358057_modulo de Seguimiento y Control de e

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Seguimiento y control de emisiones atmosféricas

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD ESCUELA DE CIENCIAS AGRÍCOLAS, PECUARIAS Y DEL MEDIO AMBIENTE

358057 – 358057 – SEGUIMIENTO SEGUIMIENTO Y CONTROL DE EMISIONES ATMOSFÉRICAS

Autor: Ing. OSCAR ALEXANDER DUCUARA FALLA

Enero de 2012

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ÍNDICE DE CONTENIDO UNIDAD 1

Pag

Nombre de la Unidad

DEFINICIONES, CONCEPTOS BÁSICOS DE LOS MÉTODOS DE MEDICIÓN DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS EN CALIDAD DEL AIRE, FUENTES FIJAS Y FUENTES MÓVILES

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CAPÍTULO 1

CONCEPTOS BÁSICOS

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Lección 1

La atmósfera, Capas de la atmósfera, inversiones térmicas

12

Lección 2

Conceptos básicos de meteorología, Altura de mezcla

14

Lección 3

Fuentes de emisión de contaminantes atmosféricos

16

Lección 4

Formación de contaminantes atmosféricos

17

Lección 5

Principales contaminantes atmosféricos

17

CAPÍTULO 2

MÉTODOS DE MEDICIÓN DE CONTAMINANTES CONTAMINANTES EN FUENTES FIJAS

20

Lección 6

Introducción a los métodos EPA e-CFR 40 parte 60

20

Lección 7

Métodos de medición (1, 2, 3 y 4) (preliminar)

21

Lección 8

Método de medición (5, 6 y 7) PST, SO2 y NOx

26

Lección 9

Métodos de medición de fuentes móviles (Diesel y Gasolina)

29

Lección 10

Normatividad asociada a emisiones

31

CAPÍTULO 3

MÉTODOS DE MEDICIÓN DE CONTAMINANTES CONTAMINANTES EN LA ATMÓSFERA (CALIDAD DEL AIRE)

33

Lección 11

Introducción a los métodos (EPA e-CFR 40 parte 50)

33

Lección 12

Métodos para medición de calidad del aire

34

Lección 13

Métodos para determinación de material particulado (PST y PM10) Hi-vol

35

Lección 14

Métodos para determinación de SO2 y NOx (rack de 3 gases)

38

Lección 15

Normatividad asociada a calidad del aire

40

UNIDAD 2 Nombre de la Unidad

MODELOS DE DISPERSIÓN ATMOSFÉRICA

42

CAPÍTULO 4

CONCEPTOS BÁSICOS

42

Lección 16

Introducción a los modelos de dispersión atmosférica

42 2


ÍNDICE DE CONTENIDO UNIDAD 1

Pag

Nombre de la Unidad

DEFINICIONES, CONCEPTOS BÁSICOS DE LOS MÉTODOS DE MEDICIÓN DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS EN CALIDAD DEL AIRE, FUENTES FIJAS Y FUENTES MÓVILES

12

CAPÍTULO 1

CONCEPTOS BÁSICOS

12

Lección 1


12

Lección 2


14

Lección 3


16

Lección 4


17

Lección 5


17

CAPÍTULO 2

MÉTODOS DE MEDICIÓN DE CONTAMINANTES CONTAMINANTES EN FUENTES FIJAS

20

Lección 6


20

Lección 7


21

Lección 8


26

Lección 9


29

Lección 10


31

CAPÍTULO 3

MÉTODOS DE MEDICIÓN DE CONTAMINANTES CONTAMINANTES EN LA ATMÓSFERA (CALIDAD DEL AIRE)

33

Lección 11


33

Lección 12


34

Lección 13


35

Lección 14

Métodos para determinación de SO2 y NOx (rack de 3 gases)

38

Lección 15


40



42

CAPÍTULO 4

CONCEPTOS BÁSICOS

42

Lección 16

Introducción a los modelos de dispersión atmosférica

42 2


Lección 17

Factores que afectan la dispersión de contaminantes en la atmósfera

45

Lección 18

Tipos de Modelos de dispersión atmosférica (Short, Long)

46

Lección 19

Modelos de dispersión atmosférica mas empleados

47

Lección 20

Posibles afectaciones por contaminación atmosférica

48

CAPÍTULO 5

FACTORES DE EMISIÓN (AP 42)

50

Lección 21

Introducción a los factores de emisión

50

Lección 22

Información necesaria para la aplicación de factores de emisión

51

Lección 23

ejemplo de aplicación de factores de emisión

51

Lección 24

Aspectos que pueden afectar la aplicación de factores de emisión

54

Lección 25

Generación de factores de emisión

55

CAPÍTULO 6

MODELO DE DISPERSIÓN SCREEN VIEW

57

Lección 26

Introducción al Screen View

57

Lección 27

Ejemplos de aplicación de Screen View

58

Lección 28

Ejercicios de aplicación de Screen View

62

Lección 29

Interpretación de los resultados de aplicación del Screen View

64

Lección 30

Listado de modelos atmosféricos promulgados por la EPA

65

UNIDAD 3 Nombre de la Unidad CAPÍTULO 7

LINEAMIENTOS PARA LA FORMULACIÓN DE LA POLÍTICA DE PREVENCIÓN Y CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE. Lineamientos para la formulación de la política de prevención y control de la contaminación del aire.

68 68

Lección 31

antecedentes de la política de prevención y control de la contaminación del aire

68

Lección 32

Instituciones y regulación ambiental

69

Lección 33

Fortalecimiento de las instituciones y organizaciones

73

Lección 34

Lineamientos de la política de prevención y control de la contaminación del aire

73

Lección 35

Subsistema de Información sobre Calidad del Aire - SISAIRE

76

CAPÍTULO 8

PROTOCOLO PARA EL CONTROL Y VIGILANCIA DE LA CONTAMINACIÓN CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA GENERADA POR FUENTES FIJAS

78

Lección 36

Introducción al protocolo

78 3

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Seguimiento y control de emisiones atmosféricas

Lección 37

Estudios de emisiones atmosféricas,

79

Lección 38

Monitoreo de emisiones atmosféricas

82

Lección 39

Sistemas para el control de emisiones atmosféricas

85

Lección 40

Comparación normativa en fuentes fijas

87

CAPÍTULO 9

MANUALES DE DISEÑO Y OPERACIÓN DE SISTEMAS DE VIGILANCIA DE LA CALIDAD DEL AIRE

91

Lección 41

Etapas generales para el diseño de un sistema de vigilancia de la calidad del aire

91

Lección 42

Tipos de sistemas de vigilancia de calidad del aire

94

Lección 43

Tipos de sistemas de vigilancia de calidad del aire según su tecnología

95

Lección 44

Programa de control y aseguramiento de la calidad

96

Lección 45

Comparación normativa en calidad del aire, índice de calidad del aire

97

4


ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1 Tabla 2 Tabla 3

Principales fuentes de los contaminantes atmosféricos Métodos de medición en fuentes fijas para contaminantes principales Resumen normatividad de calidad del aire en Colombia

Pág. 17 21 42

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ÍNDICE DE FIGURAS Pág. Figura 1. Interacciones atmosféricas

15

Figura 2. Ubicación tomamuestras

22

Figura 3. Número de puntos dependiendo numero de diámetros

24

Figura 4. Porcentajes de marcación según número de puntos para muestreo

24

Figura 5. Distribución de la marcación de los puntos

24

Figura 6. Tren de muestreo para determinación de PST, NOx y SO2

27

Figura 7. Equipo HI-VOL para determinación de PST

37

Figura 8. Equipo HI-VOL para determinación de PM10

38

Figura 9. Equipo Rack para determinación de NO2 y SO2

40

Figura 10. Pantalla inicial Screen View

42

Figura 11. Menú inicial Screen View

58

Figura 12. Opciones de modelación en Screen View

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Figura 13. Menú final Screen View

60

Figura 14. Resultado gráfico Screen View

61

Figura 15. Resultado gráfico Screen View

65

Figura 16. SVCA según tecnología

96

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ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO El contenido didáctico del curso académico Seguimiento y control de emisiones atmosféricas fue diseñado por Oscar Alexander Ducuara Falla, quien es Ingeniero Ambiental y Sanitario. Se ha desempeñado como docente universitario, consultor privado, funcionario público en instituciones del orden distrital y nacional y, al momento de la elaboración de este material, es docente de las universidades Distrital y Santo Tomas y auditor de laboratorios ambientales del IDEAM. Para citar este material por favor hacerlo de la siguiente manera: Ducuara, O. (2011). Seguimiento y control de emisiones atmosféricas . Módulo didáctico. Bogotá: Universidad Nacional Abierta y a Distancia – UNAD.

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INTRODUCCIÓN GENERAL La atmósfera es la capa gaseosa que cubre la tierra y rota con ésta, la composición de esta capa en base seca consiste en cerca del 78 por ciento de nitrógeno, 21 por ciento de oxígeno y uno por ciento de argón, la traza de gases tales como el dióxido de carbono, neón y helio también existen así como la presencia de vapor de agua, aunque éste es un constituyente muy bajo es fundamental incluirlo ya que absorbe seis veces más radiación que ningún otra atmósfera, esta unión de componentes es el medio propicio para que se desarrolle la vida en el planeta y se presente la interacción de la humanidad con la naturaleza. Como concepto fundamental la meteorología en la ciencia fundamental de la atmósfera y esta a su vez es el medio en el que se emite la contaminación atmosférica, los procesos atmosféricos tal como los movimientos de aire (viento) y los intercambios de calor (convección y radiación, por ejemplo) afectan los destinos de los contaminantes a medida que avanzan en la atmosfera por medio del transporte, dispersión transformación y eliminación. Por lo tanto el conocimiento de la meteorología y la contaminación del aire se puede utilizar para administrar y controlar la emisión de contaminantes en el aire ambiente, para desarrollar la gestión de la liberación de los contaminantes del aire y asegurar que las concentraciones de contaminantes ambientales cumplen con las normas de c alidad del aire. Como se mencionó anteriormente, la composición de esta mezcla gaseosa es muy constante en sus principales componentes (nitrógeno y oxígeno), pero en los componentes menores las variaciones y adiciones de sustancias o elementos sólidos, lí quidos o gaseosos, ajenas a esta mezcla, pueden ser bastante adversas al ambiente y por defecto al ser humano; son justamente estos cambios en la concentración de estos componente lo que se llama “Contaminación Atmosférica”, la cual puede ser provocada por fenómenos

naturales o por la acción del hombre. Por lo tanto, es imperativo identificar la forma en que el hombre y la naturaleza cambian la composición de esta mezcla vital de gases para poder desarrollar e implementar acciones y enfrentar estos cambios desde las perspectivas de la gestión, mitigación y/o adaptación. A partir de estas premisas, la primera pretenderá realizar un balance del estado del arte en esta materia, con la cual se pueden identificar los mayores aportantes de contaminantes su origen y peligrosidad, con el fin de obtener estrategias de control a la estas afectaciones. Cuando se avanza en la gestión del control ambiental el resultado pretende ofrecer posibles soluciones de reducción o mitigación, para realizar de una manera significativa la ayuda necesaria al medio ambiente para depurar los agentes extraños y fortalecer los mecanismos de preservación de las especies. Como resultado adverso a los controles la única solución 8


que se obtendría de esta situación desembocaría en la adaptación a la condición ofrecida y del avance en la escala evolutiva para podernos adaptar al medio al igual que hicieron las especies en algún momento de la historia de la humanidad. Como respuesta a estas situaciones adversas el hombre crea mecanismos para incentivar la reducción de contaminantes como: El Protocolo de Kioto, el cual es auspiciado por la ONU en su convenio sobre cambio climático, y firmado en 2002 por la Unión Europea, tiene como objetivo que los países industrializados reduzcan sus emisiones un 8% por debajo del volumen de 1990, meta para la que el ejecutivo comunitario ha diseñado un plan de reducción gradual. Para el período 1990-2012, Kioto establece como máximo un aumento del 15% de las emisiones de CO2. Además se establece el Protocolo de Montreal en el cual de aprobaron ciertos ajustes y reducciones de la producción y consumo de las sustancias controladas que agotan la capa de ozono, estas estrategias quedan cortas ante el latente desarrollo industrial y la falta de voluntad de algunos países a los cuales el sentido de pertenencia es débil frente al medio ambiente. Por lo tanto es imperativo el reconocimiento de la problemática ambiental y del agotamiento de recurso vital como lo es el aire, Colombia frente a esta situación ha evolucionado de una manera paquidérmica ya que el letargo de la legislación el cual se evidencia desde el año 1982 con la reglamentación del decreto 02 de Ministerio de Salud, el cual muestra un primer avance del control atmosférico muy permisible y una vez más motiva el incremento de la industria a expensas del medio ambiente, posterior a esta reglamentación tienen que trascurrir más de dos décadas para que se reforme esta legislación, ya cuando el aire ambiente alcanza niveles de afectación bastante alarmantes. Por tal motivo es imperativo que las nuevas generaciones no tengan que llegar a los límites de adaptación y de una manera u otra de resignación ante esta situación, sino que por el contrario se tomen las herramientas para ejercer la reducción de contaminantes y es allí donde los estudiantes de la UNAD deben atender al llamado a entender que es la contaminación atmosférica, como se determina y controla su impacto y finalmente como se legisla ante las autoridades de control, sin desconocer el desarrollo de nuevas tecnologías amigables con la atmósfera. El presente curso se presentará un reconocimiento de la atmósfera su composición, sus combinaciones, su mecánica de movimiento, como se controla y como se reglamenta. Este módulo se estructura en 3 unidades, equivalente a 9 capítulos y 45 lecciones, y a través de su contenido se fomentan competencias relacionadas con la comprensión de la 9


atmósfera su química a nivel de generación de nuevos contaminantes, la cuantificación de estos y el diseño de mecanismos de control por lo tanto es necesario que el estudiante relacione los conocimientos adquiridos en las ciencias básicas en áreas como la química, la matemática y políticas del Estado frente a los procesos administrativos, económicos de gestión de los recursos naturales En la Unidad 1, el estudiante encontrará los lineamientos de la composición de la atmósfera, sus contaminantes y la relación entre las emisiones y la calidad del aire, además de la implementación de los diferentes métodos de medición en las fuentes fijas, fuentes móviles y las inmisiones atmosféricas en general, sin obviar el uso de y operación de redes de monitoreo a gran escala. En la Unidad 2, se presentan los modelos de dispersión y transporte de contaminantes y su relación con la afectación temporal y espacialmente, para la valoración de áreas vulnerables de acuerdo con los diferentes usos del suelo, establecidos en el territorio nacional, esto con el fin de realizar la valoración de los diferentes mecanismos de control de contaminantes atmosféricos y su correspondiente diseño e implementación. Finalmente en la Unidad 3, se dará a conocer el sistema de gestión presentado por las autoridades de control iniciando con el Ministerio de Ambiente y desarrollo Sostenible, las Corporaciones Autónomas, Departamentos Administrativos, Secretarías de Ambiente hasta las labores policiales de las Alcaldías, con el fin de evaluar los resultados obtenidos de las mediciones y las implementación de los mecanismos de control, para poder preservar el recurso AIRE.

