inventario de emisiones 2011, cuenca ecuador
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Hasta el momento, el Cantón Cuenca cuenta con dos inventariosde emisiones. El primero fue elaborado tomandocomo referencia el año 2007, como requerimiento de laFundación Natura y Cuencaire (Fundación Natura – Cuencaire– CGA, 2009). El segundo fue elaborado para el año2009, como iniciativa de EMOV-EP y de la Red de Monitoreode la Calidad del Aire de Cuenca (Red de Monitoreo deCalidad del Aire de Cuenca de la EMOV EP, 2011).TRANSCRIPT
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ResumendelInventariodeemisionesatmosfricasdelCantnCuenca,ao2011.Cuenca-Ecuador.TECHNICALREPORTDECEMBER2014
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ReneParraUniversidadSanFranciscodeQuito(USFQ)29PUBLICATIONS224CITATIONS
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1Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
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Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
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Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
Para la actual administracin municipal es una prioridad contar con un instrumento de gestin con el objetivo de implementar polticas de mejora en la calidad ambiental, para de esta manera, plantear estrategias integrales que nos lleven a habitar en una ciudad que nos d la posibilidad de vivir mejor.Cuenca, una ciudad patrimonial, una ciudad que se merece respirar el mejor aire, es por eso que hemos realizado un in-ventario de las emisiones de contaminantes atmosfricos, convencionales o criterio, los cuales constituyen la mayor parte de emisiones atmosfricas indeseables y sus niveles de descarga son objeto de regulaciones ambientales. Cuenca es la nica ciudad que posee un inventario de emisiones actualizado al ao 2011. De este documento se
desprende como resultado que el transporte y los veh-culos son la principal fuente antropognica de emisin de monxido de carbono, dixido de nitrgeno y compuestos orgnicos voltiles que son sustancias precursoras en la formacin de ozono, as mismo contribuyen de manera im-portante a la emisin de partculas finas.
Les invitamos a revisar este documento, el inventario de emisiones de Cuenca que es til para determinar el tipo y cantidad de contaminantes emitidos para verificar los pro-cesos y tecnologas existentes en el rea e identificar los tipos de contaminantes por sector o industria.
Este informe presenta el resumen del documento Inventario de Emisiones Atmosfricas del Cantn Cuenca Ao 2011, documento elaborado por el Dr. Ren Parra Narvez, mediante contrato de consultoria con la EMOV EP.
Por parte de la EMOV-EP participaron:
Ing. Claudia Espinoza, Red de Monitoreo de la Calidad del Aire de Cuenca.
Ing Adriana Espinoza, TICS.
ACT. Juan Bustos.
Diseo y Diagramacin:
Departamento de Relaciones Pblicas de la EMOV EP
Solicitamos citar este documento de la siguiente manera:
Red de Monitoreo de Calidad del Aire de Cuenca de la EMOV EP. Resumen del Inventario de Emisiones Atmosfericas del Canton Cuenca, ao 2011 Cuenca-Ecuador.
PRESENTACIN
Ing. Marcelo CabreraAlcalde de Cuenca
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Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
Con la invitacin del alcalde, el Ing. Marcelo Cabrera Pala-cios, para formar parte de la Corporacin Municipal, estaba consciente que asumamos una ardua tarea en materia de Movilidad, Trnsito y Transporte, como parte de ella, el se-guimiento de la calidad del aire del cantn, a travs de la Red de Monitoreo, un proyecto que lleva a cabo la institucin.
Ponemos a consideracin de la ciudadana, tcnicos y exper-tos en la materia, este libro que cuenta con importantes da-tos y estadsticas en cuanto a la calidad del aire.
Este documento del Inventario de Emisiones a la Atmsfera del cantn Cuenca es el resultado del compromiso de varias Instituciones participantes cuyo apoyo al proporcionar infor-macin fue indispensable para la consecucin de los objeti-vos de este trabajo.
Quiero aprovechar para agradecer a: La Comisin de Gestin Ambiental (CGA) del Municipio de Cuenca, Banco Central del Ecuador, INEC, PETROCOMERCIAL, Direccin Regional de Hicrocarburos del Austro; Corporacin Aeropuertaria de Cuenca; ELECAUSTRO; SRI Regional Austro; Empre-sa Municipal de Aseo (EMAC EP), Camara de Industrias de Cuenca, Agencia de Regulacin y Control Minero (ARCOM), Universidad del Azuay, Instituto de Estudios de Regimen Seccional Ecuador (IERSE). Direccin de Aviacin Civil Qui-to, SWISSCONTACT Proyecto de Eficiencia Enrgetica en Ladrilleras Artesanales- EELA, Plan de Desarrollo y Orde-namiento Territorial del Canton Cuenca (PDOT) Municipio de Cuenca, Direcion Municipal de Transito (DMT) . Agencia de Regulacin y Control Hidrocarburifero Quito, AUSTROGAS, AGIPGAS, INAMHI.
CONTENIDOLista de Tablas 6
Lista de Figuras 7
1. Antecedentes 9
2. Caractersticas generales del Cantn Cuenca 9
3. Principales criterios para el desarrollo de inventario de emisiones 12
4. Trfico vehicular 17
5. Vegetacin 25
6. Industrias 34
7. Trmica 36
8. Disolventes 37
9. Gasolineras 38
10. GLP domstico 40
11. Aeropuerto 41
12. Rellenos sanitarios 43
13. Ladrilleras 46
14. Erosin elica 48
15. Canteras 52
16. Anlisis integrado de emisiones 53
17. Mapas de emisiones 56
18. Verificacin del inventario de emisiones 60
19. Comparacin con los inventarios de emisiones de 2007 y 2009 72
20. Conclusiones y recomendaciones 73
21. Referencias 78
AGRADECIMIENTO
Dr. Alfredo Aguilar ArizagaGerente de EMOV EP.
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Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
Tabla 1: Consumo de energa en el Cantn Cuenca durante el ao 2011 11
Tabla 2: Matriz de calificacin de la incertidumbre del inventario de emisiones (Corpaire, 2006) 15
Tabla 3: Venta de combustibles en las gasolineras del Cantn Cuenca durante el ao 2011 (Galones a-1) 20
Tabla 4: Conformacin del parque vehicular del Cantn Cuenca al ao 2011. Vehculos a gasolina 22
Tabla 5: Conformacin del parque vehicular del Cantn Cuenca al ao 2011. Vehculos a diesel 23
Tabla 6: Consumos estimados vs. estadstica de venta de gasolina y diesel en el Cantn Cuenca durante el ao 2011 (Galones) 24
Tabla 7: Parmetros de simulacin meteorolgica para el Cantn Cuenca 28
Tabla 8: Resumen de emisiones atmosfricas del Cantn Cuenca durante el ao 2011 54
Tabla 9: Aporte de emisiones en porcentaje y resumen de la evaluacin de la incertidumbre de las emisiones del
Cantn Cuenca durante el ao 2011 55
Tabla 10: Emisiones de CO2 (t a-1) de los inventarios de emisiones del Cantn Cuenca de los aos 2007, 2009 y 2011 72
Tabla 11: Emisiones de CO2 eq. (t a-1) de los inventarios de emisiones del Cantn Cuenca de los aos 2007, 2009 y 2011 72
Tabla 12: Resumen de recomendaciones para la futura actualizacin del inventario de emisiones del Cantn Cuenca 75
Figura 1: Ubicacin y topografa del Cantn Cuenca 10
Figura 2: Dominio rectangular para el desarrollo del inventario de emisiones del Cantn Cuenca. 100 celdas horizontales x 80
celdas verticales. 8000 celdas. Cada celda es cuadrada y tiene 30 segundos geogrficos de lado (0.9276 km) 13
Figura 3: Mapa de cobertura de usos del suelo para la malla de emisiones del Cantn Cuenca con resolucin de 0.9276 km de lado.
Conformado mediante la composicin del mapa de usos del suelo proporcionado por el Municipio de Cuenca, y el mapa de
cobertura de usos del suelo, del Ministerio de Agricultura y Ganadera 14
Figura 4: Mapa de trfico del Cantn Cuenca al ao 2011 (Vehculos d-1) 20
Figura 5: Dominios de simulacin meteorolgica para el Cantn Cuenca 28
Figura 6: Mapas medios de temperatura en superficie para el ao 2011 (C). Enero Junio 29
Figura 7: Mapas medios de temperatura en superficie para el ao 2011 (C). Julio - Diciembre 30
Figura 8: Mapas promedio de radiacin solar en superficie para el ao 2011 (W m-2). Enero - Junio 31
Figura 9: Mapas medios de radiacin solar en superficie para el ao 2011 (W m-2). Julio - Diciembre 32
Figura 10: Industrias consideradas (puntos rojos) para el inventario de emisiones del Cantn Cuenca para el ao 2011. 35
Figura 11: Localizacin de la central trmica El Descanso 36
Figura 12: Gasolineras y centro de acopio del Cantn Cuenca que operaron durante el ao 2011 38
Figura 13: Localizacin del Aeropuerto Mariscal Lamar 41
Figura 14: Componentes considerados en la estimacin de las emisiones atmosfricas 41
Figura 15: Localizacin de los rellenos sanitarios de El Valle y Pichacay 43
Figura 16: Composicin de los residuos slidos urbanos de Cuenca 45
Figura 17: Ubicacin de ladrilleras artesanales en el Cantn Cuenca 46
Figura 18: Mapas medios de viento en superficie para el ao 2011. Enero - Junio 50
Figura 19: Mapas medios de viento en superficie para el ao 2011. Julio - Diciembre 51
Figura 20: Localizacin de canteras de materiales de construccin en el Cantn Cuenca 52
Figura 21: Emisin de contaminantes primarios del Cantn Cuenca durante el ao 2011 54
Figura 22: Mapa de emisiones de NOx (t a-1) en la malla de emisiones del Cantn Cuenca el ao 2011 56
Figura 23: Mapa de emisiones de CO (t a-1) en la malla de emisiones del Cantn Cuenca el ao 2011 57
Figura 24: Mapa de emisiones de COV (t a-1) en la malla de emisiones del Cantn Cuenca el ao 2011 57
Figura 25: Mapa de emisiones de SO2 (t a-1) en la malla de emisiones del Cantn Cuenca el ao 2011 58
Figura 26: Mapa de emisiones de PM10 (t a-1) en la malla de emisiones del Cantn Cuenca el ao 2011 58
Figura 27: Mapa de emisiones de PM2.5 (t a-1) en la malla de emisiones del Cantn Cuenca el ao 2011 59
Figura 28: Simulacin de la calidad del aire durante el 5 de octubre de 2011. CO (mg m-3)(1/2) 61
Figura 29: Simulacin de la calidad del aire durante el 5 de octubre de 2011. CO (mg m-3)(2/2) 62
Figura 30: Simulacin de la calidad del aire del 5 de octubre de 2011. NO2 (g m-3). Izquierda: Cantn Cuenca. Derecha:
detalle de la zona urbana de Cuenca y emplazamiento de las estaciones de la red de monitoreo. (1/2) 63
Figura 31: Simulacin de la calidad del aire del 5 de octubre de 2011. NO2 (g m-3). Izquierda: Cantn Cuenca. Derecha:
detalle de la zona urbana de Cuenca y emplazamiento de las estaciones de la red de monitoreo. (2/2) 64
Figura 32: Simulacin de la calidad del aire del 5 de octubre de 2011. SO2 (g m-3). Izquierda: Cantn Cuenca. Derecha:
detalle de la zona urbana de Cuenca y emplazamiento de las estaciones de la red de monitoreo. (1/2) 65
Figura 33: Simulacin de la calidad del aire del 5 de octubre de 2011. SO2 (g m-3). Izquierda: Cantn Cuenca. Derecha:
detalle de la zona urbana de Cuenca y emplazamiento de las estaciones de la red de monitoreo. (2/2) 66
Figura 34: Simulacin de la calidad del aire del 5 de octubre de 2011. O3 (g m-3). 67
Figura 35: Simulacin de la calidad del aire. Da promedio de noviembre de 2009. O3 (g m-3). (Parra, 2012) 70
Figura 36. Comparacin de concentraciones medias mensuales de octubre de 2011. Registro en estaciones vs. Modelo 72
Figura 37. Concentracin media mensual de O3 (g m-3) durante el ao 2011, en las estaciones Machangara (MAN) y
Escuela Velasco Ibarra (EVI), de la red de monitoreo de la calidad del aire de Cuenca. 72
Lista de Tablas
Lista de Figuras
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Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
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La Red de Monitoreo de la Calidad del Aire de Cuenca ope-ra desde el ao 2008, generando informacin sobre los ni-veles de contaminacin atmosfrica.
