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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA.
FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL.
MAESTRÍA EN CIENCIAS.
MENCIÓN GESTIÓN AMBIENTAL.
TEMA:
ESTUDIOS NUMÉRICOS DE QUÍMICA ATMOSFÉRICA UTILIZANDO EL MODELO CCATT-
BRAMS ( Modelo de dispersión) PARA LA CIUDAD DE LIMA.
TESIS.
PARA OPTAR POR EL GRADO ACADÉMICO DE MAESTRO EN GESTIÓN AMBIENTAL.
PRESENTADO POR: INGENIERO QUIMICO
MARIA EUGENIA KING SANTOS.
ASESOR: PHD. ODÓN ROMAN SANCHEZ CCOYLLO.
LIMA- PERÚ.
AÑO 2016.
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DEDICATORIA.
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AGRADECIMIENTOS.
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RESUMEN.
Este trabajo presentará un estudio de Calidad del aire en la Región del áreaMetropolitana de Lima (RAML) con el objetivo de Evaluar el Rendimiento de los
Mecanismos Químicos RELACS (Esquema de Quimica Atmosférica Regional) y CB06
(Carbon Bond 06) utilizando el modelo CCATT-BRAMS (Modelo de Transporte -
Químico Dinámico de calidad del Aire) Acoplado al sistema de modelado atmosférico
regional.
El CCATT-BRAMS es un modelo Eureliano, online, diseñado para estudios locales y
regionales de la Química Atmosférica de la superficie a la Estratosfera, incluye
ecuaciones de estado, este modelo está diseñado para funcionar con resoluciones
horizontales que van desde unos pocos metros hasta más de cien kilómetros.
El modelo tiene un acoplamiento en línea con la meteorología y la Quimica lo cual
permite al sistema que utilizará sintonizar el tiempo y la Quimica de manera simultánea
formando una retroalimentación entre los dos.
El rendimiento de los mecanismo químicos RELACS y CBO6 será evaluado en este
trabajo a través de métodos estadísticos en Escala Regional, realizando unacomparación con datos in situ en la región , en un estudio correspondientes a las
estaciones de Verano e Invierno del año 2015, en la estación de Verano durante el
mes de Diciembre y en Invierno en el mes de Junio del año 2015., en dichos períodos
de tiempo se trabajará con la información de la base de datos del Servicio Nacional de
Meteorología e Hidrología( Senamhi) del Perú.
El inventario de emisiones que se utilizará es un Inventario Global: Inventario GLOBAL
RETRO (Nuevo análisis de la composición química de la atmosfera) junto al inventario
GLOBAL EDGAR ( Base de datos de emisión para investigación globales
atmosféricas).
En la investigación el modelo CCATT-BRAMS utilizará un dominio para proporcionar
condiciones límites al estudio de localización, lo que permite la evaluación de los
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efectos sobre la calidad del aire de fuentes en diferentes sectores de la ciudad donde
se encuentran las estaciones de monitoreo de Calidad del aire de Senamhi (Ate, San
Juan del Lurigancho, Villa María del Triunfo, Puente de Piedra).
La implementación del modelo CCATT-BRAMS en la ciudad de Lima se adapta
adecuadamente a las condiciones de la ciudad, teniendo en cuenta las escalas.
Los resultados obtenidos nos indicarán la formación de especies secundarias que son
un potencial riesgo para la salud humana, de igual manera proporcionarán la
información requerida para evaluar las estrategias para el control de emisiones y su
impacto en la Calidad del aire para apoyar la toma de decisiones, se generará
información científica valiosa para comprender mejor la dinámica de la atmósfera y la
contaminación del aire.
NUMEROS ROMANOS HASTA ACA.
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INDICE DE CONTENIDOS.
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I.INTRODUCCION.
La contaminación del aire forma parte de la vida moderna. Es la consecuencia de la
manera como se construyen nuestras ciudades, la contaminación del aire es un
residuo de los métodos como se producen nuestras mercancías, es la consecuencia
de los medios que utilizamos para generar la energía para calentar e iluminar los
lugares donde vivimos, nos divertimos y trabajamos. La causa principal de toda la
contaminación del aire es la combustión, y ésta es esencial para el hombre. Cuando
ocurre la combustión perfecta o teórica el hidrógeno y el carbono del combustible se
combinan con el oxígeno del aire para producir calor, luz, dióxido de azufre, y vapor
de agua [20].
Sin embargo, las impurezas del combustible, una incorrecta relación entre el
combustible y el aire, o temperaturas de combustión demasiado altas o demasiado
bajas son causa de la formación de productos secundarios, tales como monóxido de
carbono, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, cenizas finas, e hidrocarburos no
quemados- todos ellos son contaminantes del aire[20].
El aire, principalmente de las grandes ciudades ya no es un espacio limpio, sino queestá invadido por gases, compuestos particulados y volátiles, relacionados con una
serie de efectos adversos para la salud. La OMS estima que si la contaminación por
partículas en suspensión (PM), se reduce de 70 a 20 microgramos por metro cúbico,
pueden evitarse el 15% de las muertes relacionadas con la calidad del aire y si se
reduce el nivel de contaminación atmosférica, puede descender la carga de la
morbilidad causada por infecciones respiratorias, cardiopatías y cáncer de pulmón
[1].
Las partículas en suspensión o material particulado afectan a más personas que
cualquier otro contaminante, consisten en una compleja mezcla de partículas líquidas
y sólidas de sustancias orgánicas e inorgánicas suspendidas en el aire y sus
principales componentes son el carbón, el polvo de minerales, los sulfatos, nitratos,
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amoníaco, cloruros y agua. Las partículas en suspensión se clasifican en función de
su diámetro aerodinámico en: PM-10 (partículas con un diámetro aerodinámico inferior
a 10 μm) y PM-2,5 (diámetro aerodinámico inferior a 2,5 μm). Estas últimas suponen
mayor peligro porque al inhalarlas, pueden alcanzar las zonas periféricas de los
bronquiolos y alterar el intercambio pulmonar de gases [1].
Las partículas presentan un riesgo para los pulmones, incrementan las reacciones
químicas en la atmósfera, reducen la visibilidad, aumentan la posibilidad de la
precipitación, la niebla y las nubes; reducen la radiación solar, con los cambios en la
temperatura ambiental y en las tasas biológicas del crecimiento de las plantas y
ensucia las materias del suelo [ 20]
La contaminación atmosférica en centros urbanos es perjudicial a la salud de la
población expuesta, y está generando problemas lo que lleva a la preocupación
mundial de este tema Las ciudades más pobladas del país como Lima en Perú, son
las que tienen el aire más contaminado por la presencia de SO2 y PM2,5. Otras ciudades
como Trujillo, Arequipa, Chiclayo y Cusco son motivo de preocupación por la cantidad
de PM10 presente en el aire [1].
En realidad, las personas están expuestas a una combinación de contaminantes
simultáneamente, y existe incertidumbre acerca de si estos contaminantes actúan de
forma independiente o en combinación (sinérgica, antagónica, o de forma interactiva)
para afectar a la salud humana [3].
Debido a las características geográficas de Lima Metropolitana, el comportamiento
atmosférico y las fuentes de contaminación (emisiones vehiculares, industriales y
comerciales), existe un potencial riesgo ambiental [3]
La zona de estudio corresponde a la ciudad de Lima [3], localizada a orillas del océano
Pacífico a los 12º 04’ Latitud Sur y 72º 22’ Longitud Oeste. Su extensión es de 2812
km², de los cuales 798,6 km² son de área urbanizada, 179,9 km² de tierras de cultivo
y 1833,5 km² de tierras de morfología colinosa y montañosa con pocas posibilidades
de ser urbanizadas. Limita por el este con las estribaciones de la Cordillera de los
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Andes y por el oeste con el océano Pacífico, con una altitud de 154 msnm en promedio
[3].
Figura N°1.1. Mapa de la Ciudad de Lima.
Fuente [16]
En la actualidad en la Ciudad de Lima, no se ha realizado estudios numéricos de
química atmósferica con los mecanismos químicos RELACS ( Mecanismo químico
basado en concentrados químicos regionales ) – CB06( Mecanismo químico)
utilizando el modelo CCATT-BRAMS (Modelo acoplado de transporte de Aerosol y
trazadores acoplado al BRAMS) , el presente trabajo de investigación proporcionara
la información requerida para evaluar las estrategias para el control de emisiones y
su impacto en la calidad del aire para apoyar la toma de decisiones, se generará
información científica valiosa para comprender mejor la dinámica de la atmósfera y la
contaminación del aire en la ciudad de Lima.
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La aplicación de un modelo más actual y apropiado para estudios de la química
atmosférica en Lima para las escalas regionales y locales proporcionara una mejorcomprensión de los procesos físicos y químicos que controlan el transporte de
contaminantes en la región y contribuirá a la estimación, evaluación y rendimiento de
los mecanismos químicos RELACS y CB06 que simulan la calidad del aire a través
de la aplicación del modelo CCATT-BRAMS.
Históricamente modelos numéricos meteorológicos se han utilizado para la simulación
del tiempo, el clima y el cambio climático. También se han utilizado modelos
fotoquímicos para el estudio de la emisión a la atmósfera de procesos, química y
transporte de contaminantes en escalas urbanas, regionales y mundiales.
Recientemente, estos problemas han sido abordados de manera simultánea, por una
combinación de modelos químicos para compartir un solo sistema de coordenadas
horizontales y verticales la misma dinámica en las escalas de la red y sub-grado [2].
Los modelos de calidad del aire usan técnicas matemáticas y numéricas para simular
los procesos físicos y químicos que afectan los contaminantes en su dispersión y
transformación en la atmósfera. La aplicación de un modelo es una tarea compleja
[2].
