" (un tubo de escape o chimenea ). [2]
La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos estimó que el polvo fugitivo fue responsable del 92% de las emisiones de PM-10 en los Estados Unidos en 1995. [3]
Fuentes
El polvo fugitivo es el resultado de condiciones secas en las que el contenido de humedad del suelo es insuficiente para mantener la adherencia y mantener el suelo unido. El material particulado (PM) luego ingresa a la atmósfera a través de la acción del viento, el movimiento de vehículos u otras actividades. [4]
Las áreas con tierras áridas o desérticas climas, especialmente cuando se combina con fuertes vientos, tienen problemas más graves de polvo fugitivo. Las superficies secas y alteradas pueden liberar polvo fugitivo transportado por el viento durante muchos meses antes de que haya suficiente lluvia para coagular el suelo, esto incluye el polvo Bulldust . El polvo fugitivo a gran escala impulsado por frentes de ráfagas crea una tormenta de polvo .
Las superficies susceptibles a las emisiones fugitivas de polvo son tanto naturales como artificiales. [4] Las fuentes específicas incluyen campos abiertos y estacionamientos, caminos pavimentados y sin pavimentar, campos agrícolas, sitios de construcción, pilas de almacenamiento no cerradas y sistemas de transferencia de material. [5] . Las operaciones de minería a cielo abierto también son fuentes de polvo fugitivo como resultado de muchas operaciones mineras que incluyen caminos de acarreo , pilotes de relaves , perforaciones, voladuras, remoción de escombros y extracción de minerales en sí. [6]
En 1995, el 28 por ciento del polvo fugitivo en los EE. UU. Se originó en caminos sin pavimentar, el 23 por ciento en sitios de construcción, el 19 por ciento en agricultura, el 15 por ciento en caminos pavimentados, el 5 por ciento en erosión eólica, el 1 por ciento en minería según la EPA. [3]
Efectos
La inhalación de PM por parte de las personas lo introduce en los pulmones, donde puede causar enfermedades respiratorias, daño pulmonar permanente y, en algunas personas, muerte prematura. [4] Las partículas con diámetros de ≤10 micrómetros (PM10) pueden dañar la salud humana, siendo las partículas de ≤2,5 micrómetros (PM2,5) las peores. [7]
Como el polvo transportado por el viento puede migrar fácilmente, la irritación respiratoria puede ocurrir en los trabajadores agrícolas y de la construcción cercanos a una fuente, así como en otros, incluida la vida silvestre. [8] Además de los efectos adversos para la salud, la naturaleza abrasiva del material particulado puede causar daños a la propiedad [9] y una visibilidad oscura que conduce a colisiones de vehículos que causan lesiones y la muerte. [10]
El polvo fugitivo también puede dañar la vida vegetal. En 1999, el Servicio de Parques Nacionales descubrió que los líquenes y otras plantas no vasculares en el Monumento Nacional Cape Krusenstern en Alaska se vieron afectados debido al polvo generado por el transporte de mineral de la mina Red Dog a lo largo de una carretera de 19 millas (31 km) dentro del monumento. . Un estudio de seguimiento en 2006 encontró niveles ligeramente elevados de concentraciones de plomo y cadmio en aves pequeñas y topillos capturados a lo largo de la carretera. [8]
Una demanda presentada en 2011 por 150 residentes de Waimea , Hawái , alega que sus hogares fueron sometidos, "casi a diario", a "polvo fugitivo cargado de pesticidas". Los residentes afirmaron que sus hogares sufrieron daños físicos y se vieron obligados a vivir con las ventanas cerradas durante todo el año. Buscaban daños monetarios de DuPont Pioneer para compensar el valor reducido de sus casas y sugirieron que las demandas futuras abordarían problemas de salud. [11]
Una demanda de 2017 en Maryland afirma que el polvo fugitivo de una pila de polvo de carbón de 215 pies (66 m) de altura en una planta de procesamiento de carbón ha causado "daños extensos" a través de la erosión de las palas de las turbinas eólicas en un parque eólico cercano . [9]
