GRIMM AEROSOL TECHNIK (en adelante Grimm), una empresa del GRUPO DURAG, es un especialista reconocido en el desarrollo y fabricación de tecnología de medición de aerosoles de última generación. Con más de 40 años de experiencia, la empresa ofrece soluciones innovadoras para la detección y análisis de partículas de aerosol en diversos campos como el monitoreo ambiental, la seguridad ocupacional y la investigación. Los sistemas de Grimm son conocidos mundialmente por su precisión, fiabilidad y tecnología avanzada, lo que permite a científicos, autoridades y expertos generar datos importantes para mejorar la calidad del aire.
En Chile diferentes espectrómetros Grimm han sido utilizados ampliamente en la última década para realizar investigaciones. En este artículo expondremos algunos casos de éxitos de innovadoras aplicaciones de espectrofotómetros Grimm por parte de destacados investigadores chilenos. Aplicaciones para estudios de impacto de la contaminación sobre glaciares, análisis de desempeño para sensores de bajo costo, determinación factores de emisiones de partículas para quemadores, mediciones de concentración de aerosoles en diferentes alturas de la capa de mezcla atmosférica, entre otras aplicaciones.
¿Cómo funcionan los espectrómetros (OPSS) Grimm?
Las métricas clave para describir las propiedades de los aerosoles atmosféricos y su impacto climático son la distribución de partículas por tamaño y la concentración. Los espectrómetros ópticos de tamaño de partícula (OPSS) se han desarrollado para monitorear esta distribución, abarcando desde 100 nm hasta varios micrómetros. Su amplio rango de medición, rapidez, tamaño compacto y ausencia de materiales peligrosos los hacen ideales para el campo.
Estos dispositivos son cada vez más utilizados para monitorear la calidad del aire en espacios interiores, ya que permiten medir la concentración de masa de PM y la distribución de tamaño de manera práctica. Los espectrómetros Grimm miden partículas desde 0,253 µm hasta 35,15 µm en 31 canales predefinidos, siendo útiles en investigaciones sobre aerosoles y calidad del aire.
Los OPSS determinan el diámetro óptico de las partículas mediante la luz dispersada, relacionada con el índice de refracción de aerosoles de calibración. Su calibración se basa en la curva de respuesta de partículas bien definidas, como esferas de látex de poliestireno (PSL) con un índice de refracción conocido.
Se puede acceder a un video que detalla el principio de funcionamiento de los espectrómetros Grimm a través del siguiente enlace. https://www.youtube.com/watch?v=G-CzCWumUYE.
A continuación, se presentan investigaciones destacadas que han utilizado los espectrómetros Grimm.
Artículo: Distribución del tamaño de las partículas atmosféricas urbanas en Santiago, Chile
Revista: Atmospheric Pollution Research
Año: 2021
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S130910422100266X
Se llevó a cabo una campaña de monitoreo de partículas atmosféricas en una zona urbana con alta contaminación del aire entre junio de 2018 y mayo de 2019. Utilizando un espectrómetro Grimm 11-C, se midió el tamaño de las partículas (entre 0.25 y 10 μm de diámetro) y se analizó cómo diferentes tamaños de partículas contribuyen a la cantidad total en número y masa.
Se observaron dos modos principales de partículas: las de acumulación (menos de 1 μm) y las gruesas (entre 1 y 10 μm). Las partículas de acumulación fueron más comunes en otoño e invierno, debido a la alta humedad y bajas temperaturas, que aumentaron las emisiones residenciales de quema de madera. En primavera y verano, las partículas gruesas fueron más frecuentes, probablemente por la resuspensión de polvo debido al tráfico vehicular y la falta de lluvia.
Los resultados destacaron la importancia de las partículas menores de 1 μm (PM1) para entender mejor las fuentes de contaminación y los posibles efectos en la salud en áreas urbanas.
Artículo: Efecto de las condiciones ambientales en el rendimiento de un sensor de bajo costo para partículas atmosféricas.