Por lo tanto, el transporte de gases y los aerosoles son coherentes con el modelo
atmosférico, minimizando errores obtenidos a partir de la interpolación numérica
debido a los cambios en la composición química en cada paso de tiempo del modelo
[2].
Basados en datos meteorológicos e información de las fuentes de emisión tales como
tasas de emisión y parámetros de chimenea, estos modelos caracterizan la dispersiónde los contaminantes primarios que son emitidos directamente en la atmósfera y en
algunos casos también las reacciones químicas que ocurren en ésta para formar
contaminantes secundarios. Los modelos de calidad del aire son una potente
herramienta de análisis, que tiene un amplio espectro de aplicación que va desde la
evaluación de estrategias de control de emisiones y su impacto en la calidad del aire
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para apoyar la toma de decisiones, hasta la generación de información científica
valiosa para comprender mejor la dinámica de la atmósfera y la contaminación en un
lugar o región determinada [20].
Los modelos son métodos para calcular la concentración de contaminantes a nivel del
suelo y a diversas distancias de la fuente. En la elaboración de modelos se usan
representaciones matemáticas de los factores que afectan la dispersión de
contaminantes. El corazón de los modelos químicos es el balance de masas llamado
también Ecuación de continuidad, la cual se representa a continuación [10].
Figura N°1.2. Ecuación de conservación de especies químicas.
Fuente: Levy, J.I., Spengler.
Los modelos son de gran importancia porque nos permiten considerar:
Costos de las medidas de la química de la atmósfera.
Previsión del estado futuro, modelo pronóstico.
Evaluación de impactos ambiental (construcción de industria).
El (CCATT-BRAMS) es un modelo de transporte de la química atmosférica Euleriano
acoplado en línea con un modelo atmosférico de área limitada. El modelo atmosférico
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es el BRAMS (Desarrollo Brasileño en el Sistema Regional de Modelación
Atmosférica) [1].
El modelo CCATT-BRAMS se utilizó en la región de América Central y el Caribe, con
énfasis en Cuba, con el objetivo de estudiar la física y mecanismos químicos de control
en la tropósfera inferior en esta región, y proporcionar herramientas que permitieran la
continuidad de ese trabajo bajo las condiciones locales. Por lo tanto, RELACS el
mecanismo químico, con una necesidad de recursos computacional inferior, se
implementó en CCATT-BRAMS [2].
Este trabajo tiene como objetivo evaluar los mecanismos RELACS y CBO6 de control
de la calidad del aire en la ciudad de Lima a través de la aplicación del modelo detransporte químico atmosférico CCATT- BRAMS. Para ello se realizara una
compilación de bases de datos de las mediciones de la química atmosférica de la
Estación de SHENAMI: San Juan del Lurigancho, con los resultados obtenidos se
podrá evaluar la calidad del aire para ello se realizará la comparación de ambos
mecánicos (RELACS y CB06) con los resultados que indica el modelo CCATTBRAMS
en tiempo real.
La Química CATT-BRAMS (en lo sucesivo, CCATT-BRAMS) se acopla un modelo de
transporte de la química atmosférica Euleriano en línea con un modelo atmosférico de
área limitada. El atmosférico modelo es el BRAMS (desarrollos brasileños en la
Regional Atmospheric Modeling System) que se basa sobre el Sistema de Modelado
Atmosférica Regional (RAMS, Walko et al., 2000), con desarrollos específicos
adicionales para las regiones tropicales y subtropicales [13].
El modelo Química Aerosol-Trazador de Transporte fue usado en Brasil en el Sistema
de Modelado Atmosférico Regional (CCATT-BRAMS versión 4.5) es un modelo de
transporte químico regional diseñado para los estudios locales y regionales de laatmósfera, la química de la superficie de la estratosfera inferior, adecuado a la
investigación .Incluye química acuosa, gases, fotoquímica, recolección de residuos
secos y deposición [3].
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El modelo CCATT-BRAMS toma ventajas de BRAMS; específica el desarrollo de las
zonas tropicales / subtropicales y de la reciente disponibilidad de herramientas para el
procesamiento previo mecanismos químicos de rápidos códigos para las tasas de
fotólisis. BRAMS incluye en la técnica parametrizaciones físicas y formulaciones
dinámicas para simular circulaciones atmosféricas de escalas de hasta metros. El
acoplamiento en línea entre la meteorología y la química permitió que el modelo se
utilice para estudiar la composición química atmosférica simultánea y las previsiones
meteorológicas [3].
El modelo utiliza la técnica de parametrizaciones físicas y formulaciones dinámicas
para simular circulaciones atmosféricas. Este acoplamiento en línea de lameteorología y la química permite al sistema que se utilizará sintonizar el tiempo y la
química de manera simultánea se forma un potencial de retroalimentación entre los
dos [14].
Todo el sistema está hecho de tres herramientas de software para mecanismos
químicos definidos por el usuario, campos de emisiones de aerosoles y gases traza,
la interpolación de condiciones iniciales y de frontera para la meteorología y la química
[14].
BRAMS (Sistema de Modelación Regional Atmosférica), versión 6 con numerosas
funcionalidades nuevas y parametrizaciones especializadas para los trópicos y
subtrópicos. RAMS es un modelo de predicción numérica multipropósito diseñado para
simular circulaciones atmosféricas que varían en resolución desde escalas
hemisféricas hasta simulaciones de remolinos grandes (LES simula grandes
remolinos) de la capa límite planetaria [10].
La descripción del modelo se proporciona junto con las evaluaciones realizadas por eluso de datos de observación obtenidos de las estaciones terrestres de SENHAMI. Este
modelo está concebido para funcionar con resoluciones horizontales Que van desde
unos pocos metros hasta más de cien kilómetros, dependiendo del objetivo científico.
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Figura N°1.3. nombre
También posee un sistema de parametrizaciones físicas de intercambio tierra-aire,
turbulencia, convección, radiación y en la nube microfísica [10].
El modelo está equipado con un esquema múltiple de rejillas anidadas, el cual permite
que las ecuaciones de modelo sean resueltas simultáneamente para cualquier número
de mallas computacionales de diferente resolución espacial en interacción. Posee un
conjunto complejo de paquetes para la simulación de procesos tales como:
transferencia radiactiva, intercambios de agua superficie-aire, de calor y de momento;
transporte turbulento en la capa limite planetaria y microfísica de las nubes [13].
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CAPITULO I.
Antecedentes.
Históricamente modelos numéricos meteorológicos se han utilizado para la simulación
del tiempo, el clima y el cambio climático. También se han utilizado modelos
fotoquímicos para el estudio de la emisión a la atmósfera de procesos, química y
transporte de contaminantes en escalas urbanas, regionales y mundiales.
Recientemente, estos problemas han sido abordados de manera simultánea, por una
combinación de modelos químicos para compartir un solo sistema de coordenadas
horizontales y verticales la misma dinámica en las escalas de la red y sub-grado.
Por lo tanto, el transporte de gases y los aerosoles son coherentes con el modelo
atmosférico, minimizando errores obtenidos a partir de la interpolación numérica
debido a los cambios en la composición química en cada paso de tiempo del modelo
[1].
El Coupled Chemistry Aerosol-Tracer Transport Model to the Brazilian Developments
on the Regional Atmospheric Modeling System (CCATT-BRAMS) es un modelo de
transporte de la química atmosférica Euleriano acoplado en línea con un modeloatmosférico de área limitada. El modelo atmosférico es el BRAMS (Desarrollo
Brasileño en el Sistema Regional de Modelación Atmosférica) [1].
El modelo CCATT-BRAMS se utilizó en la región de América Central y el Caribe, con
énfasis en Cuba, con el objetivo de estudiar la física y mecanismos químicos de control
en la troposfera inferior en esta región, y proporcionar herramientas que permitieran la
continuidad de ese trabajo bajo las condiciones locales. Por lo tanto, RELACS el
mecanismo químico, con una necesidad de recursos computacional inferior y se
implementó en CCATT-BRAMS [2].
El rendimiento del mecanismo es RELACS, en este trabajo a través de su aplicación
a la región sureste de Brasil, el estudio se realizó durante los meses, correspondientes
a las estaciones seca y lluviosa, respectivamente.
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Los resultados fueron comparados con los mecanismos químicos CB07 y RACM en
la escala regional mediante el modelo de trayectoria, y también para la ciudad de São
Paulo, la evaluación del rendimiento de la simulación del ciclo diurno través de la
comparación con datos in situ [2].
RELACS, con tiempos de ejecución similares a los conseguidos con CB07 y hasta un
50% con tiempos de ejecución más bajos que los obtenidos con RACM, su rendimiento
se mostró más cerca de RACM de CB07 en la evaluación de la calidad del aire, en
particular, la formación de ozono , en la estación seca y húmeda.
Las concentraciones de ozono obtenidas con los inventarios de emisiones se
incrementaron en un 50% para julio y hasta el 25% para el mes de enero. No obstante,
los valores de concentración de ozono son superiores en las simulaciones del mes de
enero que para el mes de julio, típicamente entre 10 y 15 partes por mil millones [2].
Los resultados obtenidos para la estación seca fueron el resultado de la influencia del
transporte regional adecuado a la investigación de masas de aire contaminado. Los
datos de calidad del aire para Cuba demostraron ser poco representativo de las
condiciones regionales debido a la ubicación de la calidad del aire de la estación
[2].
El modelo Química Aerosol-Trazador de Transporte fue usado en Brasil en el Sistema
de Modelado Atmosférico Regional (CCATT-BRAMS versión 4.5) es un modelo de
transporte químico regional diseñado para los estudios locales y regionales de la
atmósfera, la química de la superficie de la estratosfera inferior .Incluye química
acuosa, gases, fotoquímica, recolección de residuos secos y deposición [3].