UNIDAD 1

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Nombre de la Unidad CAPÍTULO 1

DEFINICIONES, CONCEPTOS BÁSICOS DE LOS MÉTODOS DE MEDICIÓN DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS EN CALIDAD DEL AIRE, FUENTES FIJAS Y FUENTES MÓVILES CONCEPTOS BÁSICOS

Lección 1


Lección 2


Lección 3


Lección 4


Lección 5


CAPÍTULO 2

MÉTODOS DE MEDICIÓN DE CONTAMINANTES EN FUENTES FIJAS

Lección 6


Lección 7


Lección 8


Lección 9


Lección 10


CAPÍTULO 3

MÉTODOS DE MEDICIÓN DE CONTAMINANTES EN LA ATMÓSFERA (CALIDAD DEL AIRE)

Lección 11


Lección 12


Lección 13


Lección 14

Métodos para determinación de SO 2 y NOx (rack de 3 gases)

Lección 15


UNIDAD 1. DEFINICIONES, CONCEPTOS BÁSICOS DE LOS MÉTODOS DE MEDICIÓN DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS EN CALIDAD DEL AIRE, FUENTES FIJAS Y FUENTES MÓVILES 11


CAPÍTULO 1. CONCEPTOS BÁSICOS El Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente [PNUMA], (2003), define a la atmósfera como una “mezcla de gases que rodea un objeto celeste (como la Tierra) cuando éste cuenta con un campo gravitatorio suficiente para impedir que escapen”. De la misma

manera el PNUMA (2003), afirma que la atmósfera terrestre está constituida principalmente por nitrógeno (78%) y oxígeno (21%); el 1% restante lo forman otros gases como el hidrógeno, vapor de agua y monóxido de carbono. La contaminación del aire resulta de una compleja suma de miles de fuentes de emisión que van desde las industrias y los vehículos automotores, hasta el uso de productos de limpieza domésticos y pinturas e incluso la vida animal y vegetal; que alteran la composición normal de la atmósfera, esta alteración puede generar problemas de salud humana y daños a las infraestructuras físicas (OMS, 2004). Para evitar los daños generados por la presencia de contaminantes en el aire, es necesario llevar a cabo estudios de calidad del aire que determinen la concentración de los contaminantes básicos exigidos por las normas locales. Estos estudios deben permitir conocer los niveles de concentración de los contaminantes evaluados y el tiempo de exposición en un área y tiempo determinados. Lección 1. La atmósfera, Capas de la atmósfera, inversiones térmicas Se denomina atmósfera a la capa gaseosa que, atrapada por la acción del campo gravitatorio, envuelve a un planeta; su espesor es muy pequeño comparado con el diámetro del planeta al que rodea y suele estar formada por una mezcla de gases cuya composición varía de unos planetas a otros. En cualquier caso, la concentración de los gases que forman esta capa gaseosa disminuye rápidamente con la altura. Por otra parte, no todos los planetas tienen atmósfera; los más pequeños no poseen un campo gravitatorio suficientemente intenso como para poder retener las moléculas de gas y, por eso, estas han ido escapando lentamente hasta desaparecer del planeta. En la Tierra, llamamos aire a la mezcla gaseosa que existe en las capas bajas de la atmósfera. No cabe duda de que la atmósfera juega un papel fundamental en el desarrollo y mantenimiento de la vida sobre nuestro planeta. En efecto, el aire proporciona sustancias que son fundamentales para los procesos biológicos, y por tanto para la vida, tales como el dióxido de carbono, CO 2, el oxígeno, O2, el nitrógeno, N2, etc. Por otra parte, la atmósfera terrestre actúa como escudo contra las radiaciones peligrosas y partículas energéticas procedentes del espacio exterior, transporta energía (calor) y humedad favoreciendo la mezcla de aire, impulsa las corrientes oceánicas, produce olas, erosiona el suelo, transporta el polen, etc. Finalmente, podemos decir que aromas, sonidos, visibilidad, etc. están afectados por su estado (Universidad de Jaén, S.f). 12


La atmósfera se puede dividir de forma diferente en diversas capas según se consideren sus propiedades físicas o químicas. Así, por ejemplo, aunque la densidad del aire disminuye rápidamente con la altura, los porcentajes de los componentes permanentes del mismo se mantienen prácticamente constantes hasta una altura aproximada de 80 kilómetros, razón por la cual a esta capa se le suele conocer con el nombre de homosfera. Por encima de la altura anterior, las moléculas más pesadas tienden a quedarse en las regiones mas bajas, mientras que las más ligeras ocupan altitudes mayores, motivo por el cual a esta capa se le conoce con el nombre de heterosfera (Universidad de Jaén, S.f). La troposfera se extiende desde el nivel del suelo hasta una altura media de unos 12 kilómetros, aproximadamente. Para nosotros es la región más importante de la atmósfera y, por lo tanto, la que estudiaremos más a fondo, ya que en ella se desarrolla la vida y además tiene lugar la mayoría de los fenómenos atmosféricos que observamos en la naturaleza. En la troposfera, la temperatura disminuye con la altura a un ritmo medio de 0,6 ºC por cada cien metros; a esta disminución de la temperatura con la altura se le conoce con el nombre de gradiente vertical de temperatura estándar. Por otra parte, aproximadamente, el 75% de la masa total de la atmósfera, así como una parte muy importante del vapor de agua y casi todos los aerosoles suelen encontrarse en esta región (Universidad de Jaén, S.f). La estratosfera es la región atmosférica que se extiende desde la tropopausa hasta una altura aproximada de 50 kilómetros. En ella el gradiente vertical de temperatura es prácticamente nulo al principio, hasta una altura de unos 20 kilómetros. A continuación, la temperatura comienza a aumentar con la altura, pudiéndose alcanzar temperaturas superiores a los 0ºC en el límite superior de la capa (Universidad de Jaén, S.f). La mesosfera es una capa que, aproximadamente, tiene un espesor de 30 kilómetros, por lo que su cima se suele situar a una altura de unos 80 kilómetros. En ella la temperatura vuelve a disminuir con la altura, pudiéndose alcanzar valores de hasta – 90 ºC en la parte superior de esta región. Por encima de la mesosfera hay otra capa delgada intermedia que recibe el nombre de mesopausa y, a continuación, se sitúa la siguiente capa atmosférica conocida con el nombre de termosfera, llamada así por el rápido aumento que, de nuevo, experimenta la temperatura con la altura, aunque su perfil térmico cambia bruscamente entre el día y la noche (Universidad de Jaén, S.f). El límite superior de la termosfera se confunde con la exosfera, que es la siguiente capa atmosférica. La base de la exosfera se sitúa entre los 500 y los 750 kilómetros de altitud. En ella dejan de cumplirse las leyes de los gases y suele estar formada por átomos de oxígeno, hidrógeno y helio, estando un 1% de estos átomos ionizados (Universidad de Jaén, S.f). 13


Dentro de los procesos que se dan en la atmosfera unos de los más destacados son las inversiones de temperatura, las cuales son esenciales para controlar la profundidad de la capa de aire adyacente a la superficie donde se mezclan los contaminantes (i.e., la altura de mezcla). A medida que una masa de aire se eleva, se expone a presiones atmosféricas decrecientes y, por lo tanto, se expande, esto hace que la temperatura de la masa de aire disminuya (IDEAM, 2005). La tasa a la cual la temperatura disminuye con la altura se conoce como gradiente adiabático: para el aire seco, la velocidad de la disminución de la temperatura es aproximadamente 1 grado centígrado (ºC) por cada 100 metros de altura. Por consiguiente, cuando la temperatura del aire aumenta con la altura sobre el nivel del suelo, se produce una inversión de temperatura. Por la noche, con bajas velocidades de vientos y cielo despejado, el enfriamiento rápido del suelo y el aire adyacente hacen que el aire sea más frío cerca del suelo y, por lo tanto, que no se pueda elevar. El aire contaminado no se elevará en la capa donde el gradiente normal de temperatura se invierte, lo que da lugar al aumento de la concentración de los contaminantes en esa capa; algunas veces con presencia de aire contaminado cerca del suelo (OMS, 2004). Lección 2. Conceptos básicos de meteorología, Radiación solar, Altura de mezcla Todos los contaminantes del aire emitidos por los diversos tipos de fuentes son transportados, dispersos o concentrados por condiciones meteorológicas y topográficas. El ciclo de estancia aérea se inicia con la emisión de contaminantes, seguido por su transporte y difusión en la atmósfera. El ciclo se completa cuando los contaminantes se depositan sobre la vegetación, el ganado, las distintas superficies, el suelo, el agua. La dispersión de un contaminante en la atmósfera es el resultado de 3 mecanismo dominantes: i) el movimiento medio general del aire que transporta el contaminante en la dirección del viento; ii) las fluctuaciones violentas de la velocidad que dispersan el contaminante en todas las direcciones y iii) la difusión del contaminante debido a los gradientes de concentración (Wark & Warner, 1999). Las variables meteorológicas que más afectan la dispersión de contaminantes son:

Radiación Solar La luz, sea ésta de origen solar, o generada por un foco incandescente o fluorescente, está formada por un conjunto de radiaciones electromagnéticas de muy alta frecuencia, que están agrupadas dentro de un cierto rango, llamado espectro luminoso . Las ondas de baja frecuencia del espectro solar (infrarrojo) proporcionan calor, las de alta frecuencia 

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(ultravioleta) hacen posible el proceso de fotosíntesis o el bronceado de la piel. Entre esos dos extremos están las frecuencias que forman la parte visible de la l a luz solar. La intensidad de la radiación luminosa varía con la frecuencia. La intensidad y frecuencias del espectro luminoso generado por el sol sufren alteraciones cuando la luz atraviesa la atmósfera. Ello se debe a la absorción, reflexión y dispersión que toma lugar dentro de ésta. Los gases presentes en la capa atmosférica actúan como filtros para ciertas frecuencias, las que ven disminuidas su intensidad o son absorbidas totalmente. Altura de mezcla La altura de la capa de mezcla constituye un parámetro básico en la modelación de la dispersión de los contaminantes atmosféricos, por cuanto es la zona inferior de la atmósfera donde ocurre fundamentalmente el transporte turbulento de masa y energía y donde los contaminantes se trasladan e interaccionan. Para el cálculo de la capa de mezcla existen varias alternativas que pueden ser empleadas en dependencia de los datos de que se disponen, algunas extremadamente sencillas y otras mucho más complejas que necesitan mediciones de diferentes variables meteorológicas en la altura de la atmósfera (sondeos de aire superior) (instituto de meteorología de Cuba, s. f). f) . 

A continuación se muestra una figura que representa las distintas interacciones que se presentan en la atmósfera.

Figura 1. Interacciones atmosféricas (MAVDT, 2011)

Lección 3. Fuentes de emisión de contaminantes atmosféricos Las fuentes de contaminantes del aire se pueden dividir en antropogénicas antropogénicas y naturales. No obstante, esta distinción puede tornarse borrosa debido a que la actividad humana causa 15


estragos en los sistemas naturales. Las fuentes naturales incluyen las tormentas de polvo, la acción volcánica, los l os incendios forestales y la formación de partículas radiactivas de gases como el radón. Las incursiones provenientes de la estratósfera aumentan las concentraciones del nivel inferior (troposférico) de O3. En el caso de algunos contaminantes, como el SO2, las fuentes naturales exceden las fuentes antropogénicas en una escala global. Sin embargo, al considerar los efectos de los contaminantes del aire en la salud, principalmente en las zonas urbanas con alta densidad demográfica, las fuentes antropogénicas son muy importantes y generalmente son las que se observan para el control (OMS, 2004). La mayor parte de la contaminación atmosférica procede de las emisiones de los automóviles y de las centrales térmicas que queman carbón y petróleo con el fin de generar energía para uso industrial y doméstico (Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales de México [SMARN], 2005). Las fuentes de emisión se agrupan en cuatro categorías principales: (SMARN, 2005):  Fuentes puntuales o fijas.  Fuentes de área.  Fuentes de vehículos automotores o móviles.  Fuentes naturales. Según el anexo 1 de la Resolución 909 del 5 de junio de 2008 del MAVDT, “Por la cual se establecen las normas y estándares de emisión admisibles de contaminantes a la atmósfera por fuentes fijas y se dictan otras disposiciones”, una fuente fija se define como “La fuente

de emisión situada en un lugar determinado e inamovible, aun cuando la descarga de contaminantes se produzca en forma dispersa ”. Una fuente de área o área-fuente se conoce como una determinada zona o región, urbana, sub-urbana o rural, que por albergar múltiples fuentes fijas de emisión, es considerada como un área especialmente generadora de sustancias contaminantes del aire (OMS, 2004). Las fuentes móviles suelen definirse como la fuente de emisión que, por razón de su uso o propósito, es susceptible de desplazarse: como los automotores o vehículos de transporte a motor de cualquier naturaleza; y por último, las fuentes naturales entre las que se encuentran los desiertos, zonas en desertificación, volcanes y, adicionalmente, las zonas naturales boscosas también son emisoras de materiales a la atmósfera (OMS, 2004).

Lección 4. Formación de contaminantes atmosféricos De acuerdo con las investigaciones las mayores emisiones de PM 10, NOx y CO son causadas por fuentes móviles, y las de partículas en suspensión totales (PST) y SOx por fuentes fijas. 16


El origen de estas diferencias está en los tipos de combustibles fósiles usados por el transporte y la industria. Para el año 2002, se consideraba que el carbón es responsable del 65% de las emisiones de fuentes fijas y la gasolina del 85% de las emisiones del sector de transporte (Consejo Nacional de Política Económica y Social [CONPES], 2005). Tabla 1. Principales fuentes de los contaminantes atmosféricos. (OMS, 2004) PRINCIPALES CONTAMINANTES FUENTES EXTERIORES SO2, Material Particulado Combustibles y erosión O3 Reacciones fotoquímicas Polen Árboles, pasto, semillas y plantas Plomo, Manganeso Automotores Plomo, Cadmio Emisiones industriales Compuestos Orgánicos Volátiles, Hidrocarburos Solventes y evaporaciones de combustibles Aromáticos PRINCIPALES CONTAMINANTES FUENTES EXTERIORES E INTERIORES NOx, CO Procesos de combustión CO2 Procesos de combustión, Actividad metabólica Material particulado Humo de tabaco, procesos de resuspensión, condensación de vapores y productos de la combustión. Vapor de agua Actividad biológica, combustión, evaporación. Compuestos Orgánicos Volátiles Volatización, Procesos de combustión, pinturas, acción metabólica, pesticidas, insecticidas y fungicidas Esporas Hongos

Lección 5. Principales contaminantes atmosféricos Los contaminantes atmosféricos emitidos se pueden clasificar en: (i) contaminantes primarios, que son los que se integran directamente a la atmósfera como resultado de acciones naturales o actividades humanas, entre los que encontramos las partículas en suspensión, el CO, SO2; y (ii) los contaminantes secundarios, los cuales se originan a partir de los contaminantes primarios al reaccionar éstos en presencia de la luz solar y vapor de agua, dando como resultado otras nuevas sustancias nocivas para la salud; entre los que se encuentran el ozono (O3), ácido sulfúrico (H2SO4), peróxido de hidrógeno (H2O2), etc. Para la OMS, (2004), los contaminantes del aire se clasifican en partículas suspendidas (i.e., polvos, neblinas y humos), contaminantes gaseosos (i.e., gases y vapores) y olores. MATERIAL PARTICULADO Dentro de los contaminantes más complejos presentes en el aire de las grandes ciudades está el material particulado en sus diversas formas: partículas suspendidas totales (PST o PTS), material particulado menor a diez micras (PM 10) y material particulado menor a 2,5 

17


micras (PM2,5); cuyas características físico-químicas y los efectos sobre la salud humana hacen que su monitoreo sea de suma importancia. Específicamente, el término material particulado se refiere a las partículas en suspensión que se encuentran en el aire. Dicho material está compuesto por partículas líquidas o sólidas, resultantes de procesos naturales como la erosión, las erupciones volcánicas y los incendios; y de origen antropogénico, provenientes del uso de combustibles fósiles en la industria, de actividades agrícolas como la fertilización y almacenamiento de granos, entre otros (SDA, 2007). ÓXIDOS DE NITRÓGENO (NOx) El término óxidos de nitrógeno es un concepto amplio que incluye al monóxido de nitrógeno (NO), al dióxido de nitrógeno (NO 2) y a otros óxidos de nitrógeno menos comunes. En general estos compuestos se forman durante los procesos de combustión, son precursores del ozono troposférico y normalmente son eliminados de la atmósfera por procesos de precipitación seca y húmeda. El (NO 2) y el (NO) son no inflamables e incoloros a la temperatura ambiente; el (NO) es un gas de olor agudo, mientras que el dióxido de nitrógeno (NO2) tiene un fuerte olor áspero y es un líquido en la temperatura ambiente, que se convierte en un gas rojizo en temperaturas superiores a los 21 grados centígrados (ºC) (IDEAM, 2005). 