La Red de Monitoreo formaba parte de la Corporacin Para el Mejoramiento del Aire (Cuencaire); entidad que adicio-nalmente se encargaba de la fiscalizacin del proceso de Revisin Tcnica Vehicular (RTV) en el Cantn Cuenca.
Cuencaire fue liquidada a finales del ao 2010. Las fun-ciones de la operacin de la Red de Monitoreo y la fiscali-zacin de la RTV fueron transferidas a la Empresa Pblica Municipal de Movilidad (EMOV-EP).
Dentro de las nuevas responsabilidades que actualmente
le competen a la EMOV-EP, se incluye la elaboracin del presente informe, en relacin a la actualizacin del inven-tario de emisiones atmosfricas del Cantn Cuenca, como instrumento bsico e indispensable para la formulacin, implantacin y seguimiento de un plan o agenda local de gestin de la calidad del aire.
Hasta el momento, el Cantn Cuenca cuenta con dos in-ventarios de emisiones. El primero fue elaborado toman-do como referencia el ao 2007, como requerimiento de la Fundacin Natura y Cuencaire (Fundacin Natura Cuen-caire CGA, 2009). El segundo fue elaborado para el ao 2009, como iniciativa de EMOV-EP y de la Red de Monito-reo de la Calidad del Aire de Cuenca (Red de Monitoreo de Calidad del Aire de Cuenca de la EMOV EP, 2011).
El Cantn Cuenca se ubica al sur del Ecuador (Figura 1). Su capital, la ciudad de Cuenca tiene una cota media de 2550 msnm. Cuenca es uno de los 15 cantones que conforman la Provincia del Azuay.
La ciudad de Cuenca se asienta en la hoya del Ro Paute, al Este del Cantn, entre las coordenadas 7859 7901 de longitud oeste y 252 254de latitud sur, en la zona centro sur de la Cordillera de los Andes.
El Cantn Cuenca presenta una topografa compleja. Un porcentaje importante del territorio se emplaza sobre la Cordillera Occidental, con cotas que superan los 4000 msnm.
Los ros Machngara, Tarqui, Tomebamba y Yanuncay, que atraviesan la ciudad de Cuenca, son afluentes del ro Pau-te, que a su vez desemboca en el ro Santiago, afluente del ro Amazonas.
1. Antecedentes
2. Caractersticas generales del Cantn CuencaUbicacin, topografa e hidrografa
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Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
Figura 1: Ubicacin y topografa del Cantn Cuenca
Tabla 1: Consumo de energa en el Cantn Cuenca durante el ao 2011
Ubicacin de Ecuador en Sudamerica
Ubicacin del cantn Cuenca en el Ecuador
Ubicacin de Cuenca en el cantn Cuenca
El Cantn Cuenca presenta un clima de montaa. La ciu-dad de Cuenca presenta un clima templado, con una tem-peratura media anual de 15 C (media mnima de 6 C y media mxima de 24 C), una pluviosidad entre 700 1100 mm a-1, y 75% de humedad relativa (CGA, 2007). La esta-cin de lluvia se presenta normalmente de febrero a mayo y de octubre a noviembre, con dos etapas secas, la prime-ra bien marcada entre junio a septiembre, y la segunda de
menor intensidad, desde diciembre a enero.
Durante el ao 2011, en la estacin meteorolgica de la Di-reccin de Aviacin Civil, localizada en el aeropuerto Ma-riscal Lamar de la Ciudad de Cuenca, se registr una tem-peratura media de 16 C, una media mnima de 5.8 C y una temperatura media mxima de 25.2 C. La lluvia acumula-da en el ao fue de 1105.7 mm a-1.
Clima y parmetros meteorolgicos del ao 2011
Poblacin y PIB per cpita
Consumo de energa en el ao 2011
La poblacin del Cantn Cuenca asciende a 535 624 habi-tantes, de acuerdo a la proyeccin de poblacin del Insti-tuto Nacional de Estadsticas y Censos (INEC, 2014).
No se ha localizado informacin especfica sobre el Pro-
ducto Interno Bruto (PIB) per cpita del Cantn Cuen-ca, para el ao 2011. El PIB per cpita del ao 2011 para el Ecuador, se establece en US$ 5217.3, de acuerdo a las previsiones macroeconmicas 2013 del Banco Central del Ecuador (BCE, 2014).
La Tabla 1 presenta el resumen del consumo energtico que se le atribuye al Cantn Cuenca en el ao 2011. Esta informacin resume los datos proporcionados por la Red de Monitoreo de Cuenca y la EMOV EP.
El consumo de gasolina extra, gasolina sper, disel 2 y disel premium, corresponde al volumen de venta de estos
combustibles en 29 gasolineras del Cantn Cuenca.
Los consumos de combustibles en industrias, correspon-den al reporte de los propios centros industriales, de la Comisin de Gestin Ambiental (CGA) del Municipio de Cuenca y de la EMOV - EP.
Trfico vehicular
Industrias
Trmicas
Sector domstico
Ladrilleras
40 032 819
52 698
Gasolina extra
Galones
7 790 388
Gasolina sper
Galones
21 083 713
10 576 622
357 170
Disel 2
Galones
13 147 052
Disel premiumGalones
4 425 913
4 233 400
Fuel oil
6 351 209
55 908 253
GLP
kg
97 940 367
Gas natural
kg
65 395
Lea
m3
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Los niveles de las actividades emisoras de contaminantes del aire fueron proporcionados por la EMOV-EP, entidad que recopil informacin con su propio personal, o canaliz
la entrega de informacin desde otras instituciones loca-les. Para cada fuente de emisin se disearon formularios para la recoleccin de la informacin.
Corresponde al ao 2011, a fin de contar con la actualiza-cin cada dos aos del inventario de emisiones, de acuerdo
con los objetivos de la Empresa Pblica de Movilidad, Trn-sito y Transporte EMOV EP
Se estimaron las emisiones de los siguientes contaminan-tes primarios: monxido de carbono (CO), xidos de nitr-geno (NOx), compuestos orgnicos voltiles (COV), dixido de azufre (SO2), material particulado con dimetro aero-dinmico menor a 10 micras (MP10) y material particulado
con dimetro aerodinmico menor a 2.5 micras (MP2.5).
Adicionalmente se incluyeron a los siguientes gases de efecto invernadero: dixido de carbono (CO2), metano (CH4) y xido nitroso (N2O)
Se conforma mediante un dominio rectangular (Figura 2), compuesto de 100 celdas horizontales y 80 verticales (8000 celdas en total). Cada celda es cuadrada y tiene 30 segundos geogrficos de lado, que equivale a 0.927 6 km. El Cantn Cuenca se encuentra totalmente inscrito en el dominio rectangular.
La resolucin espacial adoptada es adecuada para los fi-
nes que se persiguen con el inventario, conciliando la nece-sidad de contar con informacin espacial suficientemente detallada, que potencialmente permita utilizar las emisio-nes dentro de un modelo de transporte qumico euleriano; y la viabilidad de organizar la informacin de actividad, factores de emisin y modelos de emisiones, en hojas de clculo Excel.
Las coordenadas longitud latitud (sistema de referencia WGS-84) que definen el dominio de emisiones son las si-guientes:
(-79.61, -3.20) (-79.61, -2.533 3) (-78.776 7, -2.533 3) (-78.776 7, -3.20)
Se priorizaron las siguientes fuentes de emisin: Trfico vehicular (vehculos a gasolina y disel) Vegetacin Emisiones de combustin y de proceso industriales Central trmica Uso de disolventes Gasolineras Uso de gas licuado de petrleo (GLP) Canteras Erosin elica Trfico areo Rellenos sanitarios Ladrilleras
3. Principales criterios para el desarrollo de inventario de emisionesNiveles de actividad
Ao base
Contaminantes
Dominio de emisiones
Fuentes de emisin
Figura 2: Dominio rectangular para el desarrollo del inventario de emisiones del Cantn Cuenca. 100 celdas horizontales x 80 celdas verticales. 8000 celdas. Cada celda es cuadrada y tiene 30 segundos geogrficos de lado (0.9276 km)
Cantn Cuenca
Cuenca
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Como informacin base se utiliz el mapa de usos del suelo del Cantn Cuenca, proporcionado por el Municipio de Cuen-ca. Para la zona de la malla de emisiones externa al lmite cantonal, se utiliz el mapa de cobertura de usos, proporcio-nado por el Ministerio de Agricultura y Ganadera (Magap Sinagap, 2013).
La Figura 3 presenta el mapa final, que resulta de la combina-
cin de la informacin tomada del Municipio de Cuenca y del Ministerio de Agricultura y Ganadera.