Medición
Uno de los primeros métodos para medir el polvo fugitivo se desarrolló en la década de 1970 y utilizó muestreadores de polvo isocinéticos . Se necesitaron al menos seis muestreadores aguas abajo de una fuente de polvo. El perfil de exposición se desarrolló más tarde y se utilizó en los años ochenta y noventa. Las mejoras posteriores utilizan monitores de polvo con resolución temporal para aislar las emisiones de polvo a corto plazo. Los nuevos métodos incluyen la detección remota óptica, que utiliza un transmisómetro láser de trayectoria abierta que se utiliza con monitores de polvo con resolución temporal y otros monitores de viento. [7]
Prevención
Se emplean varios métodos para minimizar el polvo fugitivo. En entornos agrícolas, el suelo desnudo puede cubrirse con residuos de cultivos o plantarse con cultivos de cobertura entre temporadas. Los caminos de tierra se pueden rociar con agua para contener el polvo, o se pueden estabilizar con productos químicos que forman costras en la superficie dura, o se pueden pavimentar con agregado o una superficie dura. En áreas con viento, las barreras contra el viento, incluidas las cercas o la vegetación, pueden reducir la velocidad del viento y atrapar partículas más grandes que ya están en el aire. El riego se puede utilizar para mantener el suelo húmedo entre lluvias naturales. [4]
El polvo fugitivo se puede controlar mediante la aplicación de varios supresores químicos, incluidos los sulfonatos de lignina , resinas de petróleo, látex , sales, plásticos y agentes humectantes. [6]
Las pilas de polvo de carbón se han tratado con agua u otros tensioactivos químicos para suprimir el polvo hasta que la humedad se evapore. Otros productos químicos pueden brindar protección hasta por seis meses. También se pueden utilizar barreras contra el viento de tela de poliéster para ralentizar el movimiento del viento y minimizar el polvo fugitivo. [12]
Regulación
El estado estadounidense de Arizona tiene un Programa de polvo agrícola con oficiales de cumplimiento que inspeccionan las operaciones agrícolas e investigan las quejas de polvo. Todas las granjas del estado deben tomar "precauciones razonables" para "minimizar" la emisión de polvo fugitivo. Se deben seguir procedimientos más estrictos en áreas que no cumplen con los estándares federales de calidad del aire. [13] [10]
La Agencia Federal de Protección Ambiental de EE. UU. Tiene estándares específicos para el material particulado promedio diario que se origina en las minas activas. Se han detectado partículas más finas hasta a 20 kilómetros (12 millas) de las operaciones mineras. [14]
Otros tipos
El polvo emitido por el equipo de procesamiento que puede no contener los componentes típicos del suelo también se considera polvo fugitivo. En este contexto, el polvo fugitivo es el polvo que ha "escapado" durante cualquier proceso mecánico y ha entrado a la atmósfera. Las emisiones fugitivas de polvo dentro de una estructura no solo pueden causar problemas respiratorios sino que, cuando se generan durante el procesamiento de materiales combustibles, pueden causar daños por incendio y explosión si se encienden. [15]
El polvo fugitivo adquiere una carga electrónica cuando se dispersa en el aire. La pulverización de una niebla de agua con carga opuesta se puede utilizar para controlar eficazmente el polvo en un entorno industrial. Si se carga así, se necesita menos agua para que el material particulado caiga del aire. Este método ha sido probado con muchos materiales que incluyen harina de sílice , dióxido de azufre y cenizas volantes . [dieciséis]
Ver también
- Polvo asiático
- Polvo de toro
- Polvo de carbón
- Exposición ocupacional al polvo
Referencias
- ^ Manual de autoinspección de control de polvo fugitivo: Cómo controlar el polvo y reducir la contaminación del aire . Agencia de Protección Ambiental de California. Junta de Recursos del Aire. Programa de asistencia para el cumplimiento. 1992.