El origen del dióxido de nitrógeno puede ser natural, y se da en procesos biológicos de suelos, en las tormentas, y por la oxidación del monóxido de nitrógeno natural. En cuanto a las fuentes antropogénicas, el dióxido de nitrógeno se origina por la oxidación del nitrógeno presente en los combustibles fósiles cuando se llevan a cabo procesos de combustión a alta temperatura (i.e., la combustión en los motores de los carros) (SDA, 2007). DIÓXIDO DE AZUFRE (SO2) El dióxido de azufre es conocido como el principal causante de la lluvia ácida, ya que en la atmósfera es transformado en ácido sulfúrico (IDEAM, 2005). Es liberado en muchos procesos de combustión, ya que los combustibles como el carbón, el petróleo o el diesel contienen ciertas cantidades de compuestos azufrados. En la naturaleza el dióxido de azufre se encuentra sobre todo en las proximidades de los volcanes y las erupciones pueden liberar cantidades importantes. El origen fundamental del dióxido de azufre hay que buscarlo en los procesos de combustión de combustibles fósiles, principalmente carbón y derivados del petróleo ya que estos presentan azufre en su composición, el cual se transforma en el proceso de combustión, combinándose con oxígeno, pasando de esta forma a la atmósfera (OMS, 2004). 

MONÓXIDO DE CARBONO (CO) El monóxido de carbono es un gas incoloro e inodoro que puede ser muy tóxico, se produce por la combustión incompleta de sustancias que contienen carbono, como la gasolina, el 

18


diesel, el carbón y la leña. Una de las principales fuentes de contaminación del aire por este gas la constituyen los vehículos con motores a gasolina, así como diversas industrias que utilizan como combustible el carbón. Desde un punto de vista cuantitativo, el proceso más importante que origina CO es la combustión incompleta del carbono presente en los combustibles. Las fuentes más importantes en las ciudades son las fuentes móviles, este hecho ha sido comprobado al observar la relación existente entre intensidad de tráfico y concentración de monóxido de carbono en el aire ambiente (CONPES, 2005). OZONO TROPOSFÉRICO (O3) El ozono troposférico es un gas tóxico reactivo de olor fuerte y color azul pálido, formado por tres átomos de oxígeno. El ozono es el oxidante fotoquímico más abundante en la atmósfera. Sin embargo, el ozono y otros oxidantes fotoquímicos no son emitidos directamente a la atmósfera, sino que son formados por las reacciones químicas entre los 

compuestos orgánicos volátiles (COV’s) y los NOx en presencia de luz solar. El ozono es el

oxidante que se encuentra en mayor concentración en la atmósfera, varios kilómetros por encima de la superficie terrestre hay suficiente luz ultravioleta de onda corta para convertir oxigeno (O2) en ozono O3 por absorción directa (IDEAM, 2005).

CAPÍTULO 2. MÉTODOS DE MEDICIÓN DE CONTAMINANTES EN FUENTES FIJAS Lección 6. Introducción a los métodos EPA e-CFR 40 parte 60 En esta lección se abordará el tema de las mediciones directas de contaminantes en las fuentes fijas de emisión, los métodos y procedimientos para el manejo de los datos pueden consultarse en los métodos de referencia de la EPA 40 CFR 60. 19


El propósito del muestreo en la fuente es determinar la concentración del contaminante en una corriente de gas ó la tasa de emisión del contaminante de una chimenea o del escape de un proceso. Midiendo la concentración del contaminante en un volumen conocido de gas y determinando la tasa de flujo del gas en una chimenea es posible calcular la tasa de emisión en masa del contaminante (SMARN, 2005). Los muestreos en la fuente se integran con mediciones de corto plazo que, por lo general, se realizan en periodos de una a cuatro horas. Para colectar una muestra representativa deben hacerse al menos dos muestreos en una chimenea o en un escape para cada contaminante de interés bajo condiciones normales de operación. Las variaciones en la operación del proceso durante el muestreo pueden añadir un alto grado de variabilidad en los datos de muestreo. Por lo tanto, los parámetros clave de la operación de un proceso que pueden afectar las emisiones de contaminantes de la fuente también deben ser monitoreados durante la toma de muestras (SMARN, 2005). Los datos de muestreo en fuente deben usarse para estimar emisiones sólo sí los datos se obtuvieron en condiciones representativas de la operación normal del proceso. Los datos de emisión determinados a partir de un muestreo en la fuente pueden extrapolarse para estimar las emisiones anuales de una fuente si la operación del proceso no varía de manera significativa. Si el proceso tiene variaciones considerables será necesario hacer varios muestreos para obtener resultados representativos. Si la operación de la planta no puede ser caracterizada de manera adecuada los datos del muestreo en la fuente no deben usarse para estimar las emisiones (SMARN, 2005). A continuación se presentan los métodos de medición de contaminantes en fuentes fijas para los contaminantes principales.

Tabla 2. Métodos de medición en fuentes fijas para contaminantes principales

Número

Nombre

Determinación de Puntos Transversos para realizar Muestreo y Determinación de Velocidad en Fuentes Estacionarias: USEPA e-CFR Título 40, Parte 60, Apéndice A-1. Muestreo para la Determinación de Velocidades y Flujos de Gases en Fuentes Método 2 Estacionarias empleando Tubo Pitot tipo S: USEPA e-CFR Título 40, Parte 60, Apéndice A1. Método 1

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Método 3 Método 4 Método 5 Método 6 Método 7

Análisis de Gases para la Determinación de Peso Molecular de Gases Secos: USEPA e-CFR Título 40, Parte 60, Apéndice A-2. Muestreo para Determinación de Humedad en Chimenea: USEPA e-CFR Título 40, Parte 60, Apéndice A-3. Muestreo para Determinación de Material Particulado: USEPA e-CFR Título 40, Parte 60, Apéndice A-3. Muestreo para Determinación de SO2: USEPA e-CFR Título 40, Parte 60, Apéndice A-4: Toma de Muestras para Determinación de Óxidos de Nitrógeno: USEPA e-CFR Título 40, Parte 60, Apéndice A-4.

Lección 7. Métodos de medición (1, 2, 3 y 4) (preliminar) 

Método 1: Determinación de Puntos Transversos para realizar Muestreo y Determinación de Velocidad en Fuentes Estacionarias: USEPA e-CFR Título 40, Parte 60, Apéndice A-1.

Para obtener una medición representativa de las emisiones de contaminantes y/o los caudales de una fuente estacionaria, se selecciona un sitio de medición en la chimenea en donde la corriente fluye en una dirección conocida. Se divide la sección transversal de la chimenea en un número de áreas iguales y se localiza un punto de travesía dentro de cada una de estas áreas iguales (Echeverry, 2006). El método general de selección del sitio de muestreo para la medición de emisiones de contaminantes en una fuente fija, será aplicable en todos aquellos casos en que No se presenten las siguientes situaciones: a. Flujo ciclónico o en forma de remolino. b. Chimenea o ducto con un diámetro menor de 0,30 metros o un área transversal menor de 0,071 metros cuadrados. c. Sitio de medición ubicado a una distancia menor que el equivalente a dos (2) diámetros de la chimenea o ducto, después de una perturbación o a medio (0,5) diámetros antes de ella. En figura 2 se puede observar la ubicación mínima y recomendada para los tomamuestras (niples), en la misma figurase muestra la forma correcta de ubicar los tomamuestras.

21


Figura 2. Ubicación de tomamuestras (MAVDT, 2011)

Ai



A d



Bi



B d



Donde: d : Diámetro interno equivalente de la chimenea. Ai : Tramo recto, expresado en número de diámetros internos de chimenea, entre los toma muestras y la última perturbación o cambio de dirección de flujo. Bi : Tramo recto, expresado como número de diámetros internos, entre la última perturbación después de la salida de los gases del hogar y los toma muestras.

En la figura 3 se muestran los número de puntos a muestrar según la ubicación de los tomamuestras.

22


Figura 3. Número de puntos dependiendo número de diámetros (EPA, 2010)

Al determinar el número de puntos se calcula la marcación de la sonda, en la figura 4 se muestran los porcentajes para marcación de la sonda.

Figura 4. Porcentajes de marcación según número de puntos para muestreo (EPA, 2010)

Marcación final: 

Punto 1 = Diámetro interno X (% 1 tabla) + longitud Niple = 23


Figura 5. Distribución de la marcación de los puntos (EPA, 2010)



Método 2: Muestreo para la Determinación de Velocidades y Flujos de Gases en Fuentes Estacionarias empleando Tubo Pitot tipo S: USEPA e-CFR Título 40, Parte 60, Apéndice A-1.

Este método es aplicable para medir la velocidad promedio de una corriente de gas y para cuantificar el caudal de gas. La velocidad y el caudal del gas en la chimenea se determinan a través de la densidad del gas y de la medición de la presión de velocidad promedio (presión dinámica) con un tubo pitot tipo “S” (Echeverry, 2006).

V s

Cp Kp

 K p  C p

 P  T s

P s  M s



m seg

= Coeficiente del Tubo Pitot, 0,85 = 34,97 m/segundo ((lb/lbmol x mm Hg)/ºK x Pulg H2O), = Presión diferencial en chimenea, mm de agua = Temperatura de la chimenea, K = Presión absoluta en la chimenea, en mm de mercurio. = Peso molecular del gas húmedo, en lb/lbmol,

Δp

Ts Ps Ms



Método 3: Análisis de Gases para la Determinación de Peso Molecular de Gases Secos: USEPA e-CFR Título 40, Parte 60, Apéndice A-2.

Este método es aplicable para determinar las concentraciones de CO, CO 2 y O2, aire en exceso y la masa molar seca de la muestra de una corriente de gas de un proceso de combustión de un combustible fósil. El método puede también aplicarse a otros procesos 24


en los cuales se ha determinado que otros compuestos diferentes a CO 2, O2, CO, y nitrógeno (N2) no están presentes en concentraciones suficientes para afectar los resultados. La determinación de peso molecular del gas seco, (Md) se realiza mediante el empleo del analizador ORSAT o analizadores automáticos con sensores electroquímicos, los cuales determinan la concentración del contaminante en partes por millón (ppm): oxigeno (O 2), monóxido de carbono (CO) y calculan y reportan la concentración de dióxido de carbono (CO2). Los equipos deberán estar debidamente calibrados en los rangos de respuesta alto, medio y bajo por medio del uso de gases Span patronados y certificados. Md = Masa molar del gas seco en la chimenea, g/mol. Md = 0.44 (%CO2) + 0.32 (%O2 )+ 0.28(%CO+ %N2) 

Método 4: Muestreo para Determinación de Humedad en Chimenea: USEPA e-CFR Título 40, Parte 60, Apéndice A-3

Este método es aplicable para determinar el contenido de humedad del gas de chimenea. Dos procedimientos son dados: El primero es un método de referencia, para determinaciones exactas del contenido de humedad (tal como son necesarias para calcular emisiones). El segundo es un método aproximado que suministra estimativos del porcentaje de humedad para ayudar en el establecimiento del muestreo isocinético con anterioridad a la medición de la emisión de contaminantes. El método aproximado descrito aquí es un acercamiento sugerido. Son también aceptables métodos alternativos para calcular el contenido de humedad como: tubos secantes, mediciones de temperaturas de bulbo seco y bulbo húmedo (psicrometría), técnicas de condensación, cálculos estequiométricos, experiencia previa, etc (Echeverry, 2006). Los cálculos de humedad incluyen:



vm   Pb V mst

k3 Y Vm Pb ΔH

Tm



K 3

 Y 





 H   13,6 

Tm

= 0,3858 °K /mm Hg = constante de verificación del orificio = volumen medido, m3 = Presión barométrica, mmHg = Tasa de succión, mmH20 = Temperatura del medidor, K

25


V wst

k2 Wt



B ws

K 2  W T 



(

V wst V wst  V mst

)  100  %

= 0,001335 m3/g = volumen de agua recolectada, ml o g M s

Ms

 M d  (1  Bws)  18  Bws

= Peso molecular del gas húmedo, en lb/lbmol,

Lección 8. Método de medición (5, 6 y 7) cálculo de isocinetismo PST, SO 2 y NOx 

Método 5: Muestreo para Determinación de Material Particulado: USEPA e-CFR Título 40, Parte 60, Apéndice A-3.

Un muestro isocinético se basa en la obtención de una muestra representativa de un contaminante emitido, a una tasa equivalente a la que se están emitiendo los gases. El equipo de muestreo consta de una sonda con una boquilla en el extremo, la cual va a un ciclón y éste a su vez a un filtro, localizados dentro de un horno o compartimento caliente, a una temperatura promedio de 120 °C, para evitar la condensación del gas que pasa. A continuación se muestra el tren de muestreo básico para determinación de material particulado.

26


Figura 6. Tren de muestreo para determinación de PST, NOx y SO2 (IDEAM, 2011)

El filtro se conecta a cuatro impactadores instalados en serie y sumergidos en hielo con el fin de condensar el vapor de agua. Los dos primeros contienen 100 cc de agua destilada cada uno, el tercero permanece vacío y el cuarto contiene aproximadamente 200 gramos de sílica gel. El material particulado se recoge en el filtro de fibra de vidrio y su cantidad se determina por gravimetría en base seca, pesando el filtro desecado antes y después del muestreo. Después del último impactador, la sonda se conecta a una línea de vacío que a su vez va a la consola en la cual se localiza un medidor de gas seco, una válvula de control de flujo y una bomba de vacío conectada a una válvula de paso. Para lograr el isocinetismo es necesario calcular una boquilla y una constante de trabajo. A continuación se presentan las formulas para cálculo de boquilla y ecuación de trabajo:

 n

n

Qm



0,6071 Qm  P m  1

T m

 C p 

1





Bwm  T s  M s

Bws 

P s  P

= Diámetro interno de la boquilla de la sonda, en milímetros = Calibración del medidor de orificio, 21,2 27


Cp = Coeficiente del Pitot = 0,85, Bwm =Porcentaje humedad presente en medidor gas. Se asume = 0,0 Ts = temperatura chimenea, k Para la constante de trabajo se tiene:

K



0,0000804  n

4

  H @  C p

2

1  1



Bws 



Bwm 

2 2



M d  T m  P s M s

 T s  P m

ΔH@ = Tasa de succión de verificación.



Método 6. Muestreo para Determinación de SO2: USEPA e-CFR Título 40, Parte 60, Apéndice A-4:

En la toma de muestras se pueden usar varios tipos de equipos y configuraciones, pero el más común es el mismo tren muestreador en chimeneas empleado para el muestreo isocinético de material particulado. Solo que en los impactadores se usan soluciones absorbentes de SO 2, Las soluciones son puestas en el primer y segundo impactador, se usan 100 mililitros de solución de Peróxido de Hidrógeno al 3% que absorbe el SO 2 y lo convierte a H2SO4. El tercer impactador se deja vacío y en el cuarto se usan 200 gramos de sílica gel. 