Para el Cantn Cuenca se diferencian 28 categoras. En orden decreciente, las categoras ms importantes por su extensin son: pramo herbceo de pajonal (28.1%), pastos cultivados sobre terrazas aluviales (12.5%), bosque de vegetacin nativa (11.6%) y bosque intervenido de vegetacin nativa (10.3%).
Todo inventario de emisiones presenta niveles de incer-tidumbre, en razn de la potencial falta de representa-tividad de los modelos de emisiones, de los factores de emisin, de la informacin de los niveles de actividad emi-sora, entre otros aspectos. Por ello es importante incluir una evaluacin de la incertidumbre. En combinacin con los valores estimados de las emisiones, esta evaluacin servir principalmente para priorizar a futuro aquellas fuentes con emisiones importantes y con niveles altos de incertidumbre.
Para el Cantn Cuenca no es posible aplicar un mtodo de evaluacin cuantitativa de la incertidumbre, ya que este enfoque demanda una gran cantidad de informacin no
disponible al momento, lo que imposibilita representar la variacin de factores de emisin o de niveles de actividad segn una distribucin estadstica.
Alternativamente, se presenta para cada fuente de emi-sin una evaluacin cualitativa. Se aplica un sistema de calificacin de los factores de emisin y de los niveles de actividad, empleando un enfoque similar al utilizado en el inventario de emisiones de Quito (CORPAIRE, 2006). Este sistema se basa en el enfoque del Data Attribute Ratings System (DARS) (US-EPA, 2004), y utiliza una calificacin alfabtica y colorimtrica de los niveles, proporcionando una calificacin compuesta, segn las combinaciones de la Tabla 2.
Categora A, calidad muy alta. La estimacin es bastante fiable.
Categora B, calidad alta. La estimacin es fiable, pero se pueden tomar acciones para disminuir su incertidumbre.
Categora C, calidad media. La estimacin es mediana-mente fiable y se podra mejorar, en funcin del nivel de las emisiones del sector calificado y su peso en relacin al va-lor total del inventario de emisiones
Categora D, calidad baja. La estimacin es poco fiable y se recomienda mejorarla, en funcin del nivel de las emi-siones del sector calificado y su peso en relacin al total del inventario de emisiones
Categora E, calidad muy baja. La estimacin es muy poco fiable y se recomienda mejorarla, en funcin del nivel de las emisiones del sector calificado y su peso en relacin al to-tal del inventario de emisiones. La estimacin no ha sido corroborada con mediciones.
Mapa de usos de suelo
Mtodo de evaluacin de la incertidumbre
Figura 3: Mapa de cobertura de usos del suelo para la malla de emisiones del Cantn Cuenca con resolucin de 0.9276 km de lado. Conforma-do mediante la composicin del mapa de usos del suelo proporcionado por el Municipio de Cuenca, y el mapa de cobertura de usos del suelo, del Ministerio de Agricultura y Ganadera.
Tabla 2: Matriz de calificacin de la incerti-dumbre del inventario de emisiones (Corpaire, 2006)
A
B
C
D
E
A
A
B
C
C
A
Factor de emisinActividad
A
B
B
C
D
BB
B
C
C
D
CC
C
C
D
D
DCDDDE
E
La calificacin global se interpreta de la siguiente manera.
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Emisiones en caliente: aquellas que provienen del tubo de escape de los vehculos, cuando los motores alcanzan estabilidad en su temperatura de funcionamiento; es decir, cuando la temperatura del agua de refrigeracin es superior a 70 oC.
Emisiones en fro: aquellas que provienen del tubo de escape antes de que el agua de refrigeracin del motor haya alcanzado los 70 oC.
Emisiones evaporativas: las emisiones de COV que proceden de la evaporacin del combustible (esencialmente de la gasolina) desde otros dispositivos diferentes del tubo de escape (tanque de almacenamiento de combustible y carter, principalmente).
Parmetros:r : categora de vehculo segn el ao modelo.
Trmino:Eir: emisin del gas i (CO2, CH4, N2O) de los vehculos r (t a
-1).
La calificacin A para los factores de emisin significa el nivel ms alto de fiabilidad, es decir han sido estructurados en base a un nmero importante de mediciones que le pro-porcionan gran fiabilidad. Al otro extremo la calificacin E es la ms baja, cuando los factores de emisin por ejemplo han sido establecidos en base a criterios de expertos. Cali-ficaciones intermedias como C o D indican que los factores de emisin provienen de mediciones limitadas o poco re-presentativas.
La calificacin de la informacin de los niveles de activi-dad tiene el mismo enfoque, as por ejemplo estadsticas de uso de combustibles muy detalladas y comprobadas pueden recibir una calificacin A, en tanto que informacin estimada de manera general con algn criterio justificado puede tener una calificacin E.
El transporte, y de manera especfica el trfico vehicular, produce una de las mayores cargas contaminantes hacia la atmsfera. Sus emisiones tienen efecto directo en los problemas de contaminacin del aire tanto a escala local, regional y global. Actualmente, la gran mayora de veh-culos motorizados utilizan combustibles fsiles (gasolina y disel, principalmente), cuyo uso produce la emisin en general de un mismo grupo de contaminantes, aunque en cantidades y proporciones diferentes segn el combustible y las condiciones de combustin (Colvile et al., 2001).
En un motor a gasolina (Otto), en la etapa de admisin, la mezcla aire/combustible (A/C) ingresa a la cmara de combustin, en donde el pistn la comprime y se produ-ce la explosin por chispa. El pistn es impulsado con gran presin y luego se produce la evacuacin de los gases de combustin. Estos gases se expulsan al exterior por medio del tubo de escape.
En la etapa de admisin, los motores a disel solamente absorben aire. El combustible ingresa directamente a la cmara de combustin, el aire comprimido incrementa su temperatura y se produce la autoignicin.
Los combustibles fsiles, formados por una mezcla de di-ferentes hidrocarburos, luego del proceso de combustin
generan principalmente CO2 y vapor de agua. Sin embargo, el funcionamiento de los motores es complejo y por varios factores, la combustin no se desarrolla en su totalidad. Entre las causas ms importantes se destacan la poten-cial falta de oxgeno y la variabilidad de la mezcla oxgeno/combustible, la baja temperatura cuando los motores ini-cian su funcionamiento, los tiempos de residencia cortos de la mezcla A/C en la cmara de combustin. Como con-secuencia, se producen emisiones de CO, a ms de hidro-carburos sin oxidar o parcialmente oxidados.
Adicionalmente, y debido a las altas temperaturas en la cmara de combustin cuando el motor alcanza su esta-bilidad trmica, se produce la combinacin de N2 y O2, for-mando NOx. Un segundo mecanismo de la formacin de NOx comprende la oxidacin del N contenido en los propios combustibles, pero la cantidad es muy inferior en compa-racin al primer mecanismo (US-EPA, 2004).
El azufre forma parte de las impurezas que contienen los combustibles fsiles. Su oxidacin produce la formacin y emisin de SO2. Interfiere directamente en la eficiencia de los catalizadores, cuyo uso slo es viable con combustibles con muy bajo contenido de azufre.
La emisin de partculas se produce por la combustin, el
4. Trfico vehicular
desgaste de los neumticos, recubrimiento de frenos y su-perficies de rodadura, o por la resuspensin de polvo. Las partculas que dan un color blanco al humo del escape, se asocian a condiciones fras de los motores, en tanto que humos de color azulado y negro se asocian a la combustin incompleta de mezclas que pueden contener lubricante. La gran mayora de las partculas finas (MP2.5) se producen por la combustin. Los vehculos a disel producen de 10 100 veces ms partculas de combustin que los vehculos a gasolina (Jacobson, 2002).
Adems de las emisiones de COV por combustin, hay un porcentaje significativo de emisiones de COV desde otros dispositivos, que tienen especial importancia para los ve-
hculos a gasolina. A esta clase se le conoce como emisio-nes evaporativas.
La estimacin de las emisiones de trfico vehicular es com-pleja. Interfieren una serie de factores como el peso de los vehculos, la capacidad, diseo y condiciones funciona-miento de los motores, el tipo y caractersticas de los com-bustibles, el rendimiento de los dispositivos de control de las emisiones del escape, la variabilidad de los ciclos reales de recorrido, o las caractersticas de la red vial. Por tanto, el desarrollo de modelos de emisiones es tambin complejo. Estas herramientas se van adaptando continuamente con el objeto de obtener inventarios que se asemejen cada vez ms a los verdaderos valores de emisin.
Modelo emisiones
Se consideraron las emisiones generadas en las siguientes condiciones (Ntziachristos and Samaras, 2000):
Las emisiones anuales de CO2, CH4 y N2O se valoran mediante la Ecuacin 1:
1
-
Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
1918
Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
Datos:Nvehr: nmero de vehculos de la categora r segn el ao modelo. CCr: consumo de combustible por distancia recorrida (galn km
-1) para los vehculos r.
Den: densidad del combustible (kg m-3).
PCI: poder calorfico inferior del combustible (TJ Gg-1).
FEij: factor de emisin del gas i por tipo de combustible (kg TJ-1)
ErSO2: emisin de SO2 de los vehculos r (t a-1)
Datos: S: contenido de azufre del combustible (%)
Parmetros:r : categora de vehculo segn el ao modelo.i : contaminante (NOx, COV, CO, PM10 y PM2.5).
Trmino: : emisin en caliente del contaminante i producida por los vehculos r (t a-1).
Datos: Nvehr: nmero de vehculos de la categora r segn ao modelo Drecr: distancia media anual recorrida por los vehculos tipo r (km a
-1). FEir: factor de emisin del contaminante i, para el vehculo de categora r (g km
-1).
Las emisiones anuales de SO2 se valoran mediante la Ecuacin 2:
Las emisiones anuales de NOx, CO, COV, MP10 y MP2.5 se valoran mediante la Ecuacin 3:
Mapa de trfico
Consumo de combustibles
La informacin georeferenciada de los ejes de las vas fue proporcionada por la EMOV-EP, y complementada con infor-macin del Instituto Geogrfico Militar - Ecuador (IGM, 2014). La EMOV-EP proporcion informacin de las intensidades medias diarias de trfico de algunas vas, parte de las cuales han servido para actualizar las intensidades de trfico de un grupo de vas del inventario de emisiones del ao 2009. Parte
de la nueva informacin proporcionada por la EMOV-EP pro-viene de los estudios de trfico para el proyecto del Tranva de Cuenca.
El mapa actualizado se presenta en la Figura 4. El mismo se usa para distribuir espacialmente las emisiones de contami-nantes primarios generadas por el trfico vehicular.