El modelo CCATT-BRAMS toma ventajas de BRAMS; específica el desarrollo de laszonas tropicales / subtropicales y da información de la reciente disponibilidad de
herramientas para el procesamiento de previos mecanismos químicos para las tasas
de fotólisis. BRAMS incluye en la técnica parametrizaciones físicas y formulaciones
dinámicas para simular circulaciones atmosféricas de escalas de hasta metros. El
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acoplamiento en línea entre la meteorología y la química permitió que el sistema se
utilizara para estudiar la composición química atmosférica simultánea y las
previsiones meteorológicas, así como las posibles evaluaciones entre ellos. [3]
Todo el sistema utilizó tres herramientas de software para el procesamiento previo
del mecanismo químico (son definidos por el usuario), aerosoles, gases, traza,
campos de emisión y la química atmosférica.
En este trabajo, la descripción del modelo ofrece a lo largo de las evaluaciones
realizadas información, obtenidas a partir de datos de observación desde estaciones
terrestres, los instrumentos a bordo de las aeronaves y la recuperación de la
teledetección espacial. La evaluación tiene en cuenta la solicitud del modelo en
diferentes escalas de las megaciudades y Cuenca Amazónica hasta la región
intercontinental del Hemisferio Sur. [3].
En principio, CCATT-BRAMS puede utilizar cualquier mecanismo químico por el
usuario proporcionado. En la práctica, los recursos informáticos disponibles limitan el
número de especies y reacciones. Hasta aquí tres mecanismos ampliamente utilizados
de química de la troposfera se han probado: RACM – Regional Mecanismo de Química
Atmosférica, con 77 especies, Carbon Bond con 36 especies, y RELACS – Regional
Lumped Atmospheric Chemical Scheme, con 37 especies [4].
RELACS es una reducción de RACM, siguiendo la ponderación por la reactividad de
condensación, pero modificado de modo que RACM y las especies orgánicas son
agrupados en nuevas especies Según su naturaleza química y reactividad relativa no
sólo a grupos OH, sino también a otros oxidantes [3].
El resultado es una reducción de 37 especies y 128 reacciones. Actualmente RELACS se
utiliza para la predicción de la calidad del aire en funcionamiento en el
CPTEC debido a su reducido mecanismo que conduce a tiempos de computación asequibles.Para la predicción en tiempo real RELACS reproduce una respuesta en el mecanismo RACM[5].
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El presente trabajo tuvo como objetivo: Simular el humo regional de América del Sur,
el penacho que se produjo durante la temporada 2002 con la quema de biomasa. El
estudio se realizó utilizando los avances brasileños en el sistema de modelado regional
atmosférico (CCATT-BRAMS). Desarrollado en el Instituto Nacional Espacial Brasileño
esta Investigación se utilizó para los estudios regionales de impacto en la calidad del
aire en la salud pública, previsión meteorológica y climática de los procesos [6].
Las emisiones de humo se prescribieron con el Quemado de biomasa: Utilizando el
modelo de Emisión CCATT-BRAMS se configuró y ejecutó con dos dominios.
Fig. N°1.4 . Mapa geológico de la cuenca de Tunguska, Siberias Oriental la corriente
(rocas volcánicas y rocas intrusivas). Sedimentos de las cuencas incluyen
acumulaciones de petróleo en el Neoproterozoicto [6].
La primera consistió en un dominio más grande, con 140 kilómetros de resolución
horizontal que abarca América del Sur y África con el objetivo de capturar entrada de
humo de África y transporte de humo sudamericano en zonas remotas del suroeste
porción del Océano Atlántico [6].
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La segunda una rejilla anidada, consistía en un dominio más pequeño que cubre sólo
América del Sur y con una resolución horizontal de 35 kilómetros.
La Conclusión del estudio fue la siguiente: Durante toda la temporada de quema de
biomasa es alta su variabilidad espacial y temporal inducida por un conjunto de
procesos complejos, las Fuentes de Emisiones, el transporte atmosférico y los
Procesos de eliminación, la Variación de las Propiedades intrínsecas de las Partículas
y Procesos de Mezcla. En general, un acuerdo significativo entre el modelo y las
observaciones se ve en la evolución de la profundidad óptica del aerosol para los sitios
de la parte sur de la cuenca del Amazonas y el Cerrado, El modelo CCAT-BRAMS es
capaz de capturar las características principales de la cadena de los procesosmencionados anteriormente en esas regiones [7].
Actividades humanas contemporáneas, como la deforestación tropical, el desmonte de
tierras para la agricultura, el control de plagas y plomo, gestión de los pastizales para
la quema de biomasa, que a su vez conduce a cambios de ocupación del suelo. Sin
embargo, las emisiones de la quema de biomasa no se miden correctamente y los
métodos para evaluar las emisiones forman parte de un área de investigación actual
[10].
Se ha realizado la Estimación de las emisiones de gases traza y aerosoles sobre
América del Sur: Relación entre la energía radiante y aerosoles observaciones de
profundidad óptica sobre el Sistema de Modelado Atmosférica Regional
(CATTBRAMS) evaluado en Gran Escala de la Biosfera-Atmósfera de humo,
aerosoles, nubes, lluvias y clima (SMOCC) y Radiación, Nube, y las interacciones del
clima (RaCCI) [10].
Los métodos tradicionales para la estimación de los aerosoles y traza gases liberados
a la atmósfera generalmente utilizan factores de emisión asociados con la carga decombustible y características de humedad y otros parámetros que son difíciles de
estimar. El inventario estimado por MODIS( Espectro radiómetro de moderada
resolución) considera las medidas necesarias para realizar el estudio e incluyen el
modelo Aerosol-trazador Transporte acoplado a la brasileña, evolución del sistema de
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modelado atmosférico Regional (CATT-BRAMS) evaluado en Gran Escala de la
Biosfera-Atmósfera de humo, aerosoles, nubes, lluvias y clima(SMOCC) y Radiación,
Nube, y las interacciones del clima (RaCCI) [10].
La regresión lineal del estudio mostró la relación entre el PM 2.5mm (Partículas con
un diámetro inferior a 2,5 mm) y CO (monóxido de carbono) el modelo muestra un
buen acuerdo con los datos SMOCC / RaCCI en el patrón general de la evolución
temporal.
Los resultados mostraron correlaciones altas, con valores entre 0,80 y 0,95
(significativo al nivel de 0,5 por prueba de Student), para las simulaciones CATTBRAMS con
PM2.5mm y CO [10].
El bioma se caracteriza como un matorral xerófilo y espinal bosque que pierden sus
hojas en temporadas. Los tipos de vegetación son representados por cactáceas,
plantas de tallo grueso, arbustos espinosos, pastos, árboles de hojas anchas
tropicales y arbustivas.
El Bosque representa un bioma que se extiende en la zona tropical y subtropical: se
clasifica en bosque húmedo, bosque seco tropical, sabana tropical y manglares, áreasforestales. Este bioma se encuentra en la costa atlántica de Brasil y Argentina y en el
área continental como Paraguay [10].
El CATT, es un modelo de transporte Euleriano totalmente acoplado a BRAMS, es
un modelo numérico que simula las emisiones de la quema de biomasa, deposición y
transporte a escalas de grillas y sub-cuadrícula. En este modelo, las emisiones de
gases traza y aerosoles, depósito y transporte se estimaron obteniéndose
simultáneamente con la evolución de la condición atmosférica, utilizando la dinámicay física parametrizaciones de la integración del modelo atmosférico [10].
La ecuación de continuidad de la masa de CO y PM2.5mm en forma de una ecuación de
tendencia se expresa por Freitas et al. (2007) como:
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S S S S S S
t t t t t t W PM 2,5 VI RVII Q pr VIII
advI PBLdiff II deepconvII shallowconvIV chemCOV
Fuente: (Freitas et al., 2007).
Donde S es la celda de la malla cuyo significado es ser: trazador de la relación demezcla el término (I) representa la expresión transporte 3-d (advección por el viento
media), Término (II) es la difusión a escala inferior a la malla en el PBL, términos (III)
y (IV) son los transportes sub-red por convección profunda y superficial,
respectivamente [8].
Término (V) se aplica a CO que es tratado como un trazador pasivo con una vida de
30 días, Término (VI) se refiere a la deposición húmeda aplicada a PM2.5, Término
(VII) se refiere a la deposición seca aplicada a los gases y partículas de aerosoles,
finalmente, Término (VIII) es el término fuente que incluye el mecanismo de elevación
de la pluma asociado con los incendios de vegetación [10].
La condición de contorno se definió como el flujo de entrada constante y radiactiva de salida
variable. Emisiones de CO de las zonas urbanas, la actividad industrial, vehicular actividades
y fuentes biogénicas no se incluyen en este estudio, debido a que en las áreas en las que
centraron el modelo, la discusión y evaluación enfocaron la quema de biomasa es la fuente
más importante [10].
Como conclusión de este estudio: Las simulaciones del modelo CATT -BRAMS de CO y PM2.5µm
fueron comparados con los datos sobre el terreno de la campaña LBA SMOCC /
RaCCI, recogido cerca 62.37 o W y 10.75 o S en la cuenca del Amazonas. El PM2.5μm y
CO medidos cerca a la superficie se hicieron en sitio de pastos, en los meses de Septiembre aNoviembre de 2002. La concentración de la masa de partículas PM2.5 se midió con un TEOM
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(Elemento vibratorio Balance de Masa) con una resolución temporal de 30 min en (Septiembre 10-Noviembre 4) Año 2002 [10].