Método 7. Toma de Muestras para Determinación de Óxidos de Nitrógeno: USEPA e-CFR Título 40, Parte 60, Apéndice A-4.

Las muestras son capturadas en balines de 2 litros a los cuales se les ha evacuado previamente el aire generando vacío. Los balones contienen 25 mililitros de una solución absorbente de Peróxido de Hidrógeno y Acido Sulfúrico que convierte los NOx (excepto N2O) del gas capturado a HNO 3 en la solución. La cantidad de nitrato en la solución es determinada por el método del Acido Fenoldisulfónico. La cantidad de nitrato (NOx) es luego determinado por comparación colorimétrica con soluciones estándares de Nitrato de Potasio. El tren de muestreo está compuesto por: - Probeta de acero inoxidable o vidrio. - Lana de vidrio ó cuarzo que actúa como filtro, - Balón de vidrio Pyrex fondo redondo, cuello corto esmerilado 24/40. El balón está encapsulado en un protector de espuma que lo protege contra implosión o rotura. - Dos válvulas de tres vías que se ajustan al sistema con pinzas metálicas. Una de ellas es de esmerilado 24/40 que se ajusta al frasco. 28


-

Manómetro en U de 36 pulgadas de Hg para medir las presiones en el frasco. Pera en caucho de una vía para purgar la línea de muestreo. Bomba capaz de producir un vacío de 3 pulgadas de Hg, (presión absoluta). Termómetro para medir las temperaturas en el frasco, con rango entre 25 a 125 ºF. Pipeta de 25 ml, Línea de vacío.

Para más información de los métodos EPA para determinación de contaminantes emitidos por fuentes fijas consulte: Métodos para fuentes fijas Lección 9. Fuentes móviles de emisión Uno de los primeros acercamientos normativos a las fuentes móviles de emisión se presentó en el Decreto 948 de 1995, en el Capítulo VIII, artículos 90, 91 y 92. Actualmente los artículos 91 y 92 se encuentran modificados por el Decreto 1228 de 1997 y el Decreto 2107 de 1995, respectivamente. La Resolución 910 de 2008 “Por la cual se reglamentan los niveles permisibles de emisión de contaminantes que deberán cumplir las fuentes móviles terrestres, se reglamenta el artículo 91 del Decreto 948 de 1995 y se adoptan otras disposiciones” define una fuente móvil como: Es la fuente de emisión que, por razón de su uso o propósito, es susceptible de desplazarse. Para efectos de la presente resolución, son fuentes móviles los vehículos automotores, las motocicletas, los motociclos y los mototriciclos.

Los procedimientos de evaluación de las emisiones de las distintas fuentes móviles se encuentran en 3 Normas Técnicas Colombianas (NTC): 

NTC 5365 de 2008. Calidad del aire, Evaluación de gases de escape de motocicletas, motociclos y mototriciclos, accionados tanto con mezcla (cuatro tiempos) como con mezcla gasolina aceite (dos tiempos). Método de ensayo de marcha mínima (Ralenti) y especificaciones para los equipos empleados en esta evaluación.



NTC 4983 de 2001. Calidad del aire, Evaluación de gases de fuentes móviles a gasolina. Método de ensayo de marcha mínima (Ralenti) y velocidad crucero y especificaciones para los equipos empleados en esta evaluación.

29




NTC 4321 de 2002. Calidad del aire, Procedimiento de medición y características de los equipos de flujo parcial necesarios para evaluar las emisiones de humo generadas por las fuentes móviles accionadas con diésel. Método de aceleración libre.

En el artículo 35 de la Resolución 910 de 2008 se establece: Autorización y seguimiento del proceso de medición de emisiones contaminantes. Las autoridades ambientales, los comercializadores representantes de marca, fabricantes, ensambladores e importadores de vehículos y/o motocicletas, motociclos y mototriciclos, así como los laboratorios ambientales que realicen medición de emisiones contaminantes para cumplir lo establecido en la presente resolución, deberán contar con la autorización del proceso de medición de emisiones contaminantes otorgada por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales - IDEAM.

Para dar cumplir a este artículo el IDEAM estableció dos Manuales de Procesos y Protocolos: 

MANUAL DE PROCESOS Y PROTOCOLOS, Evaluación para Revisión y Seguimiento a Laboratorios Ambientales, Comercializadores Representantes de Marca, Fabricantes, Ensambladores e Importadores de Vehículos y/o Motocicletas, Motociclos y Mototriciclos



MANUAL DE PROCESOS Y PROTOCOLOS, Evaluación para Revisión y Seguimiento a Autoridades Ambientales.

Los manuales del IDEAM están disponibles en el siguiente enlace: Manuales fuentes móviles El 24 de diciembre de 2009 los Ministerios de Minas y Energía, De la Protección Social y de Ambiente, vivienda y desarrollo territorial expiden la Resolución 2604 “Por la cual se determinan los combustibles limpios teniendo como criterio fundamental el contenido de sus componentes, se reglamentan los límites máximos de emisión permisibles en prueba dinámica para los vehículos que se vinculen a la prestación del servicio público de transporte terrestre de pasajeros y para motocarros que se vinculen a la prestación del servicio público de trans porte terrestre automotor mixto y se adoptan otras disposiciones”

En el artículo 5 se establece: Para efectos de lo previsto en la Ley 1083 de 2006, se consideran combustibles limpios los siguientes: a) Hidrógeno 30


b) c) d) e) f)

Gas natural (GN) Gas licuado de petróleo (GLP) Diésel hasta de 50 ppm de azufre Mezclas de diésel con biodiesel. La mezcla no debe superar 50 ppm de azufre Gasolina hasta de 50 ppm de azufre g) Mezclas de gasolina con alcohol carburante o etanol anhidro desnaturalizado. La mezcla no debe superar 50 ppm de azufre . Lección 10. Normatividad asociada a emisiones El primer acercamiento normativo en cuanto a límites de emisión de contaminantes fue el Decreto 02 del 11 de enero de 1982 , “ por el cual El material particulado se recoge en filtros de fibra de vidrio y su cantidad se determina por gravimetría en base seca, pesando el filtro desecado antes y después del muestreo”.

En la actualidad se encuentra establecida la Resolución 909 de 2008 del Ministerio de Ambiente, vivienda y desarrollo territorial “Por la cual se establecen las normas y estándares de emisión admisibles de contaminantes a la atmósfera por fuentes fijas y se dictan otras disposiciones” cuyo objeto es establecer las normas y los estándares de emisión admisibles

de contaminantes al aire para fuentes fijas, adopta los procedimientos de medición de emisiones para fuentes fijas y reglamenta los convenios de reconversión a tecnologías limpias, de igual forma, el ámbito de aplicación se establece para todas las actividades industriales, los equipos de combustión externa, instalaciones de incineración y hornos crematorios. El 13 de julio de 2010 el Ministerio De Ambiente, Vivienda Y Desarrollo Territorial emite la Resolución 1309 “Por la cual se modifica la Resolución 909 del 5 de junio de 2008” , en esta resolución se amplia el ámbito de aplicación: “se establece para todas las actividades industriales, los equipos de combustión externa, los motores de combustión interna con capacidad igual o superior a 1 MW en actividades industriales, instalaciones de incineración y hornos crematorios ” . De igual forma, se modifican y adicionan otros artículos y parágrafos.

En 2010 se expide la resolución 760 del Ministerio de Ambiente, vivienda y desarrollo territorial “Por la cual se adopta el Protocolo para el Control y Vigilancia de la Contaminación Atmosférica Generada por Fuentes Fijas” , el protocolo vigente es la versión 2 de octubre de 2010. En este protocolo se establecen los procedimientos de medición, determinación de altura de descarga y sistemas de control aplicables. En 2011 el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales de Colombia (IDEAM) emite la resolución 0935 de 2010 “Por la cual se establecen los métodos para la evaluación de emisiones contaminantes por fuentes fijas y se determina el número de 31


pruebas o corridas para la medición de contaminantes en fuentes fijas” . En esta resolución

se adoptan 10 métodos de la EPA para determinación de contaminantes emitidos a la atmósfera.

CAPÍTULO 3. MÉTODOS DE MEDICIÓN DE CONTAMINANTES EN LA ATMÓSFERA (CALIDAD DEL AIRE) Los esfuerzos para controlar la contaminación del aire en Colombia se remontan al año de 1967, año en el cual se instalaron las primeras redes para el monitoreo de la calidad del aire, destacándose las cuatro estaciones ubicadas en la ciudad de Cali y la red de vigilancia de la calidad del aire localizada en los Valles de Aburrá y San Nicolás en la ciudad de 32


Medellín. Posteriormente, en 1973 se expidió la Ley 23 cuyo propósito era “Prevenir y controlar la contaminación del medio ambiente y buscar el mejoramiento, conservación y restauración de los recursos naturales renovables, para defender la salud y el bienestar de todos los habitantes del territorio nacional ”.

En 1995 el Ministerio de Ambiente estableció la norma marco para el componente aire a través del Decreto 948, este decreto contiene el reglamento de protección y control de la calidad del aire, en donde se consagran las normas y principios generales para la protección atmosférica, los mecanismos de prevención y control, las competencias para la fijación de normas y los instrumentos y los medios de control y vigilancia. El principal objetivo de los métodos de medición es determinar la concentración de contaminantes para ser comparados con los límites establecidos por las normas aplicables, Estos niveles de concentración de contaminantes los define la Resolución 610 de 2010 del MAVDT , como “El nivel de concentración legalmente permisible de sustancias o fenómenos contaminantes presentes en el aire, establecido por el Ministerio del Medio Ambiente, con el fin de preservar la buena calidad del medio ambiente, los recursos naturales renovables y la salud humana”.

Lección 11. Introducción a los métodos (EPA e-CFR 40 parte 50) Se define como monitoreo atmosférico a todas las metodologías diseñadas para muestrear, analizar y procesar las concentraciones de sustancias o de contaminantes presentes en el aire en un lugar establecido y durante un tiempo determinado. Su importancia radica en: la formulación de los estándares de calidad de aire, llevar a cabo estudios epidemiológicos que relacionen los efectos de las concentraciones de los contaminantes con los daños en la salud, llevar a cabo estrategias de control y políticas de desarrollo acordes con los ecosistemas locales, y desarrollar programas racionales para el manejo de la calidad del aire. Se requiere de una base de datos que aporte información para la realización de todos estos estudios, la cual se genera a partir del monitoreo atmosférico (Canadian Internacional Development Agency [CIDA], 1997). La EPA tiene establecidos los métodos de referencia y equivalentes para la medición de la concentración de contaminantes presentes en el aire, estos métodos se encuentran disponibles en el siguiente enlace: Métodos para calidad del aire Lección 12. Métodos para medición de calidad del aire

33


Respecto a los métodos de medición de la calidad del aire es importante hacer claridad en cuanto a sus diferencias, para lo cual a continuación se presentan las definiciones de los métodos de monitoreo más conocidos (IDEAM, 2005). MÉTODOS DE REFERENCIA DE MEDICIÓN DEL AIRE Se realizan para las mediciones de cada uno de los gases contaminantes más importantes y se los considera de referencia para determinar el cumplimiento de normas. Generalmente son procedimientos manuales, pocos automatizados y que requieren la recolección de muestras obtenidas durante tiempos cortos pero con 20 tiempos de muestreos totales relativamente largos (i.e., muestras diarias, para un período de muestreo de un mes). 

MÉTODOS EQUIVALENTES DE MEDICIÓN DEL AIRE Se han desarrollado equipos de medición continua o equipos automáticos de medición de contaminantes en el aire que permiten obtener datos en tiempo real. Estos pueden estar conectados con un centro de almacenamiento de información, lo cual es sumamente útil para detectar eventos atípicos y actuar en forma inmediata, este tipo de medidores deben pasar una prueba que determine si son adecuados frente a los métodos de referencia, la cual es realizada por instituciones autorizadas (IDEAM, 2005). 

MÉTODOS CONTINUOS O AUTOMÁTICOS DE MEDICIÓN DEL AIRE Típicamente involucran equipamientos automáticos en un lugar fijo que realiza ambos procesos, toma de muestras y los análisis, estos métodos son vitales cuando existen regulaciones que determinan niveles de pre-alerta y diferentes grados de alerta. 

MÉTODOS DE MEDICIÓN CON BASE EN LA INSTRUMENTACIÓN La OMS (2004) divide los métodos de monitoreo de la calidad del aire con base en los instrumentos empleados, los métodos según la instrumentación son: muestreadores pasivos, activos, analizadores automáticos y sensores remotos. 

MUESTREADORES PASIVOS Su funcionamiento se basa en utilización de una solución adsorbente según el contaminante a determinar, las muestras suelen tomarse durante un período de tiempo determinado (por lo general entre una semana y un mes). Se destacan por ser métodos económicos, simples y de fácil manejo, entre las desventajas se encuentran: no son aplicables para contaminantes complejos, los datos obtenidos no se consideran de alto rendimiento (OMS, 2004). o

MUESTREADORES ACTIVOS En este caso las muestras son recolectadas por medios físicos o químicos para un posterior análisis en un laboratorio, el aire es forzado a entrar en contacto con la solución adsorbente o

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o el filtro de medición por medio de una bomba de succión, la cual aumenta el volumen de aire analizado aumentando la sensibilidad del método, se destacan por ser un métodos económicos, que permite crear bases de datos históricas, aunque presenta desventajas como mano de obra intensiva para la toma y el análisis en laboratorio (OMS, 2004). ANALIZADORES AUTOMÁTICOS Este tipo de analizadores proporcionan resultados de alta resolución (i.e., promedio de datos cada minuto o promedios horarios) para distintos contaminantes a la vez , la muestra es analizada en tiempo real generalmente por medios electroópticos como absorción de rayos ultravioleta, florescencia y quimioluminiscencia. Entre las desventajas se destacan la demanda de mano de obra calificada y altos costos de mantenimiento y operación (OMS, 2004). o

SENSORES REMOTOS Son conocidos como instrumentos que usan técnicas espectroscópicas para medir la concentración de contaminantes en tiempo real, estos sensores de destacan proveer datos inmediatos de concentración, no se ven tan afectados por la cercanía a fuentes fijas de emisión, entre las desventajas se tiene: son sistemas sofisticados y costosos, son de difícil operación, calibración y mantenimiento (OMS, 2004). o

Lección 13. Métodos para determinación de material particulado (PST y PM 10) Hi-vol. Los métodos establecidos por la EPA para determinación de PST y PM10 son el apéndice B: Método de referencia para la determinación de material particulado suspendido (PST) en la atmósfera (método alto volumen) y Apéndice J: determinación de la concentración de material Particulado menor a 10 µm en la atmósfera – Muestreador de alto volumen (hi-vol), respectivamente.



Método de referencia para la determinación de material particulado suspendido (PST) en la atmósfera (método alto volumen)

Este método proporciona una medición de la concentración másica del material particulado suspendido total (PST) en el aire ambiente para determinar el cumplimiento de los niveles máximos permisibles establecidos en la norma de calidad del aire o nivel de inmisión. El proceso de medición es no destructivo y el tamaño de la muestra recolectada es usualmente adecuado para posteriores análisis químicos.