La Tabla 3 presenta la venta de combustibles en las gasoline-ras localizadas en el Cantn Cuenca. En total se registra una venta de 82 053 972 galones de combustible, correspondien-
do 40 032 819 (48.8%) a gasolina extra, 7 790 388 (9.5%) a gasolina sper, 21 083 713 (25.7%) a disel premium y 13 147 052 (16.0%) a disel 2.
Figura 4: Mapa de trfico del Cantn Cuenca al ao 2011 (Vehculos d-1)
Tabla 3: Venta de combustibles en las gasolineras del Cantn Cuenca durante el ao 2011 (Galones a-1)
Combustible
Gasolina extra
Gasolina sper
Disel Premium
Disel 2
Total
Total
40 032 819
7 790 388
21 083 713
13 147 052
82 053 972
%
48.8
9.5
25.7
16.0
100.0
2
3
-
Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
2120
Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
Parque automotor
Mediante el procesamiento de la informacin de estadsticas de transporte del Instituto Nacional de Estadsticas y Censos (INEC, 2014), del Anuario 2011 de la Asociacin de Empresas Automotrices del Ecuador (AEADE, 2012); y del nmero de vehculos requeridos para conciliar la estimacin del consumo de combustible, con los niveles de venta de combustibles en las gasolineras, se estructur la conformacin del parque ve-hicular del ao 2011.
La Tabla 4 presenta la conformacin del parque de vehcu-los a gasolina. Se registran 112 048 unidades, de las cuales el 39.9% corresponde a automviles, 25.7% a jeeps, 23.9% a camionetas y furgonetas, 3.8% a taxis, 0.9% a pesados (bu-ses, camiones, volquetas y tanqueros) y 5.8% a motocicletas.
Los automviles, camiones y furgonetas, jeeps y taxis se sub-clasifican en tres subcategoras segn el tamao de menores (< 1400 cm3, entre 1400 y 2000 cm3, > 2000 cm3).
La Tabla 5 presenta la conformacin del parque de vehculos a disel. Se registran 14 227 unidades, de las cuales el 43.6% corresponde a pesados (camiones, volquetas, trileres y tan-queros), 34% a camionetas y furgonetas, 9.4 a jeeps, 11.3% a buses y 1.7% a automviles.
El parque total asciende aproximadamente a 126 275 vehcu-los, correspondiendo el 88.7 % a los vehculos a gasolina y el restante 11.3% a los vehculos a disel.
Tabla 4: Conformacin del parque vehicular del Cantn Cuenca al ao 2011. Vehculos a gasolina
1989 y anteriores
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
Total:
%
2958
1011
1070
958
628
845
675
705
535
806
649
115
927
785
402
250
339
505
533
219
290
304
600
16 109
14.4
1527
112
119
805
796
1520
897
691
693
964
682
105
958
1866
1891
1957
2087
2197
1861
934
833
1511
2100
27 106
24.2
166
26
21
52
21
37
38
17
9
38
21
3
16
30
21
19
19
80
157
42
35
70
600
1538
1.4
470
30
29
38
59
88
85
43
20
35
43
0
9
15
9
6
21
36
15
3
30
21
100
1205
1.1
1954
27
73
93
163
182
128
105
70
94
44
15
27
82
79
29
146
79
26
6
5
23
120
3570
3.2
709
173
190
265
427
760
680
529
564
959
981
108
897
1440
1370
1087
1166
1358
1227
815
1000
1806
3500
22 011
19.6
78
22
2
2
17
8
8
0
2
10
7
0
8
3
15
95
86
25
7
5
3
3
3
409
0.4
512
51
241
161
280
476
352
525
569
993
644
325
1470
1682
976
534
698
800
1035
566
1010
1686
1686
17 272
15.4
1059
159
115
356
403
405
352
251
341
652
457
58
649
703
444
478
566
652
701
369
373
761
761
11 065
9.9
4
0
0
0
0
4
7
7
4
14
2
2
9
2
2
0
0
0
2
2
5
4
4
74
0.1
5
0
0
12
12
53
25
53
33
148
93
2
320
469
297
211
615
404
325
132
148
406
406
4169
3.7
0
0
2
0
0
0
0
0
0
2
2
0
0
0
0
0
2
0
2
0
0
2
2
14
0.0
113
25
18
21
12
17
16
9
9
29
27
4
46
82
55
32
45
49
68
48
61
89
89
964
0.9
265
18
14
21
26
58
37
46
32
39
9
26
97
264
253
450
344
527
453
559
896
1054
1054
6542
5.8
9820
1654
1894
2784
2844
4453
3300
2981
2881
4783
3661
763
5433
7423
5814
5148
6134
6712
6412
3700
4689
7740
11025
112 048
100.0
1400cm3
1400cm3
1400cm3
1400cm3
2000cm3
2000cm3
2000cm3
2000cm3 Pesados Motos Total
1400-2000cm3
Automviles Camionetas y furgonetas Jeeps Taxis
1400-2000cm3
1400-2000cm3
1400-2000cm3
-
Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
2322
Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
Tabla 5: Conformacin del parque vehicular del Cantn Cuenca al ao 2011. Vehculos a disel
1989 y anteriores
1990
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
Total:
%
26
6
7
10
8
13
9
8
7
10
8
1
11
15
13
12
14
16
14
7
6
11
11
243
1.7
76
11
17
24
32
41
33
36
42
77
51
18
99
111
66
51
63
68
81
44
64
113
113
1331
9.4
609
45
57
77
126
200
173
131
127
212
207
24
181
299
283
218
259
286
246
160
201
360
360
4841
34.0
22
22
18
13
7
40
26
22
11
33
20
2
59
237
237
189
92
90
75
29
29
77
264
1614
11.3
667
151
109
125
71
103
96
56
54
170
161
24
272
484
328
190
267
290
404
283
359
526
1008
6198
43.6
1400
235
208
249
244
397
337
253
241
502
447
69
622
1146
927
660
695
750
820
523
659
1087
1756
14 227
100.0
TotalAutomviles Camionetas y furgonetas BusesJeeps Pesados
Factores de emisin
Se estructuraron en base a los factores de emisin utilizados en el Inventario de Emisiones de la Zona Metropolitana del Valle de Mxico del ao 2008, elaborado por la Secretara de Medio Ambiente de la Ciudad de Mxico (SMACM, 2010). Es-tos factores de emisin se establecieron de la aplicacin del modelo MOBILE6-Mxico
A ms de las emisiones de combustin, se producen emisio-nes de material particulado relacionadas con el desgaste de neumticos, de las superficies de rodadura y por el desgaste de frenos. La disponibilidad de informacin es escasa, en rela-cin a las emisiones en caliente. Los factores de emisin pro-vienen de base de datos del proyecto Coordinated European
Program on Particle Matter Emission Inventories, Projection and Guidance (CEPMEIP, 2013).
La Tabla 6 presenta los consumos de gasolina y disel esti-mados y los valores de venta del ao 2011 en las gasolineras del Cantn Cuenca.
La estimacin de los consumos de gasolina (extra + sper) co-rresponde razonablemente (diferencia del 1.1%) con el registro estadstico de venta. Para el caso del disel (disel 2 + disel premium) hay una diferencia de 10.4 %. La diferencia total entre el consumo calculado de combustibles y la estadstica de venta, es de 3.7%, diferencia que se considera aceptable.
Tabla 6: Consumos estimados vs. estadstica de venta de gasolina y disel en el Cantn Cuenca durante el ao 2011 (Galones)
Gasolina
Disel
Total:
48 341 210
30 686 578
79 027 788
Consumo estimado en base a los recorridos medios anuales
(a)
47 823 207
34 230 765
82 053 972
Registro estadstico de ventas en el ao 2011
(b)
518 003
-3 544 187
-3 026 184
Diferencia
(c) = (a) (b)
1.1
-10.4
-3.7
Diferencia en porcentaje
((c)/(b))*100
La vegetacin puede ser una fuente importante de COV. Las reacciones e interacciones de estos compuestos en la baja tropsfera son importantes y su participacin en la contaminacin por ozono (O3) es un tema de actual inves-tigacin en diferentes partes del mundo.
Parte del carbono que asimilan las plantas retorna hacia la atmsfera como COV, compuestos previamente produci-dos en los tejidos vegetales. Los mecanismos bioqumicos
de formacin estn relacionados con el metabolismo celu-lar de la planta y son bastante complejos (Fall, 1999).
Los COV incluyen una amplia gama de compuestos: (iso-preno, monoterpenos, sesquiterpenos, alcoholes, alcanos, alquenos o carbnilos). En algunas especies vegetales, los COV pueden almacenarse en rganos especializados de las hojas y tallos. En otras, luego de su sntesis se emiten directamente.
5. Vegetacin
-
Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
2524
Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
Clasificacin de compuestos orgnicos voltiles que emite la vegetacin
Modelo de emisiones
En funcin de su reactividad, los COV que provienen de la vegetacin, se agrupan en tres categoras (Guenther et al., 1995): (1) isopreno, 1 a 2 h, (2) monoterpenos, 0.5 a 3 h y (3) otros compuestos orgnicos voltiles (OCOV), unos reactivos < 1 d y otros > 1 d).
El isopreno (C5H8) es emitido por una variedad de plantas tan-to de hoja caduca como perenne, cuando estn expuestas a la radiacin solar. Concretamente la fraccin que interviene es la radiacin solar fotosintticamente activa (Photosynthe-
tically Active Radiation, PAR). El nivel de las emisiones es ma-yor cuando aumenta la temperatura, pero slo hasta cierto valor. La formacin y emisin de isopreno est directamente relacionada con la fotosntesis (no hay emisin de isopreno en ausencia de radiacin solar). La biomasa foliar es la fuente ms importante, en relacin al tronco, tallos y races.
Los monoterpenos constituyen un diverso grupo de com-puestos (se conocen ms de 1000 estructuras) formados de dos unidades de isopreno.
Las emisiones horarias de isopreno en la celda k del dominio de estudio, se calculan mediante el modelo propuesto por Guenther et al. (1993), segn la Ecuacin 4:
Parmetro:j: categora de uso del suelo.
Trmino:Eiso(k, horario): emisin horaria de isopreno en la celda k (g h
-1).
Datos:FEj
iso: factor estndar de emisin de isopreno asociado al uso de suelo j asignado a la celda k (g g-1 h-1).FCA(T,PAR): factor de correccin ambiental (adimensional) del factor de emisin, debido a la temperatura T y la PAR.DBFj: densidad de biomasa foliar asociada al uso de suelo j (g m-2).A: rea de la celda. Para la resolucin adoptada corresponde un nico valor de 0.86 km2.
La influencia de la temperatura y de la PAR, se incluye en la Ecuacin 5:
Siendo:CT: factor de correccin debido a la temperatura T (adimensional).CL: factor de correccin debido a la PAR (adimensional).
