Concentración, morfología y composición química de partículas PST y PM10, colectadas en la chimenea de tres motores de combustión interna de alta capacidad (42 MW)

Abstract

Resumen En este estudio se presentan los primeros resultados en México de la concentración, morfología, y composición química de partículas suspendidas totales (PST) y partículas con diámetros aerodinámicos menores de 10 micras (PM10) emitidas por tres motores de com-bustión interna (MCI) de 42 megawatts (MW), empleados para generar energía eléctrica. La campaña se realizó en noviembre de 2015 y el muestreo se efectuó siguiendo los métodos 5 y 201A EPA. El combustible utilizado en los MCI-2 y MCI-3, fue un combustóleo mexicano con 4% de azufre, y gravedad específica mayor que 1. El MCI-1 utilizó una mezcla con 85% de combustóleo y 15% diésel. La concentración de PST en el MCI-1 fue de 178 mg/Nm 3 , 190 mg/Nm 3 en el MCI-2 y 151 mg/Nm 3 en el MCI-3. El porcentaje en peso de las PM10 en relación con las PST fue de 62% en el MCI-1 y de 80% en los MCI-2 y MCI-3. La morfología de las PST y las PM10 en cada MCI se comparó contra la de las partículas de un horno experimental de 0.35 MW. Las partículas emitidas por los MCI fueron sólidas, esféricas, con tamaños menores de 10 micras, difiriendo de las PST del horno piloto, las cuales son amorfas, porosas y de diver-sos tamaños. La composición química de las partículas de los tres MCI tuvo como componentes principales al O, C, V y S. Abstract The first Mexican results of the concentration, morphology and chemical composition of Total Suspended Particles (TSP) and particles smaller than 10 microns (PM10) from three Internal Combustion Engines (ICE) of 42 MW, employees to generate electricity, which were obtained by an experimental campaign on November, 2015 and follows the sampling procedures described in the EPA methods 5 and 201A. The ICE's used two kind of fuels: in the ICE-2 and ICE-3, it was a Mexican heavy oil with 4% by weight of sulfur, 0.07% ash and a specific gravity greater than 1; while in ICE-1, it was used a mixture with 85% of Mexican Heavy oil and 15% of diesel. The TSP concentration in ICE-1 was of 178 mg/Nm3 in which 62% were PM10; for the case of the ICE-2 and ICE-3, the TSP were of 190 and 151 mg/Nm3, respectively, and in both cases the PM10 were the 80% of the total TSP. The morphology of the TSP and PM10 in all ICE's, were of solid and spherical particles, with the majority of the sizes under 10µm. When this morphology is compared with the TSP of a conventional furnace, the amorphous, porosity and the wide variety of sizes are the main differences. As principal components in the particles of the ICE´s were identified the O, C, V and S.