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Un muestreador de aire, ubicado correctamente en un sitio de medición, toma una cantidad medida de aire ambiente, a través de la cubierta (inlet) y un filtro durante un periodo de muestreo de 24 horas (nominal). La tasa de flujo del muestreo y la geometría de la cubierta favorecen la recolección de partículas en el rango de 25- 50 μm (diámetro aerodinámico), dependiendo de la velocidad y dirección del viento. (3) Los filtros usados deben tener una eficiencia mínima de recolección del 99% para partículas de 0.3 μm partículas.

El filtro es pesado (después del equilibrio de humedad), antes y después de ser usado para determinar el peso neto ganado (masa). El volumen total de aire muestreado, corregido a condiciones estándar (25 °C, 760 mm Hg [101 KPa]), es determinado por la tasa de flujo de la medición y el tiempo de muestreo. La concentración de material particulado suspendido total (PST) en el aire ambiente es calculada como la masa de partículas recolectadas dividida por el volumen de aire muestreado, corregida a condiciones estándar y es expresada en microgramos por metro cúbico a condiciones estándar (μg/m3 std). Para muestras

recolectadas a temperatura y presión significativamente diferentes a las condiciones estándar (particularmente a altas elevaciones), estas concentraciones corregidas pueden diferir substancialmente de las concentraciones actuales (microgramos por metro cúbico actual). La concentración del material particulado actual, puede ser calculada como la corrección de la concentración (IDEAM, 2011). En la figura 7 se muestra un equipo HI-VOL para determinación de PST.

Figura 7. Equipo HI-VOL para determinación de PST (IDEAM, 2011)

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Determinación de la concentración de material particulado menor a 10 µm en la atmósfera – muestreador de alto volumen (HI-VOL)

El método PM10 provee una medida de concentración másica de material particulado con un diámetro aerodinámico menor o igual a 10 μm en el aire ambiente durante un periodo de 24 horas, con el fin de determinar el cumplimiento de la norma de calidad de aire o nivel de inmisión y el protocolo de monitoreo y vigilancia de calidad de aire. El proceso de medición es no destructivo y la muestra de PM 10 está sujeta a posterior análisis físico o químico. En la Figura 1 se presenta la configuración de un muestreador PM 10 de alto volumen constante hacia la entrada del muestreador donde el material particulado se separa por inercia en una o más fracciones dentro del intervalo de tamaño de PM 10. Cada fracción dentro del intervalo de tamaño de PM 10 se recolecta en un filtro durante un periodo de muestreo específico. Cada filtro se pesa (después de equilibrar la humedad), antes y después de usarlo para determinar el peso neto (masa) ganado debido al PM10 colectado. El volumen total de aire muestreado, corregido a las condiciones de referencia (25 ºC, 101.3 KPa), se determina a partir de la velocidad de flujo medida y el tiempo de muestreo. La concentración másica de PM10 en el aire ambiente se calcula como la masa total de partículas recolectadas en el intervalo de tamaño de PM10 dividido por el volumen total de aire muestreado y se expresa en microgramos por metro cúbico estándar μg/(m3std). Para muestras de PM10 recolectadas a temperaturas y presiones significativamente diferentes de las condiciones de referencia, las concentraciones corregidas algunas veces difieren sustancialmente de las concentraciones reales (en μg/m3real), particularmente a grandes elevaciones. Aunque no es requerido, la concentración real de PM 10 puede calcularse a partir de la concentración corregida, usando la temperatura ambiente y la presión barométrica promedio durante el periodo de muestreo.

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Figura 8. Equipo HI-VOL para determinación de PM10 (TISCH, 2011)

Lección 14. Métodos para determinación de SO 2 y NOx (rack de 3 gases) El método EPA para determinación de SO 2 es el apéndice A: método de referencia para la determinación de dióxido de azufre en la atmósfera (método pararrosanilina). Este método proporciona una medida de la concentración de dióxido de azufre (SO 2) en el ambiente para determinar el cumplimiento de los límites máximos permisibles de calidad del aire para óxidos de azufre (expresados como dióxido de azufre) establecidos en la normatividad vigente. El método es aplicable a la medición de concentraciones de SO 2 en el aire ambiente usando períodos de toma de muestra de 30 minutos a 24 horas. En el capítulo 7 del Protocolo para el Monitoreo y Seguimiento de la Calidad del Aire –Manual de Operación de Sistemas de Vigilancia de la Calidad del Aire, se encuentra el programa de control y aseguramiento de la calidad que se debe tener en cuenta para la aplicación de este método. Un volumen medido de aire es burbujeado por una solución de 0,04 M de tetracloromercurato de potasio (TCM). El SO 2 presente en la corriente de aire, reacciona con la solución TCM para formar el compuesto estable monoclorosulfonatomercuroso. Una vez formado, este compuesto resiste la oxidación del aire y es estable en la presencia de oxidantes fuertes como el ozono y los óxidos de nitrógeno. Durante el análisis subsiguiente, el compuesto reacciona con el tinte de ácido blanqueado de pararrosanilina y formaldehído 38


para formar un ácido metilsulfónico de pararrosanilina intensamente coloreado. La densidad óptica de esta especie es determinada espectrofotométricamente a 548 nm y está directamente relacionado con la cantidad de SO2 contenido. El volumen total de aire muestreado, corregido a condiciones de referencia (25 °C, 760mmHg [101,325 kpa]), es determinado por la tasa de flujo medida y el tiempo de muestreo. La concentración de SO2 en el aire ambiente es calculada y expresada en microgramos por metro cúbico estándar (μg/std m3) (IDEAM, 2011). Para la toma de los Oxidos de nitrógeno se usa el mismo principio de la toma de SO2 solo que se usa una solución adsorbente distinta, es este caso se usa N-(1-NAFTIL)DIHICLORURO-ETILENDIAMINA (NEDA). A continuación se presenta una imagen del instrumento empleado para determinación de SO2 y NOx (Rack de 3 gases).

Figura 9. Equipo Rack para determinación de NO 2 y SO2 (MAVDT, 2011)

Lección 15. Normatividad asociada a calidad del aire La normatividad a nivel nacional de calidad del aire prácticamente empieza en 1973, cuando se expidió la Ley 23. Esta ley pretendió prevenir y controlar la contaminación del medio ambiente. Adicionalmente, dicha ley concedió facultades al gobierno nacional para la expedición del Código Nacional de Recursos Naturales Renovables y de Protección al Medio Ambiente, el cual fue sancionado por el presidente por medio del Decreto 2811 de 1974. En 1979 aparece la Ley 09 de 1979 por la cual se promulgan medidas sanitarias para la protección del medio ambiente, dándole la facultad al Ministerio de Salud para proferir 39


normas para el control de la contaminación atmosférica. En enero de 1982 el Ministerio de Salud Pública expidió el Decreto 02 por medio del cual se reglamentan parcialmente el “Título I de la Ley 09 de 1979 y el Decreto – Ley 2811 de 1974”, en cuanto a emisiones

atmosféricas. En 1993 se establece la Ley 99 de 1993, por la cual el Congreso de Colombia crea el Ministerio del Medio Ambiente (hoy Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT), se reordena el sector público encargado de la gestión y conservación del medio ambiente y los recursos naturales renovables y se organiza el Sistema Nacional Ambiental (SINA); encargando a las autoridades ambientales de ejercer la evaluación, control, y seguimiento ambiental de los usos del agua, el suelo, el aire y los demás recursos naturales renovables, lo cual comprenderá el vertimiento, emisión o incorporación de sustancias o residuos líquidos, sólidos y gaseosos, a las aguas en cualquiera de sus formas, al aire o a los suelos, así como los vertimientos o emisiones que puedan causar daño o poner en peligro el normal desarrollo sostenible de los recursos naturales renovables o impedir u obstaculizar su empleo para otros usos. Estas funciones comprenden la expedición de las respectivas licencias ambientales, permisos, concesiones, autorizaciones y salvoconductos, funciones que hasta ese momento en el tema de aire estaban en cabeza del Ministerio de Salud Pública (hoy Ministerio de la Protección Social). En el año 1995 el Ministerio del Medio Ambiente publicó la norma para el componente atmosférico por medio del Decreto 948. Este decreto contiene el reglamento de protección y control de la calidad del aire, en donde se consagran las normas y principios generales para la protección atmosférica, los mecanismos de prevención y control, las competencias para la fijación de normas, los instrumentos y los medios de control, y vigilancia. En desarrollo del Decreto 948 de 1995 se han expedido decretos y resoluciones reglamentarias, que contienen normas específicas nacionales y locales para emisiones de fuentes móviles y fijas como la Resolución 1208 de 2003 expedida por el Departamento Administrativo de Medio Ambiente [DAMA], (2003), hoy Secretaría Distrital de Ambiente (SDA). De acuerdo con el Decreto 948 de 1995, compete al MAVDT promulgar con base en información técnica provista por el IDEAM, las regulaciones nacionales para el control de la contaminación del aire. A las Corporaciones Autónomas Regionales (CAR’s) y autoridades ambientales de los centros urbanos les compete ejercer el control policivo de las fuentes de contaminación, exigir el cumplimiento de las regulaciones y efectuar el monitoreo de la calidad del aire. Actualmente la Resolución 610 del 24 de marzo de 2010 del MAVDT modifica la Resolución 601 de 2006 del MAVDT en cuanto a definiciones y niveles de inmisión, por lo cual la 40


comparación normativa se realizó con los niveles de inmisión establecidos en la Resolución 601 de 2006, la Resolución 610 de 2010 del MAVDT y la Resolución 1208 de 2003 del DAMA: A continuación se resume la normatividad asociada a la calidad del aire en Colombia:

Tabla 3. Resumen normatividad de calidad del aire en Colombia Decreto o Resolución

Entidad

Decreto 948 de 1995

Ministerio de Ambiente

Decreto 2107 de 1995


Decreto 1697 de 1997


Resolución 1208 de 2003

Departamento Administrativo de Medio Ambiente

Decreto 979 de 2006

Presidencial

Resolución 610 de 2010 Resolución 650 de 2010

Resolución 2154 de 2010

Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial

Resumen Por el cual se reglamentan; parcialmente, la Ley 23 de 1973; algunos artículos del Decreto-Ley 2811 de 1974 y de la Ley 9 de 1979; además, de la Ley 99 de 1993, en relación con la prevención y control de la contaminación atmosférica y la protección de la calidad del aire. Por medio del cual se modifica parcialmente el Decreto 948 de 1995 que contiene el Reglamento de Protección y Control de la calidad del aire. Por medio del cual se modifica parcialmente el Decreto 948 de 1995, que contiene el Reglamento de Protección y Control de la calidad del aire. Por la cual se dictan normas sobre prevención y control de la contaminación atmosférica por fuentes fijas y protección de la calidad del aire. Por el cual se modifican algunos artículos del Decreto 948 de 1995 Por la cual se modifica la Resolución 601 del 4 de abril de 2006 Por la cual se adopta el protocolo para el monitoreo y seguimiento de la calidad del aire Por la cual se ajusta el Protocolo para el Monitoreo y Seguimiento de la Calidad del Aire adoptado a través de la Resolución 650 de 2010 y se adoptan otras disposiciones. 41




CAPÍTULO 4

CONCEPTOS BÁSICOS

Lección 16

Conceptos básicos de dispersión atmosférica

Lección 17

Factores que afectan la dispersión de contaminantes en la atmósfera

Lección 18

Tipos de Modelos de dispersión atmosférica (Short, Long)

Lección 19

Modelos de dispersión atmosférica mas empleados

Lección 20

Posibles afectaciones por contaminación atmosférica

CAPÍTULO 5

FACTORES DE EMISIÓN (AP 42)

Lección 21

Introducción a los factores de emisión

Lección 22

Información necesaria para la aplicación de factores de emisión

Lección 23

ejemplo de aplicación de factores de emisión

Lección 24

Aspectos que pueden afectar la aplicación de factores de emisión

Lección 25

Generación de factores de emisión

CAPÍTULO 6

MODELO DE DISPERSIÓN SCREEN VIEW 42


Lección 26

Introducción al Screen View

Lección 27

Ejemplos de aplicación de Screen View

Lección 28

Ejercicios de aplicación de Screen View

Lección 29

Interpretación de los resultados de aplicación del Screen View

Lección 30

Normatividad asociada a los modelos de dispersión atmosférica

UNIDAD 2. MODELOS DE DISPERSIÓN ATMOSFÉRICA CAPÍTULO 4. CONCEPTOS BÁSICOS

Los modelos de dispersión atmosférica son herramientas informáticas que permiten obtener proyecciones de un contaminante en el ambiente. Se ingresan los datos obtenidos en el muestreo pertinente y el programa muestra los resultados requeridos. Por ende, la exactitud de la proyección dependerá de como se hallan tomado los datos y el correcto ingreso de los mismos al programa de modelación. Para hacer sus estimaciones los modelos incorporan gran cantidad de formulas matemáticas, basadas en fundamentos teóricos acerca del comportamiento de los contaminantes, y su interacción con el ambiente. Por lo que no basta con conocer el funcionamiento del modelo, sino que hay que familiarizarse con los conceptos teóricos que fundamentan las variables; para comprender, por ejemplo, el comportamiento de una pluma de emisión en una atmósfera estable o inestable. Existen gran variedad de modelos, adecuados a las diferentes condiciones del ambiente, características del contaminante y la fuente emisora, entre otras particularidades; es decir, el mismo modelo no es siempre apropiado para todos los ambientes y/o contaminantes. Un ejemplo claro de esto, es la utilización de modelos globales para calcular las emisiones de CO2, que es ridículo utilizarlos para proyectar la emisión de una industria, a escala local. Por lo tanto, la elección del modelo de dispersión adecuado requerirá de buen criterio y conocimiento de los conceptos teóricos que fundamentan los algoritmos componentes del modelo, por parte de los encargados del monitoreo ambiental. 43


Lección 16. Introducción a los modelos de dispersión atmosférica La dispersión en a atmosfera de los efluentes que proceden de respiraderos y chimeneas depende de muchos factores correlacionados: por ejemplo, la naturaleza física y química de los efluentes, las características meteorológicas del ambiente, la ubicación de la chimenea en relación con las obstrucciones al movimiento del aire y la naturaleza del terreno que se encuentra en la dirección del viento que viene de la chimenea. Se han descubierto varios métodos analíticos para relacionar la dispersión de los efluentes con un número escogido de los factores anteriormente mencionados, no obstante, ninguno los considera a todos. Los efluentes de las chimeneas pueden consistir de gases solamente o gases y partículas. Si las partículas son menores de 20 µm tienen una velocidad de sedimentación tan baja que se mueven esencialmente igual que el gas en el que están sumergidas (Wark & Warner, 1999). Los procedimientos analíticos desarrollados para la dispersión de los gases se pueden aplicar a la dispersión de las pequeñas partículas, sin embargo, las partículas grandes no se pueden tratar igual, tienen una significativa velocidad de sedimentación, que resulta en una concentración más alta a nivel del suelo del contaminante solido mas cerca de la chimenea en el caso de los gases. Para alcanzar la máxima dispersión los efluentes deberán salir de la chimenea con suficiente cantidad de movimiento y capacidad de flotación, a fin de que continúe su ascenso luego de la salida de la chimenea. Cuando el viento no tiene una velocidad suficiente las emisiones tienden a alcanzar grandes elevaciones con las consecuentes bajas concentraciones cerca del nivel del suelo. Las partículas grandes y las emisiones de gases densas caen al suelo cerca de la chimenea. Las altas velocidades del viento aumenta la acción diluyente de la atmosfera originando más bajas concentraciones a nivel del suelo, en la dirección del viento con respecto a la chimenea (Wark & Warner, 1999). La capacidad de pronosticar concentraciones ambientales de contaminantes en áreas urbanas sobre la base de la dispersión procedente de fuentes dentro de la región es esencial si se han de alcanzar y mantener las normas de la calidad del aire, a pesar de un futuro crecimiento industrial y residencial, por tanto, es necesario desarrollar modelos matemáticos para estimar la dispersión de los contaminantes desde fuentes bajas y elevadas, ya sea solas o en grupo (áreas fuente), a fin de simular el proceso atmosférico (Wark & Warner, 1999). Lección 17. Factores que afectan la dispersión de contaminantes en la atmósfera 44


La concentración de los contaminantes del aire depende de la cantidad y magnitud de las fuentes de emisión y de la eficiencia de la dispersión. Las variaciones diarias en las concentraciones se ven más afectadas por las condiciones meteorológicas que por los cambios en la magnitud de las fuentes. Bajo ciertas condiciones, ambos factores pueden desempeñar un papel importante en la concentración de contaminantes en el aire: en un clima frío y sin viento, la dispersión se reduce, debido al frio la producción de las fuentes aumenta debido al incremento en la demanda de calefacción doméstica (OMS, 2004). Un factor a tener en cuenta en cuanto a la variabilidad de los contaminantes en la atmósfera es el análisis de la variabilidad intra-anual de los parámetros meteorológicos, considerando las épocas secas o lluviosas; pues este contraste puede modificar las concentraciones. El viento es un elemento meteorológico clave en la dispersión de los contaminantes del aire para fuentes ubicadas en el nivel del suelo. La turbulencia también es importante: un espacio desigual, como el que se presenta en un conglomerado de edificios, por ejemplo, tiende a aumentar la turbulencia y la dispersión de los contaminantes (OMS, 2004). Las inversiones de temperatura son esenciales para controlar la profundidad de la capa de aire adyacente a la superficie donde se mezclan los contaminantes (i.e., la altura de mezcla). A medida que una masa de aire se eleva, se expone a presiones atmosféricas decrecientes y, por lo tanto, se expande, esto hace que la temperatura de la masa de aire disminuya (IDEAM, 2005). La tasa a la cual la temperatura disminuye con la altura se conoce como gradiente adiabático: para el aire seco, la velocidad de la disminución de la temperatura es aproximadamente 1 grado centígrado (ºC) por cada 100 metros de altura. Por consiguiente, cuando la temperatura del aire aumenta con la altura sobre el nivel del suelo, se produce una inversión de temperatura. Por la noche, con bajas velocidades de vientos y cielo despejado, el enfriamiento rápido del suelo y el aire adyacente hacen que el aire sea más frío cerca del suelo y, por lo tanto, que no se pueda elevar. El aire contaminado no se elevará en la capa donde el gradiente normal de temperatura se invierte, lo que da lugar al aumento de la concentración de los contaminantes en esa capa; algunas veces con presencia de aire contaminado cerca del suelo (OMS, 2004). Lección 18. Tipos de Modelos de dispersión atmosférica (Difusión turbulenta, Modelo Gaussiano de dispersión) A continuación se presentan dos de los tipos de modelos de dispersión atmosférica mas empleados: Modelo de difusión turbulenta El enfoque mas completo de la teoría del transporte se basa en el modelo de difusión turbulenta, que implica a su vez el concepto de “longitud de mezclado”. Esto constituye el 

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punto inicial mas simple en el desarrollo de un modelo para la dispersión en la atmosfera, la ecuación básica de este modelo es matemáticamente muy compleja, pero haciendo suposiciones de poca importancia se pueden reducir a una forma en la que se tiene en cuenta la concentración del contaminante, el tiempo y coeficientes de difusión turbulenta en la dirección de los 3 ejes de coordenadas. A pesar de reducir las variables la aplicación de estas ecuaciones matemáticas no es sencilla por lo cual, se hacen más reducciones como: emisiones de fuentes puntuales y continuas, proceso de producción estacionario, se toma la dirección predominante del viento. Esta ecuación es conocida como la ecuación de Fick. Modelo Gaussiano de dispersión Es la técnica más ampliamente usada para contaminantes no reactivos. Proporciona una excelente aproximación matemática a la dispersión de contaminantes. Está basado en la distribución Gaussiana o distribución normal de estadísticas. El modelo Gaussiano asume que el material proveniente de una fuente, continuamente es transportado en dirección del vector de velocidad de viento, estando las concentraciones más altas en el centro de la pluma y las más bajas en los extremos. En resumen, asume que la concentración de la pluma, en cada distancia vientos abajo, posee una distribución Gaussiana o normal independiente horizontal y verticalmente. La mayoría de modelos recomendados por la Agencia de protección ambiental de los Estados Unidos son Gaussianos. 

Los principios básicos de este modelo son los más utilizados para describir el movimiento de los contaminantes en el atmósfera . Supone que la contaminación se produce “vientos abajo” de acuerdo a la dirección del viento, la que es constante y continua, y que se produce a partir de una fuente puntual que emite en forma continua un flujo de contaminantes. Por otro lado, el modelo supone que el contaminante estudiado no es reactivo. La distribución de contaminantes es tal que puede ser representada por una distribución gaussiana en el eje z e y, donde la mayor concentración se produce en el eje del. Hay que notar, que los coeficientes de dispersión, en las direcciones Z e Y existe una distribución gaussiana pero su dispersión cambia. Lección 19. Modelos de dispersión atmosférica más empleados Dentro de los modelos de dispersión atmosférica mas empleados tenemos: Screen 3, Caline 3, AERMOD, algunos de estos modelos están disponibles de forma gratuita, en el siguiente enlace se pueden encontrar ciertos modelos y características Modelos de dispersión 

SCREEN 3 46


El modelo de dispersión SCREEN 3 se basa en una distribución Gussiana de contaminantes, puede ser utilizado para estimar desde una sola fuente hasta áreas fuente, permite modelar escenarios con el terreno simple o complejo, con o sin construcciones cercanas y corrientes ascendentes o descendentes, tiene la capacidad reportar resultados a distancias discretas o automáticas (EPA, 2012). 

CALINE 3

Este modelo CALINE 3 es un modelo computarizado desarrollado por el Departamento de Transporte de California. Se basa en la utilización de la ecuación de difusión Gausiana para determinar el comportamiento de la dispersión de contaminantes sobre vías y carreteras, teniendo en cuenta la dispersión de las plumas de gases en función de factores meteorológicos como lo son la velocidad del viento y la estabilidad atmosférica. Caline 3 se puede aplicar a cualquier dirección del viento, orientación de la carretera o vía, localización del receptor. El modelo tiene ajustes para hacer un promedio del tiempo y de la superficie, y puede manejar hasta 20 acoplamientos y 20 receptores. También contiene un algoritmo para la velocidad de la deposición y para predecir concentraciones de partículas. 

AERMOD

El AERMOD es un modelo de dispersión atmosférica ampliamente utilizado ampliamente para evaluar la concentración de la contaminación y la deposición de una amplia variedad de fuentes. AERMOD es un modelo de dispersión basado en la teoría de la capa límite planetaria; utiliza una entrada similar y la estructura de salida para ISCST3 y comparte muchas de las mismas características, además de ofrecer características adicionales como la incorporación de los parámetros avanzados de depósito, los efectos locales del terreno y cálculos avanzados de las turbulencias meteorológicas.

Lección 20. Posibles afectaciones por contaminación atmosférica Es probable que la exposición a la contaminación del aire sea tan antigua como la exposición humana al fuego. Se han demostrado asociaciones entre las concentraciones promedio diarias de las partículas, el O 3, el SO2, la acidez transportada por el aire, el NO 2 y el CO. Si bien las asociaciones para cada uno de estos contaminantes no fueron significativas en todos los estudios, si se toma la evidencia en su totalidad, la consistencia de los resultados es sorprendente. Más destacable que la consistencia de los resultados fue la demostración de la existencia de asociaciones en niveles de contaminación que antes se consideraban 47


muy seguros: niveles inferiores a los recomendados por las Guías para la Calidad del A ire de Europa, formuladas por la OMS en 1987 (OMS, 2004). Para las partículas y el O 3, muchos han coincidido en que los estudios no indican un efecto umbral. Esto se refleja en los cuadros que relacionan las pequeñas diferencias en las concentraciones diarias de las partículas y de O 3 con los efectos causados en la salud (OMS, 2004). Las elevaciones de las tasas diarias de diversos resultados adversos en la salud se suelen llamar efectos agudos de los contaminantes del aire . Por ejemplo, un aumento en la concentración de la contaminación puede agravar los ataques de asma. Se cree que si la contaminación no aumenta, tampoco lo harán los ataques de asma. También es probable que la exposición de largo plazo a la contaminación del aire produzca efectos crónicos en la salud. Por ejemplo, es probable que la exposición permanente a la contaminación del aire en Inglaterra entre las personas nacidas a fines del siglo XIX haya aumentado sus posibilidades de desarrollar bronquitis crónica y morir antes de lo previsto debido a su enfermedad (OMS, 2004). Los esfuerzos realizados para estimar el impacto de la contaminación del aire en la salud pública se han basado en estudios de cohorte y de series temporales. Sobre la base de uno de los estudios de cohorte, Brunekreef (1997) sostuvo que la exposición a los niveles actuales de contaminación del aire en los Países Bajos puede resultar en una reducción promedio de un año en la expectativa de vida. Los informes realizados en Estados Unidos muestran efectos ligeramente mayores: en comparación con las áreas no contaminadas de Estados Unidos, las comunidades que viven en áreas contaminadas pueden perder dos años de vida. La pérdida en la expectativa de vida puede distribuirse estadísticamente a través de la población afectada. Por ej emplo, la pérdida promedio en la expectativa de vida de los fumadores oscila entre tres y cinco años, aunque también ocurren algunas muertes debido a enfermedades relacionadas con el cigarro entre fumadores durante la cuarta década de vida (OMS, 2004).

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CAPÍTULO 5. APLICACIÓN DE FACTORES DE EMISIÓN Lección 21. Introducción a los factores de emisión El Instituto Nacional de Ecología de México (INE) de fina un factor de emisión como la relación entre la cantidad de contaminante emitido a la atmósfera y una unidad de actividad. Los factores de emisión, en general, se pueden clasificar en dos tipos: los basados en procesos y los basados en censos. Estos factores facilitan la estimación de las emisiones de varias fuentes de contaminación del aire en la mayoría de los casos, estos factores son simplemente promedios de todos los datos disponibles de calidad aceptable, y en general supone que es representante de promedios a largo plazo para todas las instalaciones en la categoría de fuente (es decir, un promedio de la población) (EPA, 1995). Por lo general, los primeros se utilizan para estimar emisiones de fuentes puntuales y a menudo se combinan con los datos de actividad recopilados en encuestas o en balances de materiales. Por otro lado, los factores de emisión basados en censos se usan generalmente para estimar emisiones de fuentes de área (INE, 2005). En muchos países se han realizado múltiples estudios para determinar las tasas de emisión promedio de diferentes procesos que son fuentes de emisiones. Puesto que con frecuencia no se requiere ni es económicamente factible hacer un muestreo en cada fuente de emisión, se usan los resultados de muestreos de «fuentes representativas» para desarrollar factores de emisión, los cuales se expresan como unidades de masa de contaminante emitido por unidad de proceso. Entre las unidades de proceso más comunes se encuentran el consumo de energía, el consumo de materia prima, las unidades de producción, el calendario de operación, o el número de dispositivos ó las características de éstos (INE, 2005). La fuente de consulta más extensa para factores de emisión con base en procesos es el documento AP-42 Compilation of Air Pollutant Emission Factors (EPA) el cual contiene los factores de emisión determinados en Estados Unidos para una gran cantidad de actividades.

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La referencia principal para factores de emisión específicos para contaminantes tóxicos del aire es el sistema de datos FIRE (EPA).

Lección 22. Información necesaria para la aplicación de factores de emisión Identificación de las fuentes de emisión Es necesario realizar una amplia descripción de las fuentes de emisión teniendo en cuenta las variables que afectan la emisión, en especial las características de las siguientes fuentes:  Construcción y demolición de edificaciones  Manejo de materiales: Apilamiento, transferencia y/o beneficio de materiales  Superficie de vías pavimentadas: Calles, autopistas y zonas de parqueo  Superficie de vías no pavimentadas: Carreteras, calles, vías y zonas de parqueo  Erosión eólica en zonas destapadas: Zonas de apilamiento de materiales y demás zonas  destapadas.  La existencia de las fuentes listadas anteriormente debe ser tenida en cuenta a una distancia de 0,8 Km en todas las direcciones con respecto a la fuente de emisión (MAVDT, 2010). 

Nivel de actividad Es una medida del tamaño o nivel real del proceso o instalación, el cual se utiliza para afectar el factor de emisión para fuentes que no están controladas. Para fuentes de emisión de procesos industriales, corresponde a la tasa de producción (por ejemplo: masa de producto por unidad de tiempo). En fuentes de área que involucran procesos continuos, o por lotes o cochadas (tipo batch), es la cantidad de material transferido. Para otras actividades puede ser el área superficial que se puede alterar por fuerzas mecánicas o por el viento. Si la fuente de emisión cuenta con un sistema de control, el factor de emisión debe afectarse por el término que refleja la fracción de control (MAVDT, 2010). 

Estimación final Se debe realizar una descripción y justificación del factor de emisión seleccionado y utilizado, la fuente, y los estándares de emisión que le aplican a la actividad. Para el caso del cálculo de emisiones por combustión se debe tener en cuenta lo establecido por la US EPA, mientras el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial adopta el Manual de Inventarios de Fuentes Puntuales del Protocolo Nacional de Inventarios de Emisiones (MAVDT, 2010). 

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Lección 23. Ejemplo de aplicación de factores de emisión La fórmula general de los factores de emisión es: E = A x FE x (1-ER/100) Donde: E = Emisión A = Rata de producción, consumo, cantidad de producto EF = Factor de emisión ER = % de eficiencia de reducción total de la emisión, eficiencia del sistema de control Ejemplo 1: Calcular las emisiones anuales de CO 2 de una caldera sin control de emisiones en una caldera que utiliza gas natural. El consumo anual de gas natural es de 50 millones de metros cúbicos. (AP-42, Tabla 1.4-2). Factor de Emisión de CO2 = (120000 lb/10 6 scf) = 1920000 kg/10 6 m3 Consumo = 50 106m3/año Emisión CO2 = FECO2 x Consumo Emisión CO2 = 1920000 x 50 = 96,000,000 kg/año Emisión CO2 = 263013,7 Kg/día = 10958, 9 Kg hora. Debido a las altas emisiones calculadas se decide instalar un dispositivo de control de emisiones el cual tiene un 75% de efectividad. ECO2 = 50 106m3/año x 1920000 kg/10 6 m3 x (1-75%/100) ECO2 = 240000 kg/año ECO2 = 657,5 kg/dia = 27, 4 kg/hora En la siguiente figura se muestra el factor de emisión empleado junto con sus características y conversiones de unidades.

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Para saber más acerca de los factores de emisión consulte: Factores de Emisión: AP-42

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Lección 24. Aspectos que pueden afectar la aplicación de factores de emisión Materias primas e insumos Se deben analizar los datos relacionados con las variaciones en las cantidades y la composición de las materias primas e insumos utilizados en el proceso, puesto que dichas variaciones alteran tanto la concentración como la composición específica de las emisiones. Adicionalmente, las materias primas e insumos pueden variar en el mismo proceso unitario. Por ejemplo, la generación de dióxido de azufre en planta productoras de ladrillos depende del contenido de azufre que tengan algunas materias crudas; las investigaciones muestran que en algunas zonas el contenido de azufre en la tierra es inconsistente y varia, con lo cual también se presenta variación de contaminantes en las emisiones. Por lo anterior, es necesario que se conozca la caracterización de las diferentes materias primas e insumos utilizados en el proceso al cual se le determinará la emisión de contaminantes aplicando factores de emisión, con el fin de conocer las posibles razones de desviación de las condiciones normales de operación y por ende de sus emisiones (MAVDT, 2010). 