Estos factores se calculan mediante las ecuaciones 6 y 7:
Siendo:
= 0.0027 coeficiente emprico.CL1 = 1.066 coeficiente emprico.L = PAR (mol m-2 s-1) en la celda k.
CT1 = 95 000 J mol-1, coeficiente emprico.
CT2 = 230 000 J mol-1, coeficiente emprico.
Ts = 303 K, temperatura de condiciones de referencia.Tm = 314 K.R = 8.314 (J K-1 mol-1) constante universal de los gases.T = temperatura en superficie expresada en grados Kelvin, registrada en la celda k.
Las emisiones horarias de monoterpenos en la celda k del dominio, se calculan mediante la Ecuacin 8 (Guenther et al., 1993):
4
5
8
6
7
-
Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
2726
Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
Trmino:Emon(k, horario): emisin horaria de monoterpenos en la celda k (g h
-1).
Datos:FEj
mon: factor estndar de emisin (a 30 C de temperatura) de monoterpenos asociado al uso de suelo j asignado a la celda k (g g-1 h-1).M(T): factor de correccin ambiental debido a la temperatura.
La mayora de las especies emisoras disponen de rganos de almacenamiento de monoterpenos. Las tasas de emisin se rigen principalmente por la temperatura, y su influencia se describe mediante la Ecuacin 9:
Siendo: = 0.09 (K-1), coeficiente emprico.T = temperatura en superficie expresada en grados Kelvin, registrada en la celda k.Ts = 303 K, temperatura de condiciones de referencia.
Las emisiones de OCOV se estiman mediante la Ecuacin 10. El significado de las variables es homlogo al indicado para los monoterpenos.
Las Figuras 6 y 7 presentan los mapas de temperatura en superficie. Las Figuras 8 y 9 presentan los mapas de radiacin solar en superficie.
Meteorologa
Se generaron mapas medios mensuales de la temperatura en superficie y de la radiacin solar para todo el ao 2011, mediante el modelo meteorolgico Weather Research and Forecasting Model (WRF, 2013) aplicado al dominio de la Fi-gura 5.
Las simulaciones numricas se desarrollaron con la versin
3.2 del mencionado modelo, utilizando un dominio maestro y dos subdominios anidados (Figura 5), con resoluciones es-paciales de 27 x 27 km, 9 x 9 km y 3 x 3 km respectivamente. Las condiciones iniciales y de contorno se obtuvieron de la base de datos de anlisis final del National Center for At-mospheric Research de las Estados Unidos (NCAR, 2013). La Tabla 7 resume los principales parmetros de simulacin
Dominio master. 27 x 27 km
Primer subdominio anidado. 9 x 9 km
Segundo dominio anidado. 3 x 3 km
Figura 5: Dominios de simulacin meteorolgica para el Cantn Cuenca
Tabla 7: Parmetros de simulacin meteorolgica para el Cantn Cuenca
e_we
e_sn
e_vert
dx
dy
2
1
2
Lin et al.
Monin-Obuknov
Mellor-Yamada-Janjic
mp_physics
sf_surface_physics
bl_pbl_physics
Parmetro
100, 76, 40
100, 52, 40
26, 26, 26
27 000, 9 000, 3 000
27 000, 9 000, 3 000
Valores
Dominios
Parmetros fsicos
Observaciones
10
9
-
Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
2928
Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
ENE JUL
MAR SEP
MAY NOV
FEB AGO
ABR OCT
JUN DIC
Figura 6: Mapas medios de temperatura en superficie para el ao 2011 (C). Enero Junio Figura 7: Mapas medios de temperatura en superficie para el ao 2011 (C). Julio - Diciembre
-
Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
3130
Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
ENE JUL
MAR SEP
MAY NOV
FEB AGO
ABR OCT
JUN DIC
Figura 8: Mapas promedio de radiacin solar en superficie para el ao 2011 (W m-2). Enero - Junio Figura 9: Mapas medios de radiacin solar en superficie para el ao 2011 (W m-2). Julio - Diciembre
-
Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
3332
Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
Factores de emisin
Se identificaron las especies vegetales ms importantes para las categoras de uso del suelo en las que coexisten varias especies. Esta informacin fue proporcionada por el Dr. Gustavo Chacn, de la Universidad del Azuay. Se reco-pilaron de la literatura, los factores de emisin de isopreno y monoterpenos.
La mayora de las especies vegetales del Cantn Cuenca no han sido estudiadas, en relacin a su capacidad emisora de COV. Al menos en el caso del pramo y matorral, este inconveniente es menor, ya que las bajas temperaturas de
las zonas en las que se emplazan, implican tambin emi-siones bajas.
Es escasa disponibilidad de factores de emisin tanto en el mbito nacional y sudamericano. La mayor parte de la in-formacin actualmente disponible proviene de la literatura norteamericana o europea. Sin duda, la determinacin in-situ de los factores de emisin es prioritaria para disminuir los niveles de incertidumbre de la estimacin de las emisio-nes de la vegetacin en el Cantn Cuenca.
El uso de la energa y la industria contribuyen con los pro-blemas de la contaminacin del aire. El nivel de actividad industrial; y por tanto sus emisiones, aumentan proporcio-nalmente con el crecimiento de la actividad econmica.
La industria en el Cantn Cuenca se desarrolla principal-mente en dos zonas: 1) en el Parque Industrial de Cuenca, ubicado al NE de Cuenca, en donde funcionan aproxima-damente 145 industrias (CGA, 2007), y 2) en la Zona Fran-ca, al SO de la ciudad.
En el sector industrial, se distinguen dos grupos de emi-sin: 1) las producidas por el aprovechamiento energtico
de combustibles, y 2) las relacionadas con los procesos de produccin.
La diversidad del sector industrial se refleja en la dificultad para la estimacin de sus emisiones, que requiere de infor-macin especfica de cada centro industrial, como el tipo y la cantidad de combustibles consumidos, los niveles de produccin, calendarios laborales, o la disponibilidad y la eficiencia de los sistemas de tratamiento de las emisiones.
Las emisiones por combustin se establecieron en base a los consumos en industrias de GLP, disel 2, fuelleo, ga-solina y gas natural.
6. Industrias
Modelo de emisiones
Factores de emisin
Para el caso del GLP, las emisiones anuales se calculan mediante el modelo de la Ecuacin 11:
Los factores de emisin provienen principalmente de base de datos AP-42 de la Agencia de Proteccin Ambiental de los Estados Unidos (US-EPA, 2004), la Agencia Europeas Ambiental (EEA, 2009) y del Panel Intergubernamental para el Cambio Climtico (IPCC, 2006)
Para las emisiones de proceso, se recopil informacin so-bre la produccin anual de llantas, pegamentos y pinturas,
muebles, bebidas alcohlicas, pan y textiles; entre otros productos.
La Figura 10 indica el emplazamiento de las industrias con-sideradas para este inventario. El mayor nmero de centros se ubican en la zona del Parque Industrial, ubicado al NE de Cuenca.
Parmetro:i: industriaj: contaminante
Trmino:Eij: emisin anual del contaminante j producido por la industria i (t a
-1).
Datos:FEj: factor de emisin del contaminante j (g kg
-1).ConGLP: consumo de GLP (kg a-1).
Para otros combustibles, se utilizaron ecuaciones equivalentes.
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Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
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Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
Figura 10: Industrias consideradas (puntos rojos) para el inventario de emisiones del Cantn Cuenca para el ao 2011.
Figura 11: Localizacin de la central trmica El Descanso
Durante el ao 2011, en el Cantn Cuenca, solamente la central El Descanso gener electricidad. La central se ubica aproximadamente a 15 km al NE de Cuenca (Figura 11).
El uso de disolventes de origen orgnico es una fuente im-portante de COV. Las actividades ms importantes inclu-yen la aplicacin de pintura, el uso de gomas y adhesivos, productos de higiene, y el uso de disolventes como limpia-dores tanto en los mbitos domstico, comercial, de servi-cios y en la industria.
Los pigmentos que proporcionan el color a las superficies, suelen aplicarse diluidos en disolventes orgnicos. Luego de la aplicacin de la pintura, el solvente se evapora. Ocu-
rre lo mismo con la aplicacin de resinas (lacas y barnices).
En el mbito domstico, los disolventes orgnicos se utili-zan ampliamente en productos de limpieza del hogar, cos-mticos, o de mantenimiento de vehculos.
En el sector industrial, el uso de disolventes se relaciona con el desengrase de metales, el lavado en seco, as como en procesos de manufactura como productos farmacuti-cos, pinturas, tintas, adhesivos y textiles.
7. Trmica
8. Disolventes
Modelo de emisiones
Factores de emisin
Las emisiones anuales se calculan mediante el modelo de la Ecuacin 12:
Los factores de emisin seleccionados provienen de la US-EPA (2004) para la generacin de electricidad a base de disel 2 (distillate oil) y fuel oil (residual oil).
Parmetro:i: central trmicaj: contaminantek: combustible
Trmino:Eij: emisin anual del contaminante j producido por la central trmica i (t a
-1).
Datos:FEkj: factor de emisin del contaminante j por consumo del combustible k (kg TJ
-1).ConCOMk: consumo de combustible k (TJ a
-1)
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Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
Modelo de emisiones
Modelo de emisiones
Factores de emisin
La emisin anual se estima mediante la Ecuacin 13:
La emisin anual se estima mediante la Ecuacin 14:
Se definieron los factores de emisin de COV debidos al uso de disolventes en el mbito domstico comercial e indus-trial, tomando como base los factores de emisin utilizados para el Inventario de Emisiones de la Zona Metropolitana del Valle de Mxico del ao 2004. Los factores de emisin se establecieron mediante la relacin numrica del producto interno bruto per cpita del ao 2011 para el Ecuador (establecido en US$ 5217.3, de acuerdo a las previsiones macroeco-nmicas 2013 del Banco Central del Ecuador (BCE, 2014)); al producto interno bruto de Mxico del ao 2004 (US$ 7310).
Parmetro:j: mbito, domstico comercial o industrial
Trmino:Ej: emisin anual de COV debido al uso de disolventes en el mbito j. Se expresa en t a
-1.
Datos:Pob: Poblacin
FEj: factor de emisin per cpita debido a la actividad j. Se expresa en kg habitante-1 a-1.
La poblacin del Cantn Cuenca asciende a 535 624 habitantes, de acuerdo a la proyeccin de poblacin del Instituto Nacional de Estadsticas y Censos (INEC, 2014). La poblacin urbana de Cuenca se estima en 426 412 habitantes.
La distribucin, almacenamiento y venta de combustibles fsiles, especialmente de gasolina, produce que una par-te de los compuestos ms voltiles se evaporen hacia la atmsfera, constituyendo una fuente importante de COV. De esta forma, las emisiones se relacionan directamente con los volmenes de distribucin desde centros de acopio y con la venta en gasolineras.
