Crédito:Organización Australiana de Ciencia y Tecnología Nuclear (ANSTO)
Científicos de ANSTO, que son expertos en el seguimiento de la contaminación por partículas finas, han desarrollado un instrumento de investigación para medir la concentración de carbono negro en la atmósfera y determinar su fuente.
El carbón negro es un componente clave de la contaminación del aire por partículas finas; su cuantificación permitirá comprender mejor el papel que desempeña en el cambio climático.
El distinguido científico investigador, el profesor David Cohen, dijo que el instrumento de carbono negro de absorción de longitud de onda múltiple (MABI), que fue diseñado y construido en ANSTO, puede proporcionar nueva información a los administradores e investigadores ambientales.
Hasta la fecha, Se han enviado 17 instrumentos a varios países de Asia, Europa y Africa, incluida China, las Filipinas, Marruecos y Mongolia, para su uso y prueba.
Las muestras típicas de filtros de aerosol que se utilizan para el control de la contaminación por partículas finas se pueden cargar en el instrumento para las mediciones.
Una de las características clave de la tecnología de escritorio modular es su capacidad para distinguir partículas de carbón negro de dos fuentes principales:vehículos diesel y combustión de biomasa. tales incendios forestales o regímenes de quema de cultivos.
Debido a que el instrumento puede medir la absorción de luz en siete longitudes de onda diferentes, puede distinguir diferentes tamaños y tipos de partículas de carbón negro.
Crédito:Organización Australiana de Ciencia y Tecnología Nuclear (ANSTO)
"Sabemos que las partículas de fuentes diesel que se forman a altas temperaturas tienden a ser pequeñas, duras y esféricas, mientras que las partículas de biomasa, que se forman a temperaturas más bajas son más grandes, más amorfos y de formas irregulares, "dijo Cohen.
MABI, que se alimenta desde un simple cable USB tiene un software incorporado para registrar y exportar datos de transmisión que se pueden convertir a concentraciones de carbono negro a través de ecuaciones estándar.
Se proporciona la ecuación y los usuarios pueden medir sus propios coeficientes de absorción de masa de carbono negro para cada longitud de onda y para su propia región y sitio de muestreo en particular.
"Esto asegura que el cálculo sea específico para su sitio de muestreo y una estimación más precisa del contenido de carbono negro en su aire, "dijo Cohen.
El instrumento funciona insertando un papel de filtro en un haz de luz. Esta luz atraviesa el filtro y entra en un detector. Se toma una medida para un filtro no expuesto y luego un filtro expuesto. Al tomar el registro de la lectura no expuesta restada de la lectura expuesta, puede calcular la cantidad de carbón negro en el filtro.
La luz de siete LED en la unidad se extiende a longitudes de onda de 405 nanómetros a 1050 nanómetros.
Y el proceso es rápido tarda menos de 35 segundos en completar la medición de siete longitudes de onda.
Crédito:Organización Australiana de Ciencia y Tecnología Nuclear (ANSTO)
Cohen dijo que la idea del instrumento surgió del programa de muestreo de contaminación por partículas finas de ANSTO.
"Solíamos medir el carbono negro en una longitud de onda y usar un único coeficiente de absorción de masa para cubrir todos los tamaños de partículas. Esto suponía que cada partícula tenía el mismo tamaño y densidad. Era importante para los modelos de cambio climático mejorar este enfoque, " él dijo.
Hubo algo de inspiración en un costoso, instrumento de alta gama, un etalómetro, que también realiza mediciones de carbono negro en múltiples longitudes de onda.
Los ingenieros de ANSTO, David Button y Ed Stelcer, fueron responsables del diseño y la construcción, pero contaron con la ayuda de personas de todos los campus.
"Con 17 instrumentos disponibles, algunos por más de 12 meses, estamos muy contentos con el desempeño hasta la fecha. Hasta ahora solo ha habido dos problemas menores de software, ambos se resolvieron rápidamente, "dijo Button.
"Los siguientes 20 instrumentos se han ensamblado y están disponibles para su compra. El costo depende de dónde se envíen, " él dijo.
"Más de 2, Se han analizado 500 filtros en los instrumentos, que está construyendo nuestra confianza en esta tecnología, "dijo Cohen.
Gráfico que compara la concentración de BC obtenida a partir de datos de MABI de 639 nm en azul con los datos de MABI (405 nm menos 940 nm) en rojo. Los picos de BC que se ven en el gráfico rojo son de la quema de biomasa, mientras que los picos de BC en el gráfico azul son de vehículos de motor. Crédito:Organización Australiana de Ciencia y Tecnología Nuclear (ANSTO)
"No obstante, en esta etapa, el suministro de instrumentos sigue siendo parte de un proyecto de investigación. Las oportunidades de licencias se considerarán a medida que lleguen más pedidos y cuando tengamos una imagen confiable de su desempeño ".
"Se solicita a las instalaciones que compran el instrumento que proporcionen sus datos a ANSTO para que se agreguen a la base de datos global que mantenemos sobre la contaminación por partículas finas".
"Idealmente, el instrumento podría ser utilizado por todas las agencias de protección ambiental y las instalaciones de monitoreo ambiental que muestren la contaminación del aire usando filtros, "dijo Cohen.
"Ha habido un interés considerable en las conferencias nacionales e internacionales en las que hemos hablado y he estado usando mis contactos de contaminación de partículas finas para promover el uso de nuestro instrumento MABI, "dijo Cohen.
El Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) ha comprado uno para su instalación de vigilancia ambiental en su Laboratorio de Seibersdorf en Viena.
ANSTO también ha estado capacitando en América del Sur en el uso de este instrumento.
"Me complace decir que las cosas parecen funcionar extremadamente bien, según todos los resultados hasta ahora. Sin embargo, las pruebas del lote final de instrumentos durante las próximas semanas serán decisivas, "dijo Cohen.
Características clave de MABI