- ^ Bosque Nacional Allegheny (NF), el Proyecto de Expansión de Senderos para Vehículos Todo Terreno de Willow Creek: Declaración de Impacto Ambiental . 2006.
- ^ a b Jay H. Lehr; Janet K. Lehr (2000). Manual estándar de ciencia, salud y tecnología ambientales . Profesional de McGraw Hill. ISBN 978-0-07-038309-8.
- ^ a b c d "Consejos para la prevención del polvo fugitivo" . azdeq.gov . Departamento de Calidad Ambiental de Arizona . Consultado el 27 de noviembre de 2017 .
- ^ Wayne T. Davis; Asociación de Gestión de Aire y Residuos (6 de abril de 2000). Manual de ingeniería de contaminación atmosférica . Wiley. ISBN 978-0-471-33333-3.
- ^ a b Olson, Keith S .; Veith, David L. (1987). Control de polvo fugitivo para caminos de acarreo y cuencas de relaves (Volumen 9069 del Informe de investigaciones ed.). Departamento del Interior de EE. UU., Oficina de Minas . Consultado el 27 de noviembre de 2017 .
- ^ a b Kim, joven; Platt, Ulrich; Gu, Man Bock; Iwahashi, Hitoshi (4 de junio de 2009). Monitoreo Ambiental Atmosférico y Biológico . Springer Science & Business Media. ISBN 978-1-4020-9674-7.
- ^ a b Repanshek, Kurt (12 de febrero de 2009). "Metales pesados detectados en la vida silvestre del Monumento Nacional Cabo Krusenstern" . Viajero de Parques Nacionales . Consultado el 9 de diciembre de 2017 .
- ^ a b Staples, Daniel W. (23 de octubre de 2017). "Parque eólico lleva a la planta de carbón a los tribunales en 'polvo fugitivo ' " . Noticias de Courth House . Consultado el 9 de diciembre de 2017 .
- ^ a b Beal, Tom (14 de octubre de 2016). "Arizona busca $ 600.000 por 'polvo fugitivo' al este de Tucson" . Arizona Daily Star . Consultado el 9 de diciembre de 2017 .
- ^ Van Voorhis, Vanessa (13 de diciembre de 2011). "Inicio Noticias Los residentes locales de Waimea demandan a Pioneer" . La isla jardín . Archivado desde el original el 11 de abril de 2013 . Consultado el 27 de noviembre de 2017 .
- ^ Larson, Aaron (1 de septiembre de 2015). "Soluciones de mitigación de polvo fugitivo para pilas de carbón" . Poder . Consultado el 10 de diciembre de 2017 .
- ^ "Programa de polvo agrícola" . azdeq.gov . Departamento de Calidad Ambiental de Arizona . Consultado el 27 de noviembre de 2017 .
- ^ Ley de Control y Recuperación de Minería a Superficie de 1977 Sección 501 (b) Programa Regulatorio: Declaración de Impacto Ambiental . 1979.
- ^ Russell A. Ogle (10 de septiembre de 2016). Dinámica de explosión de polvo . Ciencia de Elsevier. pag. 560. ISBN 978-0-12-803829-1.
- ^ Stuart A. Hoenig (1977). Uso de niebla cargada electrostáticamente para el control de emisiones fugitivas de polvo . Agencia de Protección Ambiental, Oficina de Investigación y Desarrollo, Laboratorio de Investigación Ambiental Industrial.
Otras lecturas
- PM 10 y polvo fugitivo en el suroeste Impacto ambiental, fuentes y remedios, Agencia de Protección Ambiental de EE . UU.ISBN 9781289205263
- Tecnología de control de polvo fugitivo Edición 96 de la revisión de tecnología de contaminación ISBN 9780815509332