Durante el ao 2011, en el Cantn Cuenca 29 gasolineras comercializaron gasolina extra, gasolina sper, disel 2 y disel premium. Adicionalmente se localiza Petrocomercial Depsito Cuenca, que abastece de combustible a la regin austral del pas
La Figura 12 presenta la localizacin de las gasolineras y de Petrocomercial Depsito Cuenca.
9. Gasolineras
Figura 12: Gasolineras y centro de acopio del Cantn Cuenca que operaron durante el ao 2011
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Parmetro:j: tipo de combustible; gasolina extra, gasolina sper o disel 2k: gasolinera
Trmino:Ej: emisin anual de COV debido a la venta o distribucin del combustible j, (t a
-1).
Datos:Venk: Venta o distribucin del combustible j en la gasolinera k, (galones a
-1).FEj: factor de emisin de COV debido a la venta o distribucin del combustible j. (mg L
-1).
Factores de emisin
Factores de emisin
Las emisiones de COV provienen casi exclusivamente de la venta de gasolina. La manipulacin y venta de disel en ga-solineras tiene un aporte muy bajo.
Se seleccionaron los factores de emisin debidos al almacenamiento en reservas, expansin trmica, derrames y venta de gasolina. Estos factores provienen de la US-EPA (2004).
El GLP se compone por una combinacin de propano (70%) y butano (30%). Mediante la combinacin ponderada de los factores de emisin para el butano y propano (US-EPA, 2004).
A nivel domstico, el combustible de uso generalizado es el Gas Licuado de Petrleo (GLP), que se suministra en reci-
pientes metlicos de 15 kg principalmente.
Entre las fuentes de emisin mviles, se incluye al trfico areo en los aeropuertos. Las emisiones de esta fuente se producen principalmente por el uso del combustible en los motores y turbinas de las aeronaves.
El aeropuerto Mariscal Lamar se localiza en el NE de la ciu-dad de Cuenca (Figura 13). Opera diariamente vuelos desde y hacia Quito y Guayaquil principalmente.
10. GLP domstico
11. Aeropuerto
Modelo de emisiones
Las emisiones anuales se calculan mediante el modelo de la Ecuacin 15:
Parmetro:j: contaminante
Trmino:Ej: emisin anual del contaminante j producido por el centro i (t a
-1).
Datos:FEj: factor de emisin del contaminante j (g kg
-1).ConGLP: consumo de GLP (kg a-1). Se asume que es igual a los valores envasados.
Figura 13: Localizacin del Aeropuerto Mariscal Lamar
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Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
El ciclo Landing/Takeoff (LTO-cycle), que incluye todas las activida-des que ocurren dentro de la capa de mezcla. Se puede considerar pragm-ticamente una altura de 1000 m. La etapa de crucero (Cruise), que comprende las actividades que se de-sarrollan sobre los 1000 m.
En el ciclo LTO se diferencian adicionalmente las siguientes etapas:
El aterrizaje (Landing): corresponde al trayecto del avin desde una altura inferior a 1000 m, hasta el punto de la pista en donde termina el aterrizaje.
Operaciones en el terminal areo (Taxi idle): corresponde al trayecto del avin despus del aterrizaje hasta el termi-nal areo; las operaciones de descarga/carga de pasajeros y mercancas, y el traslado del avin hasta el extremo de la pista para el despegue.
El despegue (Take-off): corresponde al trayecto del avin desde el punto de la pista donde se inicia el despegue hasta una altura de 1000 m.
De acuerdo a la informacin recibida de la Direccin Gene-ral de Aviacin Civil, durante el ao 2011 en el Aeropuerto Mariscal Lamar se efectuaron 3922 operaciones.
Las emisiones para el ao 2011 se estiman en base a las estadsticas detalladas del ao 2009, considerando el in-cremento en las operaciones entre los aos 2009 y 2011, respectivamente.
Se diferencian dos componentes en las operaciones de las aeronaves (EEA, 2009) (Figura 14):
Figura 14: Componentes considerados en la estimacin de las emisiones atmosfricas provenientes del trfico areo
Factores de emisin
Provienen de los factores de emisin por aeronave sugeridos por la Agencia Europea Ambiental (EEA, 2009), principal-mente.
Modelo de emisiones
Se estiman las emisiones del ciclo LTO, que abarcan la emisin de contaminantes dentro de la capa de mezcla, y que por tanto tienen relacin directa o son los que ms interesan para la calidad del aire.
El modelo utilizado se basa en la aplicacin de la Ecuacin 16:
Parmetros:i: contaminante j: tipo de avin Trmino:Eij (anual): emisin anual del contaminante i, a causa del avin tipo j. Se expresa en t a
-1.
Datos:OPRj: operaciones al ao del avin tipo j (ciclos LTO).
FEij: factor de emisin del contaminante i debido a un ciclo LTO del avin tipo j. Se expresa en kg LTO-1.
Los rellenos sanitarios reciben a perpetuidad los residuos slidos. Al interior de los mismos se desarrollan procesos y reacciones de tipo fsico, qumico y biolgico; que, entre otros efectos, dan lugar a la generacin de emisiones o ver-tidos de tipo lquido y/o gaseoso.
En relacin con las emisiones atmosfricas, se generan cier-tos gases cuyo inters ambiental es variado, ya sea por su contribucin al efecto invernadero, la generacin de malos olores, el potencial riesgo de explosin o peligro para la sa-lud pblica.
La estabilizacin anaerobia de la materia orgnica biode-gradable de los residuos al interior de un relleno sanitario, produce el denominado gas de relleno sanitario (landfill
gas), formado principalmente por CH4 y CO2.
Adicionalmente, el gas de vertedero incorpora un pequeo porcentaje de COV, entre los que se incluyen a varios conta-minantes peligrosos del aire (DEQ, 2007).
La disposicin de residuos slidos en rellenos incontrolados, con la exposicin de los residuos al aire, es decir sin su co-bertura sistemtica; produce principalmente CO2 y agua.
En Cuenca, a partir de 1980 hasta el 2001 se depositaron los residuos urbanos en El Valle, localizado al SE de la ciudad. Desde el 2001 empieza la operacin de Pichacay. La Figura 15 indica la localizacin de los dos rellenos sanitarios, ambos al SE de Cuenca.
12. Rellenos sanitarios
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Figura 15: Localizacin de los rellenos sanitarios de El Valle y Pichacay
Modelo de emisiones
Se establece inicialmente la fraccin de carbn orgnico degradable (COD). Esta fraccin se estima mediante la Ecuacin 17 (IPCC, 1996):
Siendo:
COD: fraccin de carbono orgnico degradableA: porcentaje de papel y textiles de los residuosB: porcentaje de residuos de jardn y otros residuos orgnicos biodegradables que no sean alimentosC: porcentaje que corresponde a restos de alimentosD: porcentaje que corresponde a restos de madera o paja
Una vez determinada COD, se establece el potencial de generacin de CH4 (Lo), mediante la Ecuacin 18 (IPCC, 1996):
Siendo:
Lo: potencial de generacin de CH4 (Gg CH4 Gg-1 residuo)
FCM: factor de correccin de produccin de CH4. El mximo valor de este factor (1), se asigna a rellenos que son totalmente gestionados de manera correcta (IPCC, 1996). Para El Valle se asigna 0.9 y para Pichacay se asigna 1. CODf: fraccin de COD que se transforma en sustrato para la produccin de gases de efecto invernadero. Se asigna 0.77, segn lo recomienda el IPCC (1996).F: fraccin del volumen de CH4, en los gases generados. Se asigna un valor de 0.55 como fraccin probable (Tchobanoglous, 1994), que es coherente con el rango de 04 0.6, indicado por el IPCC (1996). 16/12: factor de conversin de C a CH4.
Las emisiones de COV, se estiman mediante la Ecuacin 19 (DEQ, 2007):
Parmetro:i: ao de disposicin de los residuos (1980, 1981, ...2011 para El Valle; 2001, 2002, ...2011 para Pichacay)
Trmino: : emisin de COV en el ao 2011, debido a la disposicin de los residuos depositados a partir de 1980 (El Valle) o 2001 (Pichacay). Se expresa en Mg a-1
Datos:k: constante relacionada con el tiempo medio de vida. A falta de datos locales se puede tomar un valor por defecto de 0.04 a-1 (IPCC, 1996) Lo: potencial de generacin de CH4. Se expresa en m
3 por t de residuo Mi: cantidad de residuos que se disponen en el ao i. Se expresa en Mg a
-1
CCOV: concentracin de COV en el biogs expresado como hexano . Se toma un valor de 595 ppmv. Este valor se recomienda para el caso de una disposicin predominante de residuos slidos urbanos, con una contenido bajo de residuos industriales (DEQ, 2007)
La emisin total de CH4 se produce durante varios aos. Se estima mediante el modelo dinmico propuesto por el IPCC, y que corresponde a la Ecuacin 20 (IPCC, 1996):
COD = 0.4(A)+0.17(B)+0.15(C)+0.30(D) 17
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Trmino:
ECH4: emisin hasta el ao 2011 de CH4, debido a la disposicin de residuos en el relleno sanitario. Se expresa en Gg CH4
Parmetro:i: ao de disposicin de los residuos (1980, 1981, ...2011)
Datos:Mi: cantidad de residuos que se disponen en el ao i (1980, 1981, ....2011). Se expresa en Gg a
-1
Lo: potencial de generacin de CH4. Se expresa en Gg CH4 Gg-1 residuo
R: cantidad de CH4 recuperado. Se expresa en Gg a-1
OX: factor de oxidacin. Se toma un valor de 0.1, lo que implica la asuncin razonable de que un 10% del CH4 generado al interior del relleno sanitario, se oxida (IPCC, 1996)
Para este inventario, se consideran solamente las emisiones de CH4 que ocurren en el ao 2011, que se compone por el aporte parcial de las emisiones de los residuos colocados desde el inicio de operacin del relleno sanitario.
Composicin de los residuos
La Figura 16 presenta la composicin tpica de los residuos slidos urbanos de Cuenca, de acuerdo a la informacin pro-porcionada por la empresa EMAC. Los porcentajes ms importantes corresponden a la materia orgnica (55%), materia inerte (13%), plstico (11%) y papel (7%).