Se realizó una comparación de los PM 2.5µm y CO resultados del modelo a las 12:00 UTC
con el promedio diario centrado a las 12:00 UTC se hizo para evaluar estas simulaciones, como
resultado la simulación realizada con el modelo CATT-BRAMS permitió conocer y comparar
las concentraciones de CO y PM2,5µm en la quema de Biomasa. Cada año, grandes áreas
del mundo están sometidos a la acción de los incendios antropogénicos y naturales. Se estima
que más de 100 millones de toneladas de aerosoles de humo se emiten a la atmósfera, el 80%
que se producen en las regiones tropicales del mundo [11].
El proceso de la quema de biomasa libera a la atmósfera gases traza y partículas de aerosol
que afectan de manera considerable la calidad del aire, la troposfera y la química estratosférica,
el balance de radiación y la dinámica y microfísica de nubes. Este estudio tiene como objetivo
utilizar la energía radiante fuego (FRE) derivado de MODIS ( Espectro radiómetro de moderada
resolución) y el GOES (Satélite geoestacionario operacional del medio ambiente) para estimar
las emisiones de monóxido de carbono (CO) y partículas con diámetro inferior a 2,5
micrómetros (PM2.5μm) para América del Sur en el año 2002 los incendios, para modelar estas
emisiones en CCATT-BRAMS (Modelo Química-Aerosoltrazador Transporte acoplado a
brasileño Regional atmosférica). Con una correlación mayor que 86% entre el tiempo de
emisión por pulverización (en kg.s-1) y la FRE (MJ.s-1) tres coeficientes satélite GOES está fecha
se originaron [11].
El uso de las energías renovables y los coeficientes de emisión para estimar la PM 2.5μm y CO
emitido en la quema de biomasa mostró la correlación. Aproximadamente el 91% de los datos
modelados y los datos utilizados para LBA (Gran Escala de la Biosfera-Atmósfera en la
Amazonia), SMOCC (humo, aerosoles, nubes, lluvias y clima) y RaCCI (radiación, Nube, y las
interacciones del clima) [11].
El presente trabajo tiene como objetivo principal usar la energía radiante fuego (FRE)
derivado de MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) sensor para estimarlas emisiones de monóxido de carbono (CO) y partículas con diámetro menor que 2,5μm
(PM2,5 μm) para la quema del período año 2002 en América del Sur, y modelar estas emisiones
en CCATT-BRAMS. El CCATT-BRAMS (Junto Química-Aerosol Tracer Modelo de transporte
acoplado a los Desarrollos brasileños sobre la Regional atmosférica Modeling Sistema),
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desarrollado para simular la circulación atmosférica en varias escalas, la base sería en el
modelo de predicción numérica del tiempo BRAMS, originado a partir de RAMS
[11].
Las características de Brams son nuevas, las parametrizaciones son especialmente
desarrollados por investigadores brasileños, aplicadas en América del Sur, apropiado para
simular transferencias de radiación, ascenso de vapor en la atmósfera, intercambiador de calor,
transporte turbulento a la capa límite planetaria, entre otros [11].
El modelo de transporte CCATT, Euleriano acoplado a BRAMS, es un modelo numérico que
simula los procesos, estudios y transporte asociados con la emisión de los incendios. El
transporte de gases traza y aerosoles se hacen simultáneamente con la evolución del estadoatmosférico utilizando los mismos tiempos de la simulación la misma dinámica y
parametrizaciones físicas de la atmósfera [11].
La ecuación de conservación de la masa para el CO y para PM2,5μm calculado en la forma de
la ecuación de tendencia, expresado por la siguiente ecuación:
S S S S S S
W PM 2,5 VI RVII Q pr VIII
t t t t t t
advI PBLdiff II deepconvII shallowconvIV chemCOV
Fuente: (Freitas et al., 2007).
Donde S es la celda de la malla cuyo significado es ser: trazador de la relación de mezcla el
término (I) representa la expresión transporte 3-d (advección por el viento media), Término (II)
es la difusión a escala inferior a la malla en el PBL, términos (III) y (IV) son los transportes sub-
red por convección profunda y superficial, respectivamente [8].
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Término (V) se aplica a CO que es tratado como un trazador pasivo con una vida de 30 días,
Término (VI) se refiere a la deposición húmeda aplicada a PM2.5, Término (VII) se refiere a
la deposición seca aplicada a los gases y partículas de aerosoles , finalmente, Término (VIII)
es el término fuente que incluye el mecanismo de elevación de la pluma asociado con los
incendios de vegetación [10].
La condición de contorno se definió como el flujo de entrada constante y radiactiva de
salida variable. Emisiones de CO de las zonas urbanas, la actividad industrial,
vehicular actividades y fuentes biogénicas no se incluyen en este estudio, debido a
que en las áreas en las que centraron el modelo, la discusión y evaluación enfocaron
la quema de biomasa es la fuente más importante [10].
Como conclusión de este estudio: Las simulaciones del modelo CATT -BRAMS de CO
y PM2.5µm fueron comparados con los datos sobre el terreno de la campaña LBA
SMOCC / RaCCI, recogido cerca 62.37 o W y 10.75 o S en la cuenca del
Amazonas. El PM2.5μm y CO medidos cerca a la superficie se hicieron en sitio de
pastos, en los meses de Septiembre a Noviembre de 2002. El PM2.5mm. La
concentración de la masa de partículas se midió con un TEOM (Elemento vibratorio
Balance de Masa) con una resolución temporal de 30 min en (Septiembre 10Noviembre 4)
Año 2002 [10].
Se realizó una comparación de los PM 2.5µm y CO resultados del modelo a las 12:00
UTC con el promedio diario centrado a las 12:00 UTC se hizo para evaluar estas
simulaciones, como resultado la simulación realizada con el modelo CATTBRAMS
permitió conocer y comparar las concentraciones de CO y PM2,5µm en la quema de
Biomasa. Cada año, grandes áreas del mundo están sometidos a la acción de los
incendios antropogénicos y naturales. Se estima que más de 100 millones detoneladas de aerosoles de humo se emiten a la atmósfera, el 80% que se producen
en las regiones tropicales del mundo [11].
El proceso de la quema de biomasa libera a la atmósfera gases traza y partículas de
aerosol que afectan de manera considerable la calidad del aire, la troposfera y la
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química estratosférica, el balance de radiación y la dinámica y microfísica de nubes.
Este estudio tiene como objetivo utilizar la energía radiante fuego (FRE) derivado de
MODIS ( Espectro radiómetro de moderada resolución) y el GOES (Satélite
geoestacionario operacional del medio ambiente) para estimar las emisiones de
monóxido de carbono (CO) y partículas con diámetro inferior a 2,5 micrómetros
(PM2.5μm) para América del Sur en el año 2002 los incendios, para modelar estas
emisiones en CCATT-BRAMS (Modelo Química-Aerosol-trazador Transporte
acoplado a brasileño Regional atmosférica). Con una correlación mayor que 86% entre
el tiempo de emisión por pulverización (en kg.s -1) y la FRE (MJ.s-1) tres coeficientes
satélite GOES está fecha se originaron [11].
El uso de las energías renovables y los coeficientes de emisión para estimar la PM
2.5μm y CO emitido en la quema de biomasa mostró la correlación.
Aproximadamente el 91% de los datos modelados y los datos utilizados para LBA
(Gran Escala de la Biosfera-Atmósfera en la Amazonia), SMOCC (humo, aerosoles,
nubes, lluvias y clima) y RaCCI (radiación, Nube, y las interacciones del clima) [11].
El presente trabajo tiene como objetivo principal usar la energía radiante fuego
(FRE) derivado de MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) sensor
para estimar las emisiones de monóxido de carbono (CO) y partículas con diámetro
menor que 2,5μm (PM2,5 μm) para la quema del período año 2002 en
América del Sur, y modelar estas emisiones en CCATT-BRAMS. El CCATT-BRAMS
(Junto Química-Aerosol Tracer Modelo de transporte acoplado a los Desarrollos
brasileños sobre la Regional atmosférica Modeling Sistema), desarrollado para simular
la circulación atmosférica en varias escalas, la base sería en el modelo de predicción
numérica del tiempo BRAMS, originado a partir de RAMS [11].
Las características de Brams son nuevas, las parametrizaciones son especialmente
desarrollados por investigadores brasileños, aplicadas en América del Sur, apropiado
para simular transferencias de radiación, ascenso de vapor en la atmósfera,
intercambiador de calor, transporte turbulento a la capa límite planetaria, entre otros
[11].
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El modelo de transporte CCATT, Euleriano acoplado a BRAMS, es un modelo
numérico que simula los procesos, estudios y transporte asociados con la emisión de
los incendios. El transporte de gases traza y aerosoles se hacen simultáneamente con
la evolución del estado atmosférico utilizando los mismos tiempos de la simulación la
misma dinámica y parametrizaciones físicas de la atmósfera [11].
La ecuación de conservación de la masa para el CO y para PM2,5μm calculado en la
forma de la ecuación de tendencia, expresado por la siguiente ecuación:
S S S S S
W PM 2.5 m R Q
t t t t t
adv PBLturb Conv. Rasa Conv.Pr of .
Fuente: (Freitas et al., 2007).
Donde (∂ S, ∂t) representa la tendencia local, (adv) la advección en la escala rejilla,
(PBL Turb) el transporte turbulento en la capa limite planetaria. El término de Conv. (
asociado a la convención de la humedad profunda). El término de WPM2,5μm asoc ia
la eliminación conectiva húmeda para materia particulada, R es el término asociado
con la eliminación seca y / o transformaciones químicas , el término Q la fuente de
emisión asociado el proceso de grabación .
La estimación de las emisiones de gases de efecto invernadero, la quema de biomasa
son necesarias para los inventarios anuales, su estimación de los datos derivados
de satélites ambientales son de importancia fundamental para el modelado de tiempo
y el clima, ya que permite la asimilación de datos para modelos como el CCATT-
BRAMS [11].
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La Figura 1.5 muestra el mapa de la media de días PM2,5μm y CO emitido a la
atmósfera en el periodo 15 de julio del 2002 a 15 de Noviembre del 2002 en cuya
simulación fueron utilizado los coeficientes de emisión en base a los datos ERF
MODIS extraído asimilando los datos del GOES ( Satélite Geoestacionario
operacional del medio ambiente) en CCATT-BRAMS [11].
Figura N° 1.5. Mapa de la media de días PM2,5μm y CO emitido a la atmósfera en el
periodo 15 de julio del 2002 a 15 de Noviembre del 2002 en cuya simulación fue
utilizado el inventario FER y los coeficientes de emisión en base a los datos ERF
MODIS.
El inventario de emisiones de fuentes móviles en la escala regional- urbano que se
presentó en esta investigación se desarrolló utilizando las emisiones en el
preprocesador CCATT-BRAMS mediante la combinación de sitios disponibles con
inventarios, valores extrapolados para ciudades sin inventarios, y los inventarios
mundiales RETRO y Edgar. El inventario RETRO es una base de datos global con las
emisiones de resolución temporal de 40 años (1960-2000), con medias mensuales
evaluados en una cuadricula mundial 0.5° x 0.5° [10].
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El inventario EDGAR Proporciona las emisiones globales anuales de gases de efecto
invernadero y precursores para el año 2000 en el 1°x1° cuadrícula.
Las estimaciones de las emisiones se organizan según los factores, la agregación y
metodologías de distribución espacial, la clasificación con criterios para las fuentes de
emisión [10].
La construcción de las emisiones regionales de fuentes móviles urbanas utilizando los
inventarios, centrándose en tres acciones principales: El análisis de los inventarios
del sitio, la correlación con los índices socio-económicos, la extrapolación de la
información y ubicación a otras ciudades brasileñas sin inventarios y la distribución
espacial de estas emisiones.
Los dos últimos pasos se trabajaron de forma automática en el preprocesador emisiones
CCATT-BRAMS [10].
El objetivo de esta representación es generar un inventario coherente de escala local
y regional, así como permitir la evaluación del impacto de esta representación en la
escala regional para las emisiones de otras ciudades [12].
En la versión original del preprocesador emisiones de CCATT-BRAMS, a partir de los
inventarios mundiales RETRO / EDGAR se interpolo al modelo de cuadrícula utilizando
el esquema de "vecino más cercano", el límite urbano no está representado con
detalle.
En este trabajo, el nuevo esquema se propone en las zonas urbanas que se identifican
con el algoritmo numérico basado en Graham (1972), que identifica puntos
perteneciente a la gama predefinida de valores, haciendo un barrido desde un punto
central definido generalmente es el centro del área urbana [12].
Experimentos numéricos se realizaron utilizando el modelado Sistema de
CCATTBRAMS. El sistema CCATT-BRAMS se puede configurar con prácticamente
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cualquier mecanismo químico utilizando una versión modificada de la SPACK (
Preprocesador Atmosférico de la Cinética Química) .El atmosférico regional
Mecanismo de Química con 70 reacciones cinéticas y de 237 fotólisis de las especies,
se utilizó para este estudio. El integrador numérico del mecanismo químico se basa en
el método Rosenbrock [12].
Entre los diversos índices socioeconómicos que se analizaron (Tabla 2), los flujos de
emisión de CO y NOx se correlacionan mejor con la densidad de vehículos, en primer
lugar con los índices de correlación de Pearson de 0,92 y 0,93 y coeficientes de
determinación de 0,88 y 0,95, respectivamente [12].
Por lo tanto, las emisiones de otras ciudades brasileñas se extrapolaron en función dela densidad de vehículo de acuerdo con la curva de correlación mostrada en la Fig. 6.,
CO y NOx ambos están presentes en todos los inventarios [12].
Tabla 1. Relación de emisiones entre CO/NOx y índice socio-económico
(determinación de coeficientes).
Fuente [12].
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Fig N°6. Fuentes móviles de emisiones de CO y NOx (Kgm2s -1), densidad de vehículos
(miles de vehículos por km2) para las ciudades analizadas (localidades indicadas en
el mapa).
Fuente: [12].
Los inventarios globales de (emisiones a escala) carecen de representación detallada
de las emisiones en una escala local, principalmente en regiones con pocos datos
disponibles, como es el caso de América del Sur, como conclusión en este estudio se
realizó la incorporación de inventarios de lugares y fecha en las bases de datos
mundiales. En el presente estudio, la metodología utilizada permitió la construcción
de un inventario regional para el Continente sudamericano, con el objetivo de informar
e incorporar los inventarios municipales en el RETRO / EDGAR mundial en el mapas
de emisiones [20].
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IV.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.
La contaminación del aire es fundamentalmente una consecuencia de las actividadeshumanas. Los problemas de salud causados por la contaminación del aire pueden
verse influenciados por factores tales como: magnitud, alcance y duración de la
exposición, edad, susceptibilidad de cada persona, entre otros [11].
La contaminación del aire ocurre tanto en exteriores (ambiente) como en interiores
(casas, edificios etc). Los efectos de la contaminación del aire sobre la salud varían
enormemente de persona en persona. Los más afectados por la contaminación del
aire son los ancianos, niños y enfermos crónicos del pulmón y corazón [12].
Un modelo de concentración de contaminantes del aire permite predecir las
concentraciones y emisiones de contaminantes, bajo ciertas condiciones
meteorológicas, durante cierto tiempo. La mayor parte de los residuos industriales se
descargan verticalmente al aire libre, mediante una chimenea [13].
Una vez que el gas contaminado sale del punto de descarga, la columna de humo
tiende a expandirse y mezclarse con el aire donde se diluyen los residuos gaseosos,
para finalmente dispersarse y bajar al suelo [13].
En las zonas rurales, en las cercanías a las fábricas, la exposición continua a las
sustancias no deseadas produce no solo daño en la superficie de las hojas sino que
reduce el crecimiento no solo de la planta sino también el de las frutas. En los cultivos
comerciales eso significa una reducción directa de ingresos a los trabajadores de esta
área [13].
Actualmente la principal causa de contaminación del aire en la ciudad de Lima es
debida a las emisiones vehiculares y en menor escala debida a las industrias. Es
importante entonces, el estudio y análisis de la estabilidad atmosférica para formular
los modelos que permitan predecir las concentraciones en la contaminación del aire.
La contaminación atmosférica en centros urbanos es perjudicial a la salud de la
población expuesta, lo que lleva a la preocupación mundial de este tema [13].
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Para conocer los contaminantes que se forman en la atmósfera es necesario analizar
los parámetros que determinan las condiciones de la estabilidad atmosférica, ya que
dichas condiciones influyen fuertemente en la concentración, dispersión y difusión de
los mismos, por ello se estudiaran los mecanismos CB07 y RELACS para comprender
el comportamiento, formación de los contaminantes en la atmósfera.
¿ Cuál es el rendimiento de los mecanismos químicos RELACS y CB07 que simulan la
calidad del aire usando el modelo CCATT- BRAMS?.
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N° JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN.
La contaminación del aire tiene un efecto directo sobre la salud humana. En casosextremos, ha causado muertes como resultado de la combinación de características
geográficas con estado del tiempo. La exposición a contaminantes del aire puede
causar efectos agudos a (corto plazo) y crónicos (largo plazo) en la salud [14].
La contaminación del aire es una amenaza aguda, crónica para la salud humana y el
ambiente. Las personas están expuestas a contaminantes del aire en exteriores e
interiores., estos contaminantes pueden ser mezclas que constan de múltiples
contaminantes que pueden tener independiente o combinados efectos sobre la salud
humana.
En realidad, las personas están expuestas a una combinación de contaminantes
simultáneamente, y existe incertidumbre acerca de si estos contaminantes actúan de
forma independiente o en combinación (sinérgica, antagónica, o de forma interactiva)
para afectar a la salud humana [11].
Esta exposición puede detonar o agravar afecciones respiratorias, cardíacas y otras.
Puede ser dañina para personas con enfermedades pulmonares o cardíacas crónicas,embarazadas, ancianos y niños, sobre todo en la población de menores recursos que
trabaja en las calles y vive en condiciones precarias. Los efectos agudos son
inmediatos y reversibles cuando cesa la exposición al contaminante, los efectos
agudos más comunes son la irritación de los ojos, dolor de cabeza y náuseas [11].
El crecimiento de la población en las grandes ciudades conduce a la degradación de
la calidad del aire a escala local y regional, entre otros problemas. Los gases emitidos
a la troposfera y sus productos de oxidación representan un riesgo directo a la salud
humana. En los países en desarrollo, este problema se agrava generalmente por la
flota de vehículos [15].
La urbanización ha sido una de las tendencias más significativas en la actividad humana a lo
largo de la historia. En la mitad del siglo XIX sólo 1.7% de la población mundial vivía en
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ciudades, pero la población urbana creció a 50% en el año 2007. En América del Sur, los
datos son aún más sorprendente: el 82% de la población reside en zonas urbanas, con una
tasa de crecimiento anual del 1,7%, así como el uso intensivo de combustibles fósiles en
lugar de bajo consumo de energía, los gases de emisión en las fuentes industriales y el
sector del transporte han tenido gran efecto en al aspecto ambiental.
Las emisiones del tráfico en general, constituyen la principal fuente contaminación del
aire en las zonas urbanas. El material particulado (PM) es una de los componentes
importantes de las emisiones del tráfico., Como resultado del proceso de combustión
de los combustibles fósiles en los vehículos. Situaciones críticas surgen generalmente
en áreas urbanas densamente urbanizadas [17].
