En términos de calidad del aire es necesario identificar la concentración ambiental que se presenta localmente; es decir, las concentraciones ambientales que se registran de manera continua en las estaciones de monitoreo atmosférico, y esto vincula a que las concentraciones son locales debido a que el registro de cada dato de concentración ambiental está referido a la temperatura y presión atmosférica del sitio de medición.
Sin embargo, para hacer una comparación respecto de las directrices de la Organización Mundial de la Salud (OMS), Normas Oficiales Mexicanas (NOM) de Calidad del Aire, National Ambient Air Quality Standard (NAAQS) de los Estados Unidos o de las directrices de la Unión Europea (UE) es fundamental ajustar la concentración local por temperatura y presión a condiciones de referencia; es decir, a 25 ºC y 1 atm de presión, debido a que las concentraciones límite permitidas por los protocolos arriba descritos, están referidas a 25 ºC y 1 atm.
Por consiguiente, se requiere considerar una expresión “matemática” que integre concentraciones ambientales locales y su ajuste por temperatura y presión atmosférica para su comparación con Normas Oficiales Nacionales e Internacionales.
De acuerdo con la Ley de los Gases Ideales
$$\frac{P_1V_1}{T_1} = \frac{P_2V_2}{T_2} … Eq(1)$$
Asumiendo la condición local y de referencia, se tiene:
$$\frac{P_LV_L}{T_L} = \frac{P_RV_R}{T_R} … Eq(2)$$
PL y PR: presión atmosférica local y de referencia (atm)
TL y TR: temperatura ambiental local y de referencia (K)
VL y VR: volumen local y de referencia (L)
Considerando las variables de presión (P), temperatura (T), masa (M), volumen (V) y concentración (C); la M no tiene efecto por T y P; mientras que, la C si tiene efecto por T y P, y considerando que:
$$C=\frac{M}{V} \implies V=\frac{M}{C} … Eq(3)$$
Sustituyendo V de la Eq(3) en Eq(2):
$$ \frac{P_L \left[\frac{M_L}{C_L}\right]}{T_L} = \frac{P_R \left[\frac{M_R}{C_R}\right]}{T_R} …Eq(4)$$
ML y MR no cambian con T y P, por lo que:
$$C_R=C_L \left[\frac{P_R}{P_L}\right] \left[\frac{T_L}{T_R}\right] … Eq(5)$$
Resuelve:
La estación de monitoreo de calidad del aire de la CDMX registró una concentración de 0.060 ppm o 60 ppb de ozono promedio en una hora. Las condiciones de temperatura, humedad, viento y presión fueron: 27ºC, 86%, 1.5m/s y 585 mmHg. ¿La calidad del aire fue satisfactoria en ese lapso?, ¿Cuál es la concentración en ug/m3?
La estación de monitoreo de calidad del aire de la CDMX registró una concentración de 120 ug/m3 de ozono promedio de una hora. Las condiciones de temperatura, humedad, viento y presión fueron: 27ºC, 86%, 1.5m/s y 585 mmHg. ¿La calidad del aire fue satisfactoria en ese lapso? ¿Cuál es la concentración en ppb?