Figura 16: Composicin de los residuos slidos urbanos de Cuenca
La fabricacin de ladrillos de manera artesanal es impor-tante en el Cantn Cuenca. De acuerdo a la informacin generada en el proyecto de Eficiencia Energtica de Ladri-lleras Artesanales, desarrollado por la Fundacin Suiza de Cooperacin Swisscontact, para el Desarrollo Tcnico, en el Cantn Cuenca hay aproximadamente 544 ladrilleras; para las que se estima una produccin de 36 621 000 uni-dades; mediante un consumo de 65 395 m3 a-1 de lea. De
acuerdo a la EMOV-EP, se considera al presente la mejor informacin disponible de este sector, por lo que se utiliza para el inventario de emisiones 2011.
La Figura 17 presenta la localizacin de las ladrilleras arte-sanales, de acuerdo al levantamiento de informacin del proyecto de Eficiencia Energtica de Ladrilleras Artesana-les.
Se localizan al NO de la Cuenca, principalmente en las parroquias de Sinincay, Balzay, Racar, El Tejar, San Pedro de El Cebollar y Chiquintad.
13. Ladrilleras
Figura 17: Ubicacin de ladrilleras artesanales en el Cantn Cuenca
Modelo de emisiones
Las emisiones anuales se estiman mediante la Ecuacin 21:
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Parmetro:i: contaminante
Trmino:Ei: emisin anual del contaminante i. Se expresa en t a
-1.
Datos:Cbio: consumo de lea (m3 a-1)
FEi: factor de emisin del contaminante i. Se expresa en kg m-3.
Siendo: U*: velocidad de friccin (m s-1).
Datos:U1000: velocidad del viento a 1000 cm (10 m) de la superficie (m s
-1).
Si U* es mayor que la velocidad umbral de friccin, se produce erosin elica.
Las emisiones horarias de MP10 de un determinado da se estiman por medio de la Ecuacin 23:
Parmetro:k: celda del dominioh: hora del da (1, 2, 3, ....24)
Trmino:Ekh: emisin horaria de MP10 en la celda k (kg h
-1).
Datos:FE: flujo de emisin de MP10 (kg m
-2 h-1).rea: rea de la celda del dominio de emisiones (860 440 m2).
Los flujos de emisin se establecen por medio de la ecuacin propuesta por Westphal et al. (1987); que se indica en la Ecuacin 24:
Factores de emisin
Mapas de viento en superficie
Modelo de emisiones
No se localizaron factores de emisin para la quema de lea en hornos artesanales para la fabricacin de ladrillo.
Se seleccionaron alternativamente factores de emisin que corresponden a la quema de madera en chimeneas, que se considera la mejor aproximacin para la fuente analizada. Provienen de la US EPA (2004) y de la EEA (2007).
Para estimar la velocidad de friccin, se prepararon mapas mensuales del viento a 10 m de la superficie para todo el ao 2011. Se aplic el modelo WRF versin 3.2, en el domi-nio de emisiones del Cantn Cuenca. El enfoque concep-tual de las simulaciones se indic en la seccin que corres-ponde a las emisiones de la vegetacin.
Se generaron mapas promedio diarios para cada mes del ao 2011 para la velocidad del viento, a una altura de 10 m
sobre la superficie (Figuras 18 y 19). La intensidad del vien-to se incrementa desde mayo hasta septiembre, especial-mente en julio y agosto; meses con velocidades de viento superiores a 8 m s-1, en zonas de la Cordillera Occidental que presentan cotas superiores a 3500 msnm.
Del clculo de las velocidades de friccin para todo el ao 2011, se obtuvieron valores superiores a los respectivos umbrales de velocidad, solamente para julio y agosto.
Previamente se seleccionaron aquellas celdas del dominio de emisiones con suelo desnudo o con poca vegetacin y en donde se pueden alcanzar niveles suficientes de velocidad del viento para que se presente la resuspensin de material particulado. Con este criterio, el modelo que se describe, se aplica para las celdas que corresponden a las categoras de matorrales abiertos, pramo, pramo herbceo, pramo intervenido, suelo erosionado y suelo descubierto.
Se estima la velocidad de friccin realmente existente, por medio de la Ecuacin 22:
El viento puede ocasionar la resuspensin de material par-ticulado, especialmente en zonas con poca o escasa vege-
tacin, cuando la humedad es baja y la velocidad del viento es suficiente para generar flujos turbulentos.
14. Erosin elica
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ENE JUL
MAR SEP
MAY NOV
FEB AGO
ABR OCT
JUN DICTopografa (msnm) Topografa (msnm)
Figura 18: Mapas medios de viento en superficie para el ao 2011. Enero - Junio Figura 19: Mapas medios de viento en superficie para el ao 2011. Julio - Diciembre
(m s-1) (m s-1)
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Modelo de emisiones
Factores de emisin
Las emisiones anuales de PM10 se calculan mediante el modelo de la Ecuacin 25:
Para la explotacin de materiales de construccin, se seleccionaron los componentes de la Tabla 127 (US-EPA, 2004) que corresponde a las actividades de tamizado, apilado, almacenamiento y transferencia para transporte.
Parmetro:k: cantera
Trmino:Ek: emisin anual de MP10 de la cantera k. (t a
-1).
Datos:FE: factor de emisin de MP10 (kg t
-1).Ext: nivel de extraccin (t a-1).
La extraccin de materiales de construccin (grava, arena gruesa y fina) se asocia con emisiones, especialmente de material particulado.
La Figura 20 presenta la localizacin de las canteras. Se localizan al NE de Cuenca, en el lmite del Cantn Cuenca, con la Provincia del Caar.
La Tabla 8 presenta los resultados integrados de las emi-siones del Cantn Cuenca.
Las emisiones de NOx ascienden a 10 685 t a-1, de los cuales
76.4% se atribuye al trfico vehicular, 11.8% a la trmica El Descanso y 9.3% a las industrias.
Las emisiones de CO ascienden a 40 634 t a-1, correspon-diendo 91.9% al trfico vehicular y 6.1% a las ladrilleras.
Las emisiones de COV ascienden a 13 656 t a-1, correspon-diendo el 34.4 % al trfico vehicular, el 25.3% a los disol-ventes, 21.4% a la vegetacin y 6.7% a las gasolineras. De destaca que este valor incluye las emisiones de Petroco-mercial Depsito Cuenca.
Las emisiones de SO2 ascienden a 2091 t a-1, correspon-
diendo 48.2% a las industrias, 30.2% al trfico vehicular y 21.1% a la trmica El Descanso.
Las emisiones de MP10 ascienden a 981 t a-1, correspon-
diendo 39.9% al trfico vehicular, 36% a las ladrilleras y 11.6% a las industrias.
Las emisiones de MP2.5 ascienden a 854 t a-1, correspon-
diendo 42.7 % al trfico vehicular, 40.9 % a las ladrilleras y 9.8 % a la trmica El Descanso.
Las emisiones totales de CO2 ascienden a 1392.9 kt a-1. No
se incluyen las emisiones de los rellenos sanitarios ni de las ladrilleras, segn el criterio del IPCC que considera que las mismas no constituyen emisiones netas, ya que no se han formado a partir de carbono fsil. De este valor, 52.2 % co-rresponde al trfico vehicular, 31.4 % a las industrias y 12 % al uso de GLP domstico. La generacin per cpita de CO2 del Cantn Cuenca al ao 2011, para una poblacin de 535 634 habitantes, asciende a 2.60 t habitante-1 a-1.
Las emisiones de CH4 ascienden a 4046 t a-1, de los cuales
el 95.4% se genera en los rellenos sanitarios y 4.4% por el trfico vehicular.
Las emisiones de N2O ascienden a 76 t a-1, de los cuales el
73.1% genera el trfico vehicular y el 15% por el uso de GLP domstico.
15. Canteras
16. Anlisis integrado de emisiones
Figura 20: Localizacin de canteras de materiales de construccin en el Cantn Cuenca
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Tabla 8: Resumen de emisiones atmosfricas del Cantn Cuenca durante el ao 2011
Trfico vehicular
Vegetacin
Industrias
Trmica
Disolventes
Gasolineras
GLP domstico
Trfico areo
Rellenos sanitarios
Ladrilleras
Erosin elica
Canteras
Total
8 160.6
0.0
998.6
1 257.7
0.0
0.0
181.8
35.1
0.0
51.0
0.0
0.0
10 685
76.4
0.0
9.3
11.8
0.0
0.0
1.7
0.3
0.0
0.5
0.0
0.0
100
37 337.8
0.0
483.8
270.7
0.0
0.0
28.4
47.7
0.0
2 465.4
0.0
0.0
40 634
91.9
0.0
1.2
0.7
0.0
0.0
0.1
0.1
0.0
6.1
0.0
0.0
100
4 691.6
2 916.6
1 006.9
102.7
3 451.8
918.1
6.1
7.6
20.4
534.2
0.0
0.0
13 656
34.4
21.4
7.4
0.8
25.3
6.7
0.0
0.1
0.1
3.9
0.0
0.0
100
631.3
0.0
1 006.9
441.3
0.0
0.0
0.0
7.3
0.0
4.1
0.0
0.0
2 091
30.2
0.0
48.2
21.1
0.0
0.0
0.0
0.3
0.0
0.2
0.0
0.0
100
390.9
0.0
113.3
83.9
0.0
0.0
12.0
0.4
0.0
353.4
14.8
11.9
981
39.9
0.0
11.6
8.6
0.0
0.0
1.2
0.0
0.0
36.0
1.5
1.2
100
364.6
0.0
42.4
83.9
0.0
0.0
12.0
0.4
0.0
349.3
1.5
0.0
854
42.7
0.0
5.0
9.8
0.0
0.0
1.4
0.0
0.0
40.9
0.2
0.0
100
726 871.5
0.0
437 972.5
50 871.3
0.0
0.0
166 885.9
10 328.6
10 815.7
66 704.6
0.0
0.0
1 392 930
52.2
0.0
31.4
3.7
0.0
0.0
12.0
0.7
0.0
0.0
0.0
0.0
100
180.0
0.0
7.4
0.6
0.0
0.0
2.5
0.5
3 855.1
0.2
0.0
0.0
4046
4.4
0.0
0.2
0.0
0.0
0.0
0.1
0.0
95.3
0.0
0.0
0.0
100
55.7
0.0
2.5
0.2
0.0
0.0
11.5
0.4
0.0
5.9
0.0
0.0
76
73.1
0.0
3.3
0.3
0.0
0.0
15.0
0.5
0.0
7.7
0.0
0.0
100
t/a t/a t/a t/a t/a t/a t/a t/a t/a% % % % % % % % %
NO CO COV SO2 MP10 MP2.5 CO2 CH4 N2O
La Figura 21 presenta la composicin de las emisiones de contaminantes primarios estimadas para el ao 2011 en el Cantn Cuenca.
