Desarrollo de un criterio de discriminación de material particulado producido por la quema de biomasa basado en Métodos Ópticos

SANTUCHO CAINZO ALEX; CORREGIDOR CARRIÓ DIEGO H.; MARCIAL, ENZO R.

Congreso; 107° Reunión Anual de física; 2022

Asociación Física Argentina

El Material Particulado (MP) es una mezcla de partículas sólidas y gotas líquidas quese encuentran en la atmósfera.En el estudio de contaminantes ambientales la OMS [1] ha indicado que el MP suspendido en la atmosfera afecta más a las personas que cualquier otra fuente, a la vezque existe una relación directa entre esta contaminación del aire con la mortalidad omorbilidad diaria y a largo plazo de la población. Otros estudios muestran tambiénque los restos del humo de la quema de biomasa es más perjudicial para la salud quela polución ambiental normal [2].De las diferentes fuentes de MP que existen, de origen natural (erosión, erupcionesvolcánicas, etc) y de origen antrópico (fuente industrial, uso de vehículos, la construcción humana, la calefacción residencial, etc), una de las de mayor interés es la quemade biomasa producida por la actividad agroindustrial, debido a que puede causar aumentos muy pronunciados de MP en períodos de tiempo reducidos. En la provinciade Tucumán estos eventos se repiten de manera recurrente, debido a la actividad dela industria azucarera durante los meses de zafra [3].Existen diversos estudios sobre las características de este material que se basan en procedimientos de conteo activo para conocer la cantidad de materia que está presenteen un volumen de aire para un determinado rango de tamaño de partículas: menoresa 10µm, 2,5µm y 1µm (PM10, PM2,5 y PM1, respectivamente). Estos resultadossuelen son útiles para analizar los efectos sobre la salud humana, pero no dan cuentade los efectos sobre la visibilidad. Por otra parte, se conoce que el MP generado porla quema de vegetación puede dispersar la luz eficientemente y reducir la visibilidad[2].Nuestro trabajo se propone evaluar cómo la presencia de MP en la atmósfera afectalas funciones visuales del ser humano a partir de la caracterización de la difusión dela luz en muestras de depósitos de MP sólido recogidas a lo largo de todo un año, yla relación de esta difusión con la respuesta del sistema visual humano.Las muestras obtenidas fueron caracterizadas de dos maneras diferentes: a) en términos de difusión óptica, midiéndolas con un dispositivo goniométrico y accesorios; b) através de microscopía electrónica, determinando el tamaño, la forma y la composiciónde las partículas presentes en la muestra.Se compararon entre sí: 1) la cantidad de partículas detectada por el microscopio, 2)la intensidad de luz difundida, y 3) la inversa de la visibilidad atmosférica media en el día de la muestra, obteniéndose que hay un buen acuerdo entre los tres indicadores.Por otra parte, en un primer análisis de las distribuciones de luz descriptas por lasfunciones de punto extendido PSF(θ) para cada uno de los meses analizados, se puedeobservar que las diferencias no son estadísticamente apreciables. Sin embargo, cuandose analizan las funciones de scattering S(θ), que indican la integral de la energía difundida, en función del ángulo, se pueden diferenciar claramente dos comportamientosdefinidos por la pendiente de decaimiento de S(θ) respecto al punto de incidencia.Todas las muestras recogidas durante la época de quema comparten el mismo tipo depatrón de distribución de la luz (SQ(θ)) presentando los mismos valores (dentro delas incertidumbres de medición) de las pendientes de decaimiento. Por otra parte, lasmuestras tomadas durante el resto del año, de manera similar, comparten un patrónde distribución de la luz (SA(θ)) con la misma pendiente de decaimiento de todas lasfunciones analizadas.Se mostró que ambas familias de distribuciones, SQ(θ) vs SA(θ), son distinguibles y,por lo tanto, que el método propuesto distingue entre depósitos de PM, producto dela quema de biomasa y depósitos de PM en épocas sin quemas.