Proceso de Producción Las condiciones bajo las cuales opera la fuente fija tienen un efecto significativo en el nivel de concentración de las emisiones contaminantes. Por ejemplo, una emisión no controlada de material particulado a través de torres de lechos fluidizados es más alta que aquella proveniente de lechos no fluidizados. Además, algunos procesos de producción que tienen actividades continuas pueden envolver diferentes pasos, que deben ser contemplados en la aplicación de factores de emisión (MAVDT, 2010). 

Parámetros de producción La fabricación de productos puede involucrar parámetros de operación como temperatura, presión, tiempo de residencia, entre otros. Cada uno de los cuales puede afectar la concentración de la emisión. Por ejemplo, variaciones en los caudales de emisión en un horno de fundición de vidrio son atribuidos en parte a la variación de las temperaturas de operación (MAVDT, 2010). 

Condiciones de los equipos generadores de emisiones atmosféricas Algunos equipos generadores de emisiones atmosféricas podrían no estar en las condiciones adecuadas de operación, lo cual dependerá entre otras consideraciones de la antigüedad de los equipos y de las frecuencias de mantenimiento tanto preventivas como correctivas (MAVDT, 2010). 

Lección 25. Generación de factores de emisión 53


El primer paso para realizar una evaluación por factores de emisión involucra el análisis de la información de las fuentes y recolección de datos del proceso. Estas acciones requieren que la actividad suministre la información necesaria para realizar el análisis. Dicha información dependerá del factor de emisión seleccionado y puede hacer referencia al consumo de combustible, la masa o volumen de compuestos contenidos en el combustible o el poder calorífico del mismo, entre otros. Posteriormente, se debe verificar tanto la calidad y suficiencia de los datos recolectados para la determinación del cumplimiento de la normatividad vigente, como el procedimiento aplicado para el cálculo de los valores y la generación de los factores de emisión (MAVDT, 2010). Recolección de datos y cálculo de la incertidumbre El proceso de recolección de datos debe proporcionar la información suficiente para calcular los factores de emisión y la incertidumbre asociada a estos, se debe contar además con una exacta caracterización de la fuente (dispositivos de control, capacidad del equipo y fabricante del mismo). 

La incertidumbre en los datos obtenidos de una fuente se da como resultado de la inexactitud de la instrumentación y errores en los procedimientos de las pruebas, mientras que la incertidumbre en la información de los procesos es causada por la inexactitud e imprecisión de la cuantificación de las variables del proceso (MAVDT, 2010). A continuación se presenta una lista de los datos e información necesaria para caracterizar la fuente y el proceso para la elaboración y desarrollo de factores de emisión:            

Descripción y nombre del proceso Capacidad nominal de los equipos del proceso Tipo y consumo de combustible Materias primas utilizadas en el proceso Capacidad instalada de operación de la planta Capacidad de operación de la planta al momento de la evaluación Dispositivos de control y sus correspondientes parámetros de operación Vida útil de los dispositivos de control Frecuencia con la cual se realiza el mantenimiento preventivo de los equipos y los correspondientes sistemas de control Descripción del último mantenimiento realizado a los equipos y a los correspondientes sistemas de control (en caso de tenerlos) 54


   

Cambios que se hayan presentado en el proceso o en los sistemas de control durante la evaluación Contaminantes monitoreados y descripción de los métodos utilizados durante la evaluación Deficiencias y/o desviaciones en el procedimiento de evaluación Número y duración de las corridas de la evaluación (MAVDT, 2010).

CAPÍTULO 6. MODELO DE DISPERSIÓN SCREEN VIEW 3 55


Lección 26. Introducción al Screen View 3 Screen View es una interfaz de uso fácil para el modelo de EE.UU. de dispersión de la EPA, y SCREEN3, contiene muchas características para hacer de su experiencia como modelo lo más fácil posible. Screen View es una aplicación de Microsoft Windows basado en la aplicación y se ejecuta en Windows Vista ™, Windows 2000, y Windows XP y Windows 7; contiene todas las opciones disponibles del modelo de la EPA de EE.UU., además de lo siguiente:   

    

   

Entorno de modelado integrado: la entrada de datos intuitiva, la ejecución del modelo, y con todas las funciones de post-procesamiento (XY trazado). Para cada fuente, se ingresan los datos en dos ventanas, por lo que es fácil tener una visión completa de toda la información. Permite puede cambiar fácilmente entre unidades métricas e Inglés, en cualquier momento, haciendo clic en el botón de la unidad situado al lado de cada campo de entrada. Comprobación de rangos válidos para todos los campos de entrada, que le ahorrará tiempo al evitar entradas erróneas. Antes de ejecutar el proyecto, Creen View muestra un informe de todas las opciones seleccionadas, junto con una lista de cualquier información faltante El archivo de salida en formato de texto puede ser visualizado e impreso después de completar una exitosa ejecución. Los resultados del modelo se pueden mostrar en formato gráfico. La opción de ayuda le ofrece una explicación clara para cada opción o secciones de comandos e incorpora muchas de las guías de la EPA documentación más utilizada para ayudar a comprender mejor el proceso de modelado. Estimación de la máxima concentración a nivel del suelo. Estimar las concentraciones en la zona de recirculación de la cavidad. Estimar las concentraciones debido a la inversión ruptura. Incorporar los efectos de terreno simple y elevado en las concentraciones máximas.

Para conocer más y acceder al modelo Screen View de forma gratuita diríjase a la página: http://www.weblakes.com

Lección 27. Ejemplo de aplicación de Screen View

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A continuación se presenta un ejercicio de aplicación del modelo Screen View paso a paso y posteriormente se presentarán los resultados y su interpretación. Después de instalar el Screen View se tiene:

Figura 10. Pantalla inicial Screen View (Lakes Environmental, 2012)

En el menú principal se tiene y para el ejemplo se tiene: (puntual)  Tipo de fuente  Coeficiente de dispersión (rural)  Altura del receptor (1,5 m) (10 g/s)  Rata de emisión  Altura de la fuente (15 m)  Diámetro fuente (0,4 m) (25 m/s)  Velocidad de salida  Temperatura de salida de los gases (325 K)  Temperatura ambiente (298 k) Para cambiar las unidades se hace clic sobre la casilla que muestras las unidades, la forma de continuar con la ejecución del modelo es dar clic en “NEXT”.

57


Figura 11. Menú inicial Screen View (Lakes Environmental, 2012)

Dependiendo del tipo de fuente las opciones de rata de emisión y fuente cambian. En el segundo menú se deben establecer:  Meteorología  Opciones de terreno  Terreno simple  Distancias automáticas  Distancia discreta

(full meteorología) (terreno simple) (terreno plano) (mínima 1 m - máxima 1000 m) (235 m)

58


Figura 12. Opciones de modelación en Screen View (Lakes Environmental, 2012)

Al terminar de establecer todas las opciones deseadas, se debe obtener un resultado similar:

Figura 13. Menú final Screen View (Lakes Environmental, 2012)

Lo que se debe tener en cuenta es la nota final en rojo: 59


Su proyecto esta COMPLETO, ahora puede lo correr ¡¡¡ Los resultados son: 

Grafico

Figura 14. Resultado gráfico Screen View (Lakes Environmental, 2012)



Archivo de texto de salida

*** SCREEN3 MODEL RUN *** *** VERSION DATED 96043 *** D:\modelos\ejemplo.scr SIMPLE TERRAIN INPUTS: SOURCE TYPE = POINT EMISSION RATE (G/S) = 10.0000 STACK HEIGHT (M) = 15.0000 STK INSIDE DIAM (M) = 0.4000 STK EXIT VELOCITY (M/S)= 25.0000 STK GAS EXIT TEMP (K) = 325.0000 AMBIENT AIR TEMP (K) = 298.0000 RECEPTOR HEIGHT (M) = 1.5000 URBAN/RURAL OPTION = URBAN BUILDING HEIGHT (M) = 0.0000 MIN HORIZ BLDG DIM (M) = 0.0000 MAX HORIZ BLDG DIM (M) = 0.0000 THE REGULATORY (DEFAULT) MIXING HEIGHT OPTION WAS SELECTED. THE REGULATORY (DEFAULT) ANEMOMETER HEIGHT OF 10.0 METERS WAS ENTERED.

BUOY. FLUX = 0.815 M**4/S**3; MOM. FLUX = 22.923 M**4/S**2. *** FULL METEOROLOGY *** ********************************** *** SCREEN AUTOMATED DISTANCES *** **********************************

60


*** TERRAIN HEIGHT OF 0. M ABOVE STACK BASE USED FOR FOLLOWING DISTANCES *** DIST CONC U10M USTK MIX HT PLUME (M) (UG/M**3) STAB (M/S) (M/S) (M) ------- ---------- ---- ----- ----- ------ ------ ------ ------ ----1. 0.000 1 1.0 1.1 320.0 100. 1211. 3 2.0 2.2 640.0 200. 1087. 4 1.5 1.7 480.0 300. 899.8 4 1.0 1.1 320.0 400. 944.6 6 1.0 1.1 10000.0 500. 872.1 6 1.0 1.1 10000.0 600. 768.0 6 1.0 1.1 10000.0 700. 669.0 6 1.0 1.1 10000.0 800. 583.8 6 1.0 1.1 10000.0 900. 512.9 6 1.0 1.1 10000.0 1000. 454.2 6 1.0 1.1 10000.0 MAXIMUM 1-HR CONCENTRATION AT OR BEYOND 100. 1211. 3 2.0 2.2

SIGMA HT (M) 43.23 28.83 33.07 42.11 37.25 37.25 37.25 37.25 37.25 37.25 37.25

1. M: 640.0

28.83

SIGMA Y (M)

Z (M)

DWASH

2.18 21.93 31.22 46.01 41.34 50.61 59.61 68.36 76.86 85.13 93.18

2.17 20.39 27.68 40.97 26.08 30.90 35.40 39.63 43.61 47.40 50.99

NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO NO

21.93 20.39

NO

DWASH= MEANS NO CALC MADE (CONC = 0.0) DWASH=NO MEANS NO BUILDING DOWNWASH USED DWASH=HS MEANS HUBER-SNYDER DOWNWASH USED DWASH=SS MEANS SCHULMAN-SCIRE DOWNWASH USED DWASH=NA MEANS DOWNWASH NOT APPLICABLE, X<3*LB ********************************* *** SCREEN DISCRETE DISTANCES *** ********************************* *** TERRAIN HEIGHT OF 0. M ABOVE STACK BASE USED FOR FOLLOWING DISTANCES *** DIST CONC U10M USTK MIX HT PLUME SIGMA SIGMA (M) (UG/M**3) STAB (M/S) (M/S) (M) HT (M) Y (M) Z (M) DWASH ------- ---------- ---- ----- ----- ------ ------ ------ ------ ----235. 1045. 4 1.0 1.1 320.0 42.11 36.77 32.73 NO DWASH= MEANS NO CALC MADE (CONC = 0.0) DWASH=NO MEANS NO BUILDING DOWNWASH USED DWASH=HS MEANS HUBER-SNYDER DOWNWASH USED DWASH=SS MEANS SCHULMAN-SCIRE DOWNWASH USED DWASH=NA MEANS DOWNWASH NOT APPLICABLE, X<3*LB *************************************** *** SUMMARY OF SCREEN MODEL RESULTS *** *************************************** CALCULATION MAX CONC DIST TO TERRAIN PROCEDURE (UG/M**3) MAX (M) HT (M) -------------- ----------- ------- ------SIMPLE TERRAIN 1211. 100. 0. *************************************************** ** REMEMBER TO INCLUDE BACKGROUND CONCENTRATIONS ** ***************************************************

61


Lección 28. Ejercicios de aplicación de Screen View 3 

Ejercicio 1

1. Para explorar las demás opciones que trae el Screen View se plantean los siguientes ejercicios:  Tipo de fuente (área)  Coeficiente de dispersión (urbano) (1 m)  Altura del receptor (10 g/s/m2)  Rata de emisión  Altura emisor (20 m)  Lado mayor del rectángulo (200 m) (50 m)  Lado menor del rectángulo (87°)  Dirección del viento 2. En el segundo menú establezca:  Meteorología (full meteorología) (terreno simple)  Opciones de terreno (terreno plano)  Terreno simple  Distancias automáticas (mínima 1 m - máxima 1000 m) Genere la gráfica y el reporte escrito. 3. Para los mismo datos de inicio establezca:  Meteorología  Opciones de terreno  Terreno simple  Distancias automáticas Genere la gráfica y el reporte escrito.

(Estabilidad simple) (A-muy inestable) (terreno simple) (terreno plano) (mínima 1 m - máxima 1000 m)

4. Para los mismo datos de inicio establezca:  Meteorología

(Estabilidad simple y dirección de viento) (A- muy inestable) (velocidad 2m/s) (terreno simple)  Opciones de terreno  Terreno simple (terreno plano) (mínima 1 m - máxima 1000 m)  Distancias automáticas Genere la gráfica y el reporte escrito. 5. Compare las 3 graficas obtenidas y los 3 repostes escritos obtenidos, discuta las diferencias y plantee sus conclusiones. 

Ejercicio 2.

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Con los siguientes datos de entrada encuentre la concentración de partículas a 213 metros de la fuente: (área)  Tipo de fuente (urbano)  Coeficiente de dispersión  Altura del receptor (1,5 m)  Rata de emisión (25 g/s/m2) (0,3 m)  Diámetro de fuente (20 m)  Altura fuente  Flujo de salida (12 m3/s)  Temperatura salida (320 K) (295 K)  Temperatura ambiente 6. En el segundo menú establezca:  Meteorología  Opciones de terreno

(full meteorología) (terreno simple)

Lección 29. Interpretación de los resultados de aplicación del Screen View Tomando el reporte escrito de los resultados del ejemplo realizado en la lección 27 se tiene: *** TERRAIN HEIGHT OF 0. M ABOVE STACK BASE USED FOR FOLLOWING DISTANCES *** DIST CONC (M) (UG/M**3) 1. 0.000 100. 1211. 200. 1087. 300. 899.8 400. 944.6 500. 872.1 600. 768.0 700. 669.0 800. 583.8 900. 512.9 1000. 454.2

100. 1211.