Figura 21: Emisin de contaminantes prima-rios del Cantn Cuenca durante el ao
Tabla 9: Aporte de emisiones en porcentaje y resumen de la evaluacin de la incertidumbre de las emisiones del Cantn Cuenca durante el ao 2011
Resumen de la evaluacin de incertidumbre
La Tabla 9 presenta el resumen de la evaluacin de incertidumbre de las emisiones del Cantn Cuenca. Los aportes de emisin se indican en porcentaje.
Trfico vehicular
Vegetacin
Industrias
TrmicaDisolventesGasolinerasGLP domsticoTrfico areoRellenos sanitariosLadrillerasErosin elicaCanteras
15.0 13.5 13.9 6.7 0.5 1.9 0.1 0.4 3.6 4.6 12.8 73.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.6 0.3 0.1 0.0 1.7 0.6 0.0 3.3 0.3 0.0 0.0 15.0 0.5 0.0 7.7 0.0 0.0 100.0
1.3 1.1 1.1 0.4 0.0 0.1 0.0 0.0 0.1 0.1 0.2 4.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.0 0.2 0.0 0.0 0.0 0.1 0.0 95.3 0.0 0.0 0.0 100.0
9.3 7.8 8.0 3.4 0.3 0.9 0.1 0.4 3.8 4.8 13.3 52.2 0.0 0.0 0.0 0.0 6.8 3.4 0.9 0.0 1.4 18.9 0.0 31.4 3.7 0.0 0.0 12.0 0.7 0.0 0.0 0.0 0.0 100.0
1.0 0.7 0.8 0.4 0.1 0.1 0.1 0.3 2.6 9.8 26.9 42.7 0.0 0.0 0.0 0.0 0.8 2.5 1.0 0.0 0.2 0.5 0.0 5.0 9.8 0.0 0.0 1.4 0.0 0.0 40.9 0.2 0.0 100.0
1.6 1.1 1.2 0.6 0.1 0.2 0.1 0.3 2.4 8.8 23.6 39.9 0.0 0.0 0.0 0.0 1.0 3.2 0.8 0.0 0.2 0.4 5.9 11.6 8.6 0.0 0.0 1.2 0.0 0.0 36.0 1.5 1.2 100.0
1.0 0.8 0.8 0.4 0.0 0.1 0.1 0.5 4.6 5.8 16.1 30.2 0.0 0.0 0.0 0.0 20.0 21.7 3.0 3.4 0.0 0.0 0.0 48.2 21.1 0.0 0.0 0.0 0.3 0.0 0.2 0.0 0.0 100.0
15.7 3.2 3.4 1.6 0.2 1.6 0.0 0.1 1.1 3.4 4.1 34.4 8.5 4.9 8.0 21.4 3.1 3.3 0.5 0.5 0.0 0.0 0.0 7.4 0.8 25.3 6.7 0.0 0.1 0.1 3.9 0.0 0.0 100.0
34.0 12.6 13.9 9.1 1.2 4.9 0.0 0.1 1.1 7.0 7.9 91.9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.0 0.2 0.5 0.0 0.5 0.0 1.2 0.7 0.0 0.0 0.1 0.1 0.0 6.1 0.0 0.0 100.0
10.1 5.1 5.6 3.7 0.3 0.2 0.0 0.2 2.1 22.3 26.7 76.4 0.0 0.0 0.0 0.0 0.9 0.9 3.3 0.0 0.3 3.9 0.0 9.3 11.8 0.0 0.0 1.7 0.3 0.0 0.5 0.0 0.0 100.0
Automvil, gasolinaCamioneta furgoneta, gasolina Jeep, gasolinaTaxi, gasolinaPesados, gasolinaMotos, gasolinaAutomvil, diselJeep, dieselCamioneta furgoneta, diselBuses, diselPesados, diselSubtotal trfico vehicular:IsoprenoMonoterpenosOCOVSubtotal vegetacin:Calderos diselCalderos fuelleoMotores combustin interna diselMotores combustin interna gasolinaGLPGas naturalProcesoSubtotal industrias:Subtotal trmica:Subtotal disolventes:Subtotal gasolineras:Subtotal GLP domstico:Subtotal trfico areo:Subtotal rellenos sanitarios:Subtotal LadrillerasSubtotal erosin elica:Subtotal canteras:Total
NO CO COV SO2 MP10 MP2.5 CO2 CH4 N2O Actividad EstimacinFactor emisin
CCCCDDCCCCC
DDE
EDDDDEE
DDDEDDDDE
CCCCDDDDDBD
BBB
BBBBBEB
BBACBBCDB
CCCCDDCCCBC
CCD
DCCCCED
CCCDCCCDD
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Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
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Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
De los 30 componentes de la Tabla 9, hay 1 componente con calificacin B, 20 con calificacin C, 8 con calificacin D y uno con E.
Los componentes con calificaciones de estimacin D o E, y con mayores emisiones, deben ser priorizados a futuro, para reducir la incertidumbre del inventario.
La Figura 22 presenta la distribucin de las emisiones de NOx en la malla de emisiones del Cantn Cuenca. Resal-tan las emisiones del trfico vehicular, de la trmica El Descanso y de las industrias.
La Figura 23 presenta la distribucin de las emisiones de CO. Resaltan las emisiones del trfico vehicular; y al NO de la ciudad, el aporte de las ladrilleras artesanales.
La Figura 24 presenta la distribucin de las emisiones de COV. Resaltan las emisiones del trfico vehicular, de Pe-trocomercial Depsito Cuenca y en menor grado de la ve-getacin.
17. Mapas de emisionesNOx
CO
COV
Figura 22: Mapa de emisiones de NOx (t a-1) en la malla de emisiones
del Cantn Cuenca el ao 2011
Figura 23: Mapa de emisiones de CO (t a-1) en la malla de emisiones del Cantn Cuenca el ao 2011
Figura 24: Mapa de emisiones de COV (t a-1) en la malla de emisio-nes del Cantn Cuenca el ao 2011
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Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
La Figura 25 presenta la distribucin de las emisiones de SO2. Resaltan las emisiones del trfico vehicular, de la tr-mica El Descanso y del sector industrial.
La Figura 27 presenta la distribucin de las emisiones de MP2.5. Resaltan las emisiones del trfico vehicular, de las ladrilleras, del sector industrial y la trmica El Descanso.
La Figura 26 presenta la distribucin de las emisiones de MP10. Resaltan las emisiones del trfico vehicular, de las ladrilleras, de las industrias y la trmica El Descanso.
SO2 MP2.5
MP10
Figura 25: Mapa de emisiones de SO2 (t a-1) en la malla de emisio-nes del Cantn Cuenca el ao 2011
Figura 27: Mapa de emisiones de MP2.5 (t a-1) en la malla de emisio-
nes del Cantn Cuenca el ao 2011
Figura 26: Mapa de emisiones de MP10 (t a-1) en la malla de emisio-
nes del Cantn Cuenca el ao 2011
Una de las alternativas para verificar la fiabilidad de un inventario de emisiones, es procesar los resultados para usarlos en un modelo de transporte qumico, y con ello si-mular la calidad del aire. Los resultados simulados se com-paran con los registros de la red de monitoreo.
Con este objetivo las emisiones se procesaron para gene-rar mapas de emisin horaria. Las emisiones fueron pos-teriormente especiadas de acuerdo con las categoras del mecanismo qumico Carbon Bond Mechanism Z (CBMZ) (Zaveri, 1999).
Se simul el transporte qumico de los contaminantes gaseosos durante octubre de 2011, considerando que de acuerdo con los registros de la calidad del aire, en este mes se registraron las mayores concentraciones de ozono del
ao 2011 (Alcalda de Cuenca Red de Monitoreo EMOV EP, 2012).
Las emisiones de la vegetacin se estimaron de manera explcita para cada da, considerando los mapas horarios de temperatura y radiacin solar. Las emisiones del tr-fico vehicular fueron estimadas considerando la venta de combustibles en octubre, con respecto al total anual. Para las emisiones de trfico se tom en cuenta el cambio de la intensidad de trfico entre das laborables y fines de sema-na, as como los perfiles horarios de trfico. Para las otras fuentes de emisin, se utiliz un valor medio para las emi-siones horarias.
Las simulaciones de transporte qumico se desarrollaron con un subdominio de alta (celdas de 1 km de lado), uti-
18. Verificacin del inventario de emisiones
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Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
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Inventario de Emisiones 2011 l Red de Monitoreo de Calidad de Aire - EMOV EP
lizando el modelo euleriano de ltima generacin Weather Research and Forecasting with Chemistry (WRF-Chem 3.2).
Como ejemplo de los resultados de las simulaciones desa-rrolladas, las Figuras 28 y 29 presentan los mapas hora-rios de CO, durante el 5 de octubre de 2011. Las mayores concentraciones se localizan en la zona urbana. La mayor concentracin se presenta en el mapa de las 07h00, cuan-do ocurre el prime pico de trfico y la altura de la capa de mezcla es pequea. En las siguientes horas las concentra-ciones bajan, por la disminucin de las emisiones de trfico y el aumento del espesor de la capa de mezcla.
Las Figuras 30 y 31 presentan los mapas simulados de NO2 del 5 de octubre de 2011. En la columna derecha se detallan los resultados para la zona urbana de Cuenca y se incluye el emplazamiento de las estaciones de la red de monitoreo. Al NE del lmite urbano, se aprecia la dispersin del NO2 que proviene de la central trmica de El Descanso.
Las Figuras 32 y 33 presentan los mapas simulados de SO2. A ms del aporte de la central trmica de El Descanso, al NE dentro de la zona urbana, en la zona de influencia de la estaciones de monitoreo del Colegio Carlos Arzaga (CCA) se aprecia el aporte de las emisiones del parque industrial. 01h00
05h00
09h00
03h00
07h00
11h00
Figura 28: Simulacin de la calidad del aire durante el 5 de octubre de 2011. CO (mg m-3)(1/2)
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EHS
MANEIA
CCA
ICTCRB ODO
CEBBAL
ECC
EIE
MEA
EVI
TETMUN
13h00
01h00
17h00
04h00
21h00
15h00
19h00
23h00
Figura 29: Simulacin de la calidad del aire durante el 5 de octubre de 2011. CO (mg m-3)(2/2)
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07h00
10h00
Figura 30: Simulacin de la calidad del aire del 5 de octubre de 2011. NO2 (g m-3). Izquierda: Cantn
Cuenca. Derecha: detalle de la zona urbana de Cuenca y emplazamiento de las estaciones de la red de monitoreo. (1/2)
13h00
16h00
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19h00
22h00
Figura 31: Simulacin de la calidad del aire del 5 de octubre de 2011. NO2 (g m-3). Izquierda: Cantn
Cuenca. Derecha: detalle de la zona urbana de Cuenca y emplazamiento de las estaciones de la red de monitoreo. (2/2)
01h00
04h00
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