Revista: Urban Climate
Año: 2023
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2212095523003474
Se realizaron mediciones continuas de las concentraciones de PM10, PM2.5 y PM1 en una zona residencial/comercial de Santiago de Chile desde junio de 2019 hasta abril de 2020. Para obtener los resultados, se utilizó un Espectrómetro Láser de Aerosoles GRIMM modelo 11-C como instrumento de referencia, junto con tres sensores de bajo costo Plantower PMS7003 (LCS).
Se evaluaron varias métricas para determinar el rendimiento del PMS7003, incluyendo completitud, precisión, linealidad, sesgo y error. Se propusieron modelos de regresión para corregir las concentraciones medidas por los LCS basándose en las condiciones ambientales.
El rendimiento del LCS fue excelente para la fracción PM1, pero las concentraciones de PM2.5 y PM10 fueron subestimadas en verano y sobreestimadas en invierno. Se desarrollaron modelos de corrección para mejorar la precisión de las mediciones de PM2.5 y PM10, aunque se recomienda el uso del LCS para PM10 solo con fines educativos debido a su baja linealidad y sesgo.
Artículo: Comprendiendo el papel de las emisiones antropogénicas en el retroceso de los glaciares en los Andes centrales de Chile
Revista: Environmental Research
Año: 2022
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0013935122010830
Los glaciares en los Andes Centrales de Chile han retrocedido significativamente en los últimos 60 años. Entre 2004 y 2014, el Glaciar Olivares Alpha (OAG) mostró el mayor retroceso, con una pérdida de 0.15 km² por año. Se sospechaba que dos minas a cielo abierto cercanas podrían ser responsables de este retroceso, pero no había datos suficientes para confirmarlo.
En este estudio, se investigó el impacto de los contaminantes del aire emitidos por las actividades mineras en el retroceso del OAG, comparándolo con el Glaciar Bello (BG), que no tiene fuentes antropogénicas cercanas y ha mostrado un menor retroceso (0.02 km² por año). Utilizando espectrómetros Grimm modelos EDM-107, EDM-164 y 1.109 https://www.durag.com/en/product-filter-837.htm?productID=DustDecoder%2011-D se encontró un vínculo entre los contaminantes del aire y las tasas de retroceso glaciar.
Los resultados indicaron que los contaminantes del aire depositados en la superficie del OAG están acelerando su retroceso, independientemente de los factores climáticos. Se calculó que la minería podría ser responsable del 82% del retroceso del OAG entre 2004 y 2014, mientras que el cambio climático solo explicaría el 18% restante.
Artículo: Factores de emisión para PM2.5, CO, CO2, NOx, SO2 y distribuciones de tamaño de partículas de la combustión de especies de madera utilizando una nueva cámara de combustión controlada 3CE
Revista: Science of the total environment
Año: 2017
Link: file:///C:/Users/lmontoya/Downloads/cerecedabalic2017.pdf
El objetivo de esta investigación fue determinar los factores de emisión (FE) para PM2.5, gases de combustión y la distribución del tamaño de partículas generadas por la combustión de tres tipos de madera: Eucalyptus globulus (EG), Nothofagus obliqua (NO) y Pinus radiata (PR). Para obtener los resultados, se utilizó una cámara de combustión controlada (3CE) y un espectrómetro Grimm modelo EDM-107 acoplado a un sistema de muestreo con dilución de emisiones Grimm modelo 7.917 (https://www.durag.com/en/product-filter-837.htm?productID=GRIMM%207917 ) , entre otros equipos.
Los experimentos se realizaron con madera seca en virutas y se recolectaron muestras de emisión para analizar las diferentes etapas de la combustión. Los factores de emisión para PM2.5 fueron de 1.06 g/kg para EG, 1.33 g/kg para NO y 0.84 g/kg para PR. Se encontró que el tamaño de partícula de 0.265 μm fue predominante en todas las etapas de combustión.
Las etapas de pre-ignición, llama y combustión lenta mostraron diferentes contribuciones a las emisiones de PM2.5. La etapa de llama predominó en PR, mientras que la combustión lenta fue más significativa en NO. Estos resultados indican que no solo la fase de llama contribuye a las emisiones, sino también las etapas de pre-ignición y combustión lenta.