La calidad del aire en una ciudad dada se estudia en base a estudios realizados de
las condiciones meteorológicas y de emisiones locales. Para aplicar las estrategias
para la mejora de la calidad del aire, es necesario cuantificar sus impactos a escala
local o regional con la utilización de modelos atmosféricos como el CCATT-BRAMS
[15].
Algunos estudios mostraron que la calidad del aire regional y local también puede
depender en gran medida de las emisiones por lo tanto, realizar este tipo de estudio
en la ciudad de Lima contribuye a la realización de los inventarios de emisiones de
escala los cuales son muy útiles para la predicción de la contaminación del aire, en el
espacio y tiempo, estimar los contaminantes primarios y secundarios [15].
La aplicación de un modelo actual para el estudio de la química atmosférica para la
ciudad de Lima proporcionara una mejor comprensión de los procesos físicos y
químicos que controlan el transporte de contaminantes en la región [15].
El Transporte de los contaminantes atmosféricos en la ciudad de Lima, es monitoreado
de forma operacional por SENAMHI. Un sistema de monitoreo de transporte
operacional en tiempo real se implementó utilizando el modelo de transporte 3D
(CCATT-BRAMS, modelo de dispersión de contaminantes en la atmosfera), acoplado
a un modelo de emisión [16].
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El modelo CCATT-BRAMS, sigue el enfoque Euleriano, resolviendo la ecuación de
conservación de la masa para monóxido de carbono y material particulado PM2.5. Las
emisiones de monóxido de carbono asociadas a los procesos antropogénicas
(industrias, generación de electricidad, vehículos. etc.) son utilizados de las bases de
datos de EDGAR (Base de Emisión de Datos para la Investigación Atmosférica Global)
y de RETRO.
Los campos 3D de concentración de la corrida previa son empleados como
condiciones iníciales para los trazadores en la próxima corrida. La simulación está
siendo para 48 horas, iniciando a las 00UTC del día anterior. La humedad del suelo
es inicializado basándose en el método de índice de precipitación (Gevaerd & Freitas,2006).
En la actualidad en la Ciudad de Lima, no se ha realizado estudios comparativos con
los mecanismos químicos RELACS – CB06 utilizando el modelo CCATTBRAMS, esta
acotación es importante, sobre todo teniendo en cuenta que se produce la formación
de ozono, y de otras especies químicas que reaccionan en la troposfera, así mismo
se podrá conocer las concentraciones de especies químicas de los mecanismos a lo
largo de la trayectoria estudiada. En este modelo, la ecuación de conservación de la
masa se resuelve para el monóxido de carbono (CO) y el material particulado PM 2.5.
Las fuentes de emisiones de gases y partículas asociadas con las actividades de
quema de biomasa en bosque tropical, sabana y pastizales son parametrizadas e
introducidas en el modelo. Las fuentes son distribuidas espacial y temporalmente y
son asimiladas diariamente de acuerdo con los puntos de quema de biomasa
obtenidos mediante teledetección (AVHRR, MODIS y GOES-12). Las fuentes
antropogénicas del CO también son incluidas de acuerdo con las bases de datos
EDGAR/RETRO/CETESB [ Centro de estudios].
El presente trabajo de investigación generara la información requerida para evaluar las
estrategias para el control de emisiones y su impacto en la calidad del aire para apoyar la
toma de decisiones, se generará información científica valiosa para comprender mejor la
dinámica de la atmósfera y la contaminación del aire en la ciudad de Lima. El modelo
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CCATT-BRAMS, nos informa de manera meteorológica como es la dinámica química de
los contaminantes en la atmósfera, también ha sido utilizado en el estudio de las
condiciones meteorológicas en las regiones tropicales. Este es un modelo para transporte
química atmosférica en 3D capaz de simular emisiones, el transporte, los procesos de
eliminación de gases, aerosoles, trazas, y la reactividad química a la atmósfera.
En la investigación el modelo CCATT-BRAMS se utiliza formando un dominio en el
estudio para la localización de las condiciones límite, lo que permite la evaluación de
los efectos sobre la calidad del aire de fuentes diferentes en los sectores de la ciudad
(Estaciones de monitoreo de SHENAMI: Ate, San Juan de Lurigancho, Villa María del
triunfo, Puente Piedra). La implementación del modelo CCATT-BRAMS en la ciudadde Lima se adapta adecuadamente a las condiciones de la ciudad, teniendo en cuenta
las escalas, los parámetros necesarios para su implementación, los resultados nos
indicarán la formación de especies secundarias que son un potencial riesgo para la
salud humana, permitirá un seguimiento más eficaz de la calidad del aire en el país.
El modelo CCATT-BRAMS se utilizó en la región de América Central y el Caribe, con
énfasis en Cuba, con el objetivo de estudiar la física y mecanismos químicos de control
en la troposfera inferior en esta región, y proporcionar herramientas que permitieran la
continuidad de ese trabajo bajo las condiciones locales. Por lo tanto, RELACS el
mecanismo químico, con una necesidad de recursos computacional inferior, se
implementó en CCATT-BRAMS [2].
El rendimiento del mecanismo es RELACS, en este trabajo su aplicación se realizó
en la región sureste de Brasil, el estudio se realizó durante los meses,
correspondientes a las estaciones seca y de lluvia, respectivamente. Los resultados
fueron comparados con los mecanismos químicos CB07 y RACM en la escala
regional mediante el modelo de trayectoria, y también para la ciudad de São Paulo, laevaluación del rendimiento de la simulación del ciclo diurno se realizo a través de la
comparación con datos in situ [2].
El modelo CCATT-BRAMS toma ventajas de BRAMS; específica el desarrollo de las
zonas tropicales / subtropicales y de la reciente disponibilidad de herramientas para el
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procesamiento de previos mecanismos químicos con rápidos códigos para las tasas
de fotólisis. BRAMS incluye en la técnica parametrizaciones físicas y formulaciones
dinámicas para simular circulaciones atmosféricas de escalas de hasta metros. El
acoplamiento en línea entre la meteorología y la química permitió que el sistema se
utilizara para estudiar la composición química atmosférica simultánea y las
previsiones meteorológicas, así como las posibles evaluaciones entre ellos [3].
En este trabajo, la descripción del modelo ofrece a lo largo de las evaluaciones
realizadas información obtenida a partir de datos de observación desde estaciones
terrestres, los instrumentos a bordo de las aeronaves y la recuperación de la
teledetección espacial. La evaluación tiene en cuenta la solicitud del modelo endiferentes escalas de las megaciudades y Cuenca Amazónica hasta la región
intercontinental del Hemisferio Sur. [3]. FEBRERO.
En principio, CCATT-BRAMS puede utilizar cualquier mecanismo químico que el
usuario le proporcione. En la práctica, los recursos informáticos disponibles limitan el
número de especies y reacciones. Hasta aquí tres mecanismos han sido utilizados en
la química de la troposfera: RACM – Regional Mecanismo de Química Atmosférica,
con 77 especies, Carbon Bond con 36 especies, y RELACS – Regional Lumped
Atmospheric Chemical Scheme, con 37 especies [4].
Se ha realizado la Estimación de las emisiones de gases traza y aerosoles sobre
América del Sur: Relación entre la energía radiante y aerosoles, el Sistema de
Modelado Atmosférica Regional (CATT-BRAMS) ha sido evaluado en Gran Escala
de la Biosfera-Atmósfera en presencia de humo, aerosoles, nubes, lluvias y clima
(SMOCC) y Radiación, Nubes, e interacciones del clima (RaCCI) [8].
Los métodos tradicionales para la estimación de los aerosoles y traza de gases
liberados a la atmósfera generalmente utilizan factores de emisión asociados con lacarga de combustibles, características de la humedad algunas veces son parámetros
difíciles de estimar. El inventario estimado por MODIS y FRP considera las medidas
necesarias para realizar el estudio e incluyen el modelo Aerosoltrazador de
Transporte, del sistema de modelado atmosférico Regional (CATTBRAMS) evaluado
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en Gran Escala en la Biosfera-Atmósfera elementos como el humo, aerosoles, nubes,
lluvias y clima (SMOCC) Radiación, y las interacciones del clima (RaCCI) [8].
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N° OBJETIVOS.
OBJETIVO GENERAL.
Evaluar el rendimiento de los mecanismos químicos RELACS y CBO6 que simulan la
calidad del aire en la ciudad de Lima a través de la aplicación del modelo CCATT-
BRAMS.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS.
Realizar simulaciones numéricas con el mecanismo químico RELACS usando el modelo
CCATT- BRAMS para la ciudad de Lima.
Realizar simulaciones numéricas con el mecanismo químico CB06 usando el modelo
CCATT- BRAMS para la ciudad de Lima.
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VII.HIPÓTESIS.
Usando el modelo CCATT-BRAMS se podrá conocer cuál es el rendimiento de los
mecanismos químicos RELACS-CBO6.
VARIABLES.
Las variables meteorológicas relacionadas en la investigación son: la Dirección y
Velocidad de viento, la Temperatura, la Humedad, Estaciones del año: Verano e
Invierno.
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N° UNIDAD DE ANÁLISIS.
5. Unidad de Análisis.
La provincia de Lima está conformada por 43 distritos en un área de 2812 km 2. Por su
parte, la Provincia Constitucional del Callao cuenta con seis distritos (INEI, 2000).
Juntos forman el área denominada Lima Metropolitana en la que se concentra la
población, las actividades económicas y los flujos comerciales [1].
Como capital del Perú es la ciudad más grande del país y según el último censo
realizado en 2007 la población asciende a 8.482.619 habitantes y la poblaciónestimada al 2012 es de 9.437.493 habitantes (INEI, 2012).
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Fuente: [4]5.1 ÁREA DE INFLUENCIA.
El distrito de San Juan de Lurigancho está ubicado al noreste de la Provincia de Lima,
se desarrolla desde la margen derecha del río Rímac hacia las elevaciones del Cerro
Colorado Norte, flanqueado hacia el este por divisoria de Cerro Mirador, Ladrón,
Pirámide y Cantería; por el oeste la divisoria la definen los Cerros Balcón, Negro,
Babilonia.
La altura del territorio del distrito de San Juan de Lurigancho varía entre los 2240
m.s.n.m., en las cumbres del Cerro Colorado Norte y de 200 m.s.n.m que alcanza la
ribera del río Rímac [2].
Sus límites son: Por el Norte con el distrito de San Antonio (provincia de Huarochirí),
por el Este continua limitando con el distrito mencionado y el distrito de Lurigancho -
Chosica, por el Sur con los distritos de El Agustino y Lima (teniendo como línea
divisoria al río Rímac), por el Oeste con los distritos de Rímac, Independencia, Comas
y Carabayllo de la misma provincia de Lima [2].
Actualmente San Juan de Lurigancho supera el millón de habitantes [2].
5.2 SUPERFICIE Y CLIMA.
Su clima es de tipo desértico, con muy escasas precipitaciones en invierno y la
temperatura media oscila entre los 17ºC a 19ºC. Sin embargo el clima varía de acuerdo
al lugar.
Por la parte baja del distrito, en los pueblos de San José, San Cristóbal, Vista Alegre
y Santa Rosita de tres compuertas, así como la urb. Zárate, el clima en invierno es frio,penetrante con constantes lloviznas originada por las brisas del río Rimac y por las
filtraciones que es un factor que determina la humedad de esa zona [2].
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En la parte media del distrito, por los pueblos de 15 de Enero, La Providencia, Canto
Chico, San Hilarión, Nuevo Perú, Sagrado Madero y las urbanizaciones Inca Manco
Capac, Las Flores, San Carlos, etc. El clima es suave, menos frío y con ligeras
lloviznas .Sin embargo en la parte alta, en la zona denominada Canto Grande el clima
es seco, de escasas lluvias, agradable, de poca humedad, cielo despejado y con sol
casi todo el año. El sol en tiempo de verano es fuerte, los médicos recomiendan el
lugar para las personas que sufren de bronquios, reumatismo y asma En la actualidad
San Juan de Lurigancho es considerado como uno de los distritos con mayor población
del continente sudamericano, su crecimiento se debió básicamente a la política
centralista de los gobiernos actuales, que repercutió en una desatención del campo,
otro factor es el fracaso de la reforma agraria y los múltiples problemas de violenciasocial que se vivieron desde los años 80 [2].El Instituto Metropolitano de Planificación
clasifica los distritos de Lima Metropolitana de la siguiente manera: Tabla 1.
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Tabla N° Estimación de la población por áreas interdistritales de Lima- Metropolitana.
Orden. Áreas. Distritos. Población total.
1 Norte.
Ancon, Carabayllo,
Comas,
Independencia,
Los
Olivos, Puente de
Piedra, San Martin.
2´427.936.
2 Este.Ate, el Agustino,San Juna del
Lurigancho, Santa
Anita, La Molina.
2´ 502.668.
3
Centro.
Breña, Cercado, La
Victoria, Rimac,
Pueblo Libre, San
Miguel , b
Barranco.
2’ 105.023
4 Sur.
San Juan de
Miraflores, Villa el
Salvador, Villa
María del Triunfo.
1’ 504. 944
Fuente: IMP, 2013 e INEI .
La red de monitoreo de la calidad del aire del SENAMHI en Lima Metropolitana consta
de cinco estaciones con equipos automáticos que monitorean horariamente los
contaminantes: material particulado menor de 10 μm (PM10),dióxido de azufre (SO2),
dióxido de nitrógeno (NO2) y Ozono superficial (O3), contaminantes cuyas
características se resumen en la Tabla 2.
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Las estaciones de calidad del aire se encuentran ubicadas en los distritos de San
Borja, Ate, Jesús María, Santa Anita y Villa María del Triunfo, tal como se muestra en
la Tabla 3 y la Figura 2. Las estaciones de Villa María del Triunfo y Santa Anita cuentan
con una estación meteorológica que mide presión, humedad relativa y temperatura del
aire [3].
Tabla 3. Relación de estaciones automáticas de monitoreo de la calidad del aire.
N°. Estación. Longitud. Altitud
(msnm).
Parámetros de
medición.
1 Ate 291097 8669823 PM10, SO2, NO2 y O3.
2 San Borja. 283200 8661900 PM10, SO2, NO2
y O3
3 Jesús
María.
276601 8664893 PM10, SO2, NO2
y O3
4 Santa
Anita.
285325 8667937 PM10, SO2, NO2
y O3
5 Villa María
del Triunfo.
291077 8654306 PM10, SO2, NO2
y O3
6 San Juan
del
Lurigancho.
-76.98 239 PM10, PM2.5,
NO, NO2,
Ozono.
Fuente [3].
Debido a las características geográficas de Lima Metropolitana, el comportamiento
atmosférico y las fuentes de contaminación (emisiones vehiculares, industriales y
comerciales), existe un potencial riesgo ambiental. La vigilancia atmosférica es una
tarea primordial y por tal razón el SENAMHI está ampliando la red de monitoreo actual
con cinco estaciones adicionales que incluyen estaciones meteorológicas
automáticas.
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Los distritos beneficiados son Puente Piedra, Carabayllo, San Martín de Porres, San
Juan de Lurigancho y el Centro Poblado de Santa María de Huachipa (distrito
Lurigancho-Chosica) [3].
5.3 Delimitación Geográfica y Población.
San Juan de Lurigancho es uno de los 43 distritos de la Provincia de Lima, en el
Departamento de Lima, Perú. Se ubica al Noreste de Lima Metropolitana. Los límites
del distrito son los siguientes:
Norte: Distrito de Carabayllo.
Sur: Distrito de El Agustino y el Distrito de Lima.
Este: Provincia de Huarochirí y el Distrito de Lurigancho.
Oeste: Distrito del Rímac, el Distrito de Independencia y el Distrito de Comas [3].
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Fuente: https://www.google.com.pe/web.
El Instituto Nacional de Estadística e Informática (INEI) informó, que la población actual
de la Ciudad de Lima, quien es la capital en sus 43 distritos, alcanzaría los 8 millones
693 mil 387 habitantes.
San Juan de Lurigancho, el más poblado de acuerdo con las estimaciones y
proyecciones del INEI, al 30 de junio de 2014, el distrito más poblado seguirá siendo
San Juan de Lurigancho con 1’069,566 pobladores ( internet).
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Fuente [https://www.google.com.pe/web].
5.4. Contaminantes atmosféricos monitoreados.
La red observacional y la información generada contribuyen a verificar
permanentemente que se cumplan los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental
del Aire, establecidos por los decretos supremos 074-2001-PCM y 003-2008-MINAM
(Tabla 6). Asimismo, se emiten avisos cuando se sobrepasan los Niveles de Estadode Alerta Nacionales para Contaminantes del Aire, señalados en los decretos
supremos 009-2003-SA y 012-2005-SA (Tabla 7).
5.5 Determinación del tiempo de muestreo.
Definición de Parámetros Ambientales.
La red de vigilancia de la calidad del aire del SENAMHI monitorea permanentemente
los siguientes contaminantes: Dióxido de azufre (SO2), Dióxido de nitrógeno (NO2),
Monóxido de Nitrógeno (NO), Óxido de Nitrógeno (NOx), Ozono troposférico (O3) y
partículas PM10 menores de 10 micrómetros (PM2,5), El monóxido de Carbono (
C0)[3].
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También verifica que se cumplan los Estándares Nacionales de Calidad Ambiental del
Aire, establecidos por el Decreto Supremo 074-2001-PCM y el Decreto Supremo 003-
2008 MINAM. Asimismo, emite avisos cuando se sobrepasan los Niveles de Estado de
Alerta Nacionales para Contaminantes del Aire, señalados en el Decreto Supremo 009-
2003-SA y el Decreto Supremo 012-2005-SA [3].
Entre las especies químicas más frecuentes que causan alteraciones en la
composición de la atmósfera se encuentran los aerosoles, Óxidos de azufre (SOx),
Monóxido de Carbono (CO), Óxidos de nitrógeno (NOx), Hidrocarburos (Hn Cm),
Ozono (O3) y Dióxido de Carbono (CO2), PM 2.5 y PM10 [3].
Las especies químicas que son consideradas para el análisis de los resultados de la
investigación son: PM2.5, PM10, Ozono, NO, NO2.
Duración de la toma de datos:
Para cuantificar y evaluar el comportamiento de los contaminantes atmosféricos a nivel
espacial y temporal, mediante la Dirección General de Investigación y Asuntos
Ambientales el SENAMHI se realizó la investigación considerando los datos
obtenidos en la estación ubicada en el distrito San Juan del Lurigancho., en elsiguiente período de tiempo:
1.- Estación de Invierno:
Mes: Junio del año 2015.
Período: 30 días.
2.- Estación de Verano:
Mes: Diciembre del año 2015.
Período: 31 días.
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Estación: San Juan del Lurigancho.
Mes: Junio.
Año: 2015.
Fuente: INEI (Instituto Nacional de Estadística) Boletín Mensual Junio Año 2015.
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Condiciones meteorológicas climáticas en el distrito San Juan del Lurigancho. I.
Calidad del aire en Lima Metropolitana.
El Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología del Perú (SENAMHI), mediante la
Dirección de Proyectos de Desarrollo y Medio Ambiente, realiza la evaluación de las
condiciones sinópticas y meteorológicas locales que influyen en el comportamiento
temporal y espacial de los contaminantes atmosféricos particulado y gaseosos,
medidos mediante métodos de muestreo pasivo y monitoreo automático en la cuenca
atmosférica de Lima-Callao [4].
1.3 Concentraciones de Contaminantes Gaseosos El SENAMHI monitorea las
concentraciones de contaminantes gaseosos del aire en diez (10) estaciones,
ubicadas en los distritos de Ate, San Borja, Jesús María (Campo de Marte), Santa
Anita, Villa María del Triunfo, Santa Anita, Huachipa, San Juan de Lurigancho (Univ.
Cesar Vallejo), San Martín de Porres, Carabayllo y Puente Piedra [4].
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Fuente [4].
1.3.1 Partículas PM2,5 .
Según información proporcionada por el Servicio Nacional de Meteorología eHidrología (SENAMHI), durante el mes de Junio de 2015 el material particulado menora 2,5 microgramos (PM2,5) en la estación Lima Este 4 (Univ. Cesar VallejoSan Juande Lurigancho) registró 31,4 ug/m3, mayor en 6,1%, en comparación con el mesanterior [4].
Cabe resaltar que la fracción respirable más pequeña es conocida como materialparticulado menor a 2,5 microgramos (PM2,5), que está constituida por aquellaspartículas de diámetro inferior o igual a las 2,5 micras, conformado por partículassólidas o líquidas que se encuentran en el aire, generadas principalmente, por elparque automotor. Su tamaño hace que sean 100% respirables, penetrando así en elaparato respiratorio y depositándose en los alveolos pulmonares, produciendoenfermedades respiratorias y problemas cardiovasculares [4].
Lima Metropolitana concentración promedio de material particulado inferior a 2.5
micras (PM 2.5) (ug/m3), PM 10 (ug/m3) por estaciones de medición 2014- 2015 (PM
2.5) (ug/ m3).
Mes: Junio, año 2015.
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Estación de calidad del aire: Lima este 4. (Universidad Cesar Vallejo- San Juan del
Lurigancho): 31.4 (ug/ m3).
Respecto al mes anterior: 6.1 (ug/m3).
PM 10 (ug/m3).
Mes: Junio, año 2015.
Estación de calidad del aire: Lima este 4. (Universidad Cesar Vallejo- San Juan del
Lurigancho): 147.7 ( ug/m3) .Respecto al mes anterior: 6.1 (ug/m3).
Fuente [4]: INEI. N° 05 2015.
.2 Concentración de los contaminantes del aire.
El Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI), informó que en el mesde Junio de 2015, el valor promedio del material particulado menor a 2,5 microgramos
(PM2,5) en el distrito de San Juan del Lurigancho fue de 31,4 ug/m 3 .Fuente [4].
1.2 Presencia de Material Particulado (PM10).
En el mes de Junio de 2015, el máximo valor obtenido de PM10 se registró en el
distrito de San Juan del Lurigancho con un valor de 147,7 ug/m3 de PM10, cifra
mayor en 45,5% respecto al mes anterior [4].
Las partículas PM10 son el material particulado de diámetro menor o igual a 10
micrómetros. Son las partículas sólidas o líquidas suspendidas en el aire, las cuales
tienen diferente composición química. Se produce por la quema de combustibles o la
quema de carbón o madera.
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Afecta al sistema respiratorio y cardiovascular. El material particulado (PM) que flota
en el aire contiene amoníaco, sulfatos, carbón y polvo, es el que más afecta a las
personas. Estas partículas son producidas principalmente por la construcción y las
actividades industriales [4].
Figura N°
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Estación: San Juan del Lurigancho.
Mes: Diciembre.
Año: 2015.
Fuente: INEI (Instituto Nacional de Estadística) Boletín Mensual Diciembre Año
2015.
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1.2 Concentración de los contaminantes del aire.
El Servicio Nacional de Meteorología e Hidrología (SENAMHI), informó que en el mes
de diciembre de 2015, el valor promedio del material particulado menor a 2,5
microgramos (PM2,5) en el distrito San Juan de Lurigancho es de 26,4 ug/m3 [7].
Fuente [4].
1.4 Partículas PM2,5.
Según información proporcionada por el Servicio Nacional de Meteorología e
Hidrología (SENAMHI), durante el mes de diciembre de 2015 el material particulado
menor a 2,5 microgramos (PM2,5) en la estación Lima Este 4 (Univ. Cesar VallejoSan
Juan de Lurigancho) registró 26,4 ug/ m3, mayor en 1,5% con similar mes del año
anterior [4].
Cabe resaltar que la fracción respirable más pequeña es conocida como material
particulado menor a 2,5 microgramos (PM2,5), que está constituida por aquellas
partículas de diámetro inferior o igual a las 2,5 micras, conformado por partículas
sólidas o líquidas que se encuentran en el aire, generadas principalmente, por el
parque automotor. Su tamaño hace que sean 100% respirables, penetrando así en el
aparato respiratorio y depositándose en los alveolos pulmonares, produciendo
enfermedades respiratorias y problemas cardiovasculares [7].
Diciembre 2015.
Lima metropolitana: concentración promedio de material particulado inferior a 2,5 micras
(PM 2,5), (ug/m3) .
Estación de calidad del aire: Lima este 4. (Universidad Cesar Vallejo- San Juan del
Lurigancho): 26.4 (ug/ m3).
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Respecto al mes anterior: Variación porcentual: No presenta datos. Fuente [7] Gráfico N°
Partículas PM10.
Las partículas PM10 son el material particulado de diámetro menor o igual a 10
micrómetros. Son las partículas sólidas o líquidas suspendidas en el aire, las cuales
tienen diferente composición química. Se produce por la quema de combustibles o la
quema de carbón o madera.
Afecta al sistema respiratorio y cardiovascular. El material particulado (PM) que flota
en el aire contiene amoníaco, sulfatos, carbón y polvo, es el que más afecta a las
personas. Estas partículas son producidas principalmente por la construcción y las
actividades industriales [7].
El distrito de San Juan de Lurigancho registró 78,3 ug/m3 de PM10, cifra menor en
1,1% respecto al mes anterior; mientras que, se incrementó 1,4% comparado consimilar mes del año anterior [7].
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CUADRO N°
FUENTE [7].
CONTAMINANTES CONSIDERADOS EN LA INVESTIGACIÓN:
Material particulado menor de 10 micrómetros (PM10).
Las partículas PM10 son el material particulado de diámetro menor o igual a 10
micrómetros. Son las partículas sólidas o líquidas suspendidas en el aire, las cuales
tienen diferente composición química. Se produce por la quema de combustibles o la
quema de carbón o madera [4].
Afecta al sistema respiratorio y cardiovascular. El material particulado (PM) que flota
en el aire contiene amoníaco, sulfatos, carbón y polvo, es el que más afecta a las
personas. Estas partículas son producidas principalmente por la construcción y las
actividades industriales [4].
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El material particulado se clasifica según su tamaño: PM2.5 corresponde a las
partículas cuyo diámetro aerodinámico es menor a 2.5 μm y PM10, a las menores de
10 μm3.
Dichas partículas provienen de los procesos de combustión de fuentes tanto móviles
como fijas y de fenómenos naturales. La composición química del material particulado
varía de acuerdo a la fuente.
Las partículas son eliminadas de la atmósfera mediante dos mecanismos: la
deposición en la superficie de la Tierra (deposición seca) y la incorporación a gotas de
las nubes durante la formación de la lluvia (deposición húmeda) (Seinfield, 2006)[5].
Actualmente el ECA vigente establece un valor promedio horario de PM10 de 150 μg/m3 y
un valor promedio anual de 50 μg/m3 [5].
Material particulado menor de 2.5 micrómetros (PM2.5).
Las partículas suspendidas menores de 2.5 micrómetros o PM2.5 son contaminantes
del aire constituidos por material sólido o líquido con diámetro menor de 2.5 milésimas
de milímetro. Las PM2.5 son tan pequeñas que resultan invisibles a simple vista, sinembargo, son capaces de dispersar la luz y disminuyen la visibilidad a distancia;
permanecen en la atmósfera por largo tiempo y recorren grandes distancias antes de
ser removidas. A las PM2.5 se les conoce también como partículas finas en
suspensión. Algunas PM2.5 se emiten directamente a la atmósfera, como son las
provenientes de la combustión de vehículos diesel y de gasolina. Las PM2.5 se forman
también a partir de reacciones químicas de gases emitidos a la atmósfera formando
aerosoles de nitratos y sulfatos y de compuestos orgánicos. En menor proporción
contribuyen las fuentes geológicas (suelo) y biológicas (polen) [8].
El ECA vigente establece un valor promedio horario de PM2.5 de 65 ug/m 3 y un valor
promedio anual de 15 ug/m3 .
Dióxido de Nitrógeno (NO2): Es un gas tóxico, no inflamable, de color pardo rojizo y
de olor sofocante y ácido. Es extremadamente tóxico por inhalación. Es producido por
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fenómenos naturales: relámpagos, erupciones volcánicas y la acción bacteriana en el
suelo, y por fuentes antropogénicas como los combustibles de motores de combustión
lenta. Los vehículos son los principales responsables de las emisiones en un 43% [8].
El ECA vigente establece un valor promedio horario de NO2 de 200 ug/m3 y un valor
promedio anual de 100 ug/m3.
NO.( Monóxido de Nitrógeno).
El monóxido de nitrógeno (NO) es un gas incoloro y su concentración ambiental es por
lo general menor que 0.5 ppm. A estas concentracione