U10M USTK MIX HT PLUME SIGMA SIGMA STAB (M/S) (M/S) (M) HT (M) Y (M) Z (M) DWASH ------- ---------- ---- ----- ----- ------ ------ ------ ------ ----1 1.0 1.1 320.0 43.23 2.18 2.17 NO 3 2.0 2.2 640.0 28.83 21.93 20.39 NO 4 1.5 1.7 480.0 33.07 31.22 27.68 NO 4 1.0 1.1 320.0 42.11 46.01 40.97 NO 6 1.0 1.1 10000.0 37.25 41.34 26.08 NO 6 1.0 1.1 10000.0 37.25 50.61 30.90 NO 6 1.0 1.1 10000.0 37.25 59.61 35.40 NO 6 1.0 1.1 10000.0 37.25 68.36 39.63 NO 6 1.0 1.1 10000.0 37.25 76.86 43.61 NO 6 1.0 1.1 10000.0 37.25 85.13 47.40 NO 6 1.0 1.1 10000.0 37.25 93.18 50.99 NO MAXIMUM 1-HR CONCENTRATION AT OR BEYOND 3 2.0 2.2 640.0 28.83

1. M: 21.93 20.39

NO

Al observar la tabla de resultados se tiene en la primera columna las distancias establecidas, y en la siguiente columna las concentraciones calculadas, las demás columnas corresponden a cálculos realizados por el modelo, entre estos se tienen: Estabilidad atmosférica calculada, alturas y alcances de pluma. Al final del reporte se puede ver la máxima concentración calculada en una hora, para esta caso 1211 µg/m3 a 100 metros. 63


Tomando el resultado gráfico del ejemplo realizado en la lección 27 se tiene:

Figura 15. Resultado gráfico Screen View (Lakes Environmental, 2012)

El eje X representa las distancias establecidas (de 100 m a 1000 m), el eje Y representa la concentración de partículas (µg/m 3). La línea roja representa la concentración de partículas en la distancia determinada. Según la gráfica generada se puede observa que la mayor concentración de partículas se presenta a los 100 metros de la fuente (1200 µg/m 3 aproximadamente), en la gráfica también se puede observar que a los 1000 metros se presenta una concentración de 450 µg/m3 aproximadamente. De igual manera se evidencian picos y valles, a los 300 metros de la fuente se presenta una concentración de 900 µg/m 3 aproximadamente, pero a los 400 metros se presenta un pico de 950 µg/m 3, esto puede ser producto de las condiciones meteorológicas establecidas en el modelo. Lección 30. Listado de otros modelos atmosféricos promulgados por la EPA A continuación se presentan otros modelos de dispersión promulgados por la EPA: BLP BLP es un modelo de pluma de dispersión de Gauss diseñado para manejar problemas específicos de modelado asociados con las plantas de reducción de aluminio, y otras fuentes industriales en elevación de la pluma y los efectos de la corriente descendente de fuentes fijas de línea son importantes. 

64


CAL3QHC/CAL3QHCR CAL3QHC es un modelo basado en CALINE3 con los cálculos de los puntos calientes y con un modelo de tráfico para el cálculo de los retrasos y las colas que se producen en las intersecciones semaforizadas; CAL3QHCR es una versión más refinada basada en CAL3QHC que requiere datos meteorológicos locales. 

CTDMPLUS Modelo de dispersión para terreno complejo, Además contiene algoritmos para situaciones inestables (CTDMPLUS) es un modelo gaussiano para su uso en todas las condiciones de estabilidad en terrenos accidentados. El modelo contiene, en su totalidad, la tecnología de CTDM de condiciones estables y neutras. 

OCD Versión del modelo de dispersión en alta mar y las zonas costeras 5 (TOC) es una línea recta modelo Gaussiano desarrollado para determinar el impacto de las emisiones en alta mar a partir de fuentes puntuales, de área o línea de la calidad del aire de las regiones costeras. TOC incorpora el transporte sobre el agua y la dispersión de la pluma, así como los cambios que se producen cuando la pluma cruce la línea de costa. Por hora se necesitan datos meteorológicos de lugares tanto en alta mar y en tierra. 

Para conocer más acerca de estos modelos de dispersión consulte el siguiente enlace: Otros modelos

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UNIDAD 3 Nombre de la Unidad CAPÍTULO 7 Lección 31

LINEAMIENTOS PARA LA FORMULACIÓN DE LA POLÍTICA DE PREVENCIÓN Y CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE. Lineamientos para la formulación de la política de prevención y control de la contaminación del aire. Antecedentes de la política de prevención y control de la contaminación del aire

Lección 32

Instituciones y regulación ambiental

Lección 33

Fortalecimiento de las instituciones y organizaciones

Lección 34

Lineamientos de la política de prevención y control de la contaminación del aire

Lección 35

Subsistema de Información sobre Calidad del Aire - SISAIRE

CAPÍTULO 8

PROTOCOLO PARA EL CONTROL Y VIGILANCIA DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA GENERADA POR FUENTES FIJAS

Lección 36

Introducción al protocolo

Lección 37

Estudios de emisiones atmosféricas

Lección 38

Monitoreo de emisiones atmosféricas

Lección 39

Sistemas para el control de emisiones atmosféricas

Lección 40

Comparación normativa en fuentes fijas

CAPÍTULO 9 Lección 41

MANUALES DE DISEÑO Y OPERACIÓN DE SISTEMAS DE VIGILANCIA DE LA CALIDAD DEL AIRE Etapas generales para el diseño de un sistema de vigilancia de la calidad del aire

Lección 42

Tipos de sistemas de vigilancia de calidad del aire

Lección 43

Tipos de sistemas de vigilancia de calidad del aire según su tecnología

Lección 44

Programa de control y aseguramiento de la calidad

Lección 45

Comparación normativa en calidad del aire, índice de calidad del aire

CAPÍTULO 7. ANTECEDENTES DE LA POLÍTICA DE PREVENCIÓN Y CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE 66


En la actualidad todos los Lineamientos para la Formulación de la Política de Prevención y Control de la Contaminación del Aire están establecidos por el documento del Consejo Nacional de Política Económica y Social (CONPES) 3344 de 14 de marzo de 2005, documento elaborado por el Departamento Nacional de Planeación, el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, el Ministerio de Minas y Energía, el Ministerio de Transporte, el Ministerio de Protección Social y el IDEAM. Este documento presenta a consideración del Consejo Nacional de Política Económica y Social, CONPES, los lineamientos para la formulación de políticas y estrategias intersectoriales para la prevención y el control de la contaminación del aire en las ciudades y zonas industriales de Colombia. El CONPES 3344 se encuentra disponible en el enlace: CONPES 3344. Por otra parte el 24 de noviembre de 2008 se presentó el documento CONPES 3550 el cual contiene los Lineamientos para la formulación de la política integral de salud ambiental con énfasis en los componentes de calidad de aire, calidad de agua y seguridad química. El documento presenta un diagnóstico, marco conceptual, objetivos, lineamientos, organización institucional y un plan de acción que tienen como propósito fortalecer la gestión integral para la prevención, manejo y control de diferentes factores ambientales que tienen el potencial de originar efectos adversos en la salud humana, enfatizando especialmente en los componentes de calidad del aire en exteriores e interiores, calidad de agua y seguridad química. El CONPES 3550 se encuentra disponible en el enlace: CONPES 3550 Lección 31. Instituciones y regulación ambiental De acuerdo con la Ley 99 de 1993, compete al MAVDT promulgar, con base en información técnica provista por el IDEAM, las regulaciones nacionales para el control de la contaminación del aire. A las Corporaciones Autónomas Regionales, CAR y autoridades ambientales de los centros urbanos les compete ejercer el control policivo de las fuentes de contaminación, exigir el cumplimiento de las regulaciones y efectuar el monitoreo de la calidad del aire. Esas autoridades pueden adoptar las regulaciones nacionales o hacerlas más estrictas, de acuerdo con las realidades ambientales, demográficas, económicas y tecnológicas de las distintas regiones. 67


El arreglo institucional vigente resulta adecuado para el desarrollo de una gestión descentralizada de prevención y control de la contaminación del aire, a la luz de las regulaciones y lineamientos de política que defina el Gobierno Nacional. Sin embargo, dado que existen enormes diferencias entre las autoridades ambientales locales en cuanto a su capacidad institucional, el fortalecimiento de las más débiles sería condición necesaria para poder implementar con éxito políticas de calidad del aire a nivel local. De otra parte, la gestión en salud pública es función esencial del Estado y para tal fin la Nación y las entidades territoriales de salud deben concurrir en su ejecución. La Ley 715 de 2001 establece la orientación, regulación, supervisión y control del Sistema General de Seguridad Social en Salud y las acciones para la prevención de los riesgos de ambientales que afectan la salud. Por lo anterior, las autoridades de salud y las ambientales deben concurrir para la prevención de los problemas de salud causados por el deterioro ambiental (CONPES, 2005). Lección 32. Instituciones y regulación ambiental A continuación se describen las principales acciones de las autoridades ambientales en materia de políticas, regulaciones, control y monitoreo de la calidad del aire en Colombia. Coordinación La gestión de la calidad de aire es transversal a diferentes sectores y no depende de manera exclusiva de las autoridades ambientales. Es por ello que el éxito de las medidas que en esta materia sean emprendidas dependerá en gran manera de una coordinación sectorial efectiva. Las decisiones de mayor impacto en materia de calidad del aire dependen de los sectores de energía y transporte. 

El desarrollo urbano, agrícola, industrial y minero, también se relaciona con los problemas de contaminación del aire. Sin embargo, es el sector salud quien en últimas asume los costos. A la fecha, las autoridades ambientales han desarrollado una serie de instrumentos normativos y de política general. Sin embargo, estos se han construido de manera aislada sin obedecer a lineamientos de política explícitos y concertados entre las entidades del orden ambiental y sectorial, tanto en el ámbito local como nacional. A su vez, los sectores han diseñado políticas y regulaciones y acometido acciones que no incluyen consideraciones ambientales. La Ley 99 de 1993 creó el Consejo Nacional Ambiental y el Consejo Técnico Asesor de Política y Normatividad Ambiental como órganos asesores del MAVDT en materia de política ambiental. El Consejo Nacional Ambiental, compuesto por diversos y numerosos actores, no ha sido un mecanismo efectivo para asegurar la coordinación intersectorial, a la hora de 68


implementar políticas. Esto, en parte, porque la discusión y aprobación de las políticas sectoriales de iniciativa de otros Ministerios con impacto en la gestión de calidad de aire, no son de la competencia de este Consejo. Si bien el Consejo Técnico Asesor de Política y Normatividad Ambiental tiene como función asesorar al MAVDT en la formulación de propuestas de política y regulación ambiental, no tiene la composición necesaria para asegurar el diseño, evaluación, ajuste e implementación coordinada de políticas y estrategias para la prevención y el control de la contaminación del aire. Teniendo presente las anteriores consideraciones, y dada la naturaleza intersectorial de los asuntos relativos al control de la contaminación del aire, se considera necesario contar con una instancia que no solo asesore al MAVDT, y que sobre todo asegure la coordinación, el compromiso y la contribución activa y efectiva de los distintos sectores al diseño e implementación de políticas, estrategias y programas dirigidos a la prevención y control de la contaminación del aire. Con el fin de unificar los criterios e instrumentos para la planificación ambiental regional, el MAVDT expidió el Decreto 1200 de 2004. Esta norma se fundamenta en los principios de armonía regional, gradación normativa y rigor subsidiario y respeta la dinámica y los procesos de desarrollo regional y su integralidad. Para el desarrollo de la Planificación Ambiental Regional en el largo, mediano y corto plazo, las CAR contarán con los siguientes instrumentos: El Plan de Gestión Ambiental Regional (PGAR), el Plan de Acción Trienal (PAT) y el Presupuesto anual de rentas y gastos. Vale la pena sin embargo anotar que estos instrumentos de planificación ambiental tienen relaciones débiles con las políticas sectoriales con implicaciones sobre calidad del aire (CONPES, 2005). Evaluación Las instituciones nacionales y regionales del Sistema Nacional Ambiental han emprendido algunas acciones en materia de control de la contaminación del aire. Sin embargo, con frecuencia, estas no han sido objeto de evaluaciones ex-ante, durante su implementación, ni ex-post . Esto se debe, en buena medida, a las debilidades técnicas e institucionales de algunas de esas instituciones; en particular en lo relativo a su capacidad para recolectar, administrar y analizar la información ambiental, económica y de salud requerida para este tipo de evaluaciones. En consecuencia, no se tiene información suficiente y confiable que permita evaluar la eficiencia, eficacia y equidad social de las acciones ya emprendidas y de las que se podrían emprender en materia de prevención y control de la contaminación atmosférica (CONPES, 2005). 



Regulación Ambiental 69


Aunque la normatividad actual para el control de la contaminación del aire no es completa, en todo caso el MAVDT ha venido ajustado y desarrollando algunas normas. Este es el caso de las normas en materia de emisiones provenientes de incineradores y hornos crematorios. La regulación ambiental nacional más aplicada a escala local es el Decreto 02 de 1982 sobre estándares de calidad ambiental. Sin embargo, las nuevas realidades ambientales, demográficas, económicas y tecnológicas del país y de sus regiones y la mayor disponibilidad de información sobre las relaciones entre salud y calidad del aire ameritan una revisión y actualización de estas normas. La regulación actual nacional, por ejemplo, no involucra contaminantes como PM 10 y PM2,5 de alto impacto sobre la salud. El Decreto 948 de 1995 ha sido de difícil implementación a nivel local: Esto por la carencia de una serie de regulaciones complementarias que son necesarias y por la poca claridad que se tiene sobre el papel de los distintos instrumentos de gestión creados por esa norma. En el ámbito local la actividad regulatoria ha sido también escasa. Esto con excepción de la ciudad de Bogotá donde su autoridad ambiental (DAMA) ha aprobado estándares de emisión para fuentes fijas y móviles y estándares de calidad del aire más estrictos que los nacionales (CONPES, 2005). Control Ambiental Compete a las autoridades ambientales del orden regional y urbano, de conformidad con la ley 99 de 1993, ejercer la función de máxima autoridad ambiental en el área de su jurisdicción, de acuerdo con las normas de carácter superior y conforme a los criterios y directrices trazadas por el MAVDT. Como tal, deben efectuar la evaluación, control y seguimiento ambiental de los usos del agua, el suelo, el aire y los demás recursos renovables. 

En ciudades como Bogotá y Medellín las autoridades ambientales exigen la obtención periódica de un Certificado de Emisiones a los vehículos. Estos certificados son requeridos por las autoridades de policía y tránsito. En el caso del control a fuentes fijas, las autoridades ambientales locales exigen, dependiendo de la naturaleza del proyecto, la obtención de permisos licencias o autorizaciones y realizan el respectivo seguimiento ambiental a los proyectos, obras o actividades. Además, algunos sectores industriales están obligados a auto-declarar anualmente sus emisiones. A pesar de sus altos costos, los beneficios ambientales y económicos de estas actividades de control ambiental sobre fuentes fijas y móviles son ampliamente desconocidos. 70


Adicionalmente, existen grandes diferencias en cuanto a la capacidad de control de las distintas autoridades ambientales. El MAVDT definió a través de la Resolución 0643 de 2004 los indicadores mínimos de referencia para la evaluación de los impactos y la gestión de las CAR. Esto permitirá la evaluación agregada de la política ambiental nacional. Para el caso específico de la contaminación del aire y con el propósito de reducir los efectos en salud asociados con los problemas ambientales, se establecieron los siguientes indicadores de gestión: i). carga contaminante reducida por proyectos de control implementados; ii). Número de permisos de emisión otorgados y; iii). Número de permisos de emisión con seguimiento. La implementación de dichos indicadores es competencia de las corporaciones, quienes deberán obtener la información de manera oportuna y con calidad. La citada resolución establece los indicadores ambientales orientados a monitorear los cambios en la cantidad y calidad de los recursos naturales renovables y el medio ambiente, y la presión que se ejerce sobre ellos como resultado de su uso y aprovechamiento. La implementación de los indicadores ambientales a escala nacional es competencia del IDEAM y de los institutos de investigación ambiental vinculados. En el nivel regional la competencia es de las Corporaciones. El MAVDT en coordinación con el IDEAM y los institutos de investigación, elaboró las hojas metodológicas de los indicadores de la mencionada resolución, para normalizar la generación, administración, resguardo, flujo, intercambio y publicación de la información ambiental en el país. La capacidad de las CAR y de las autoridades ambientales de los centros urbanos para implementar estrategias para el control de la contaminación del aire no ha sido evaluada. Sin embargo, en una reciente evaluación general del desempeño de las CAR45 se encontró que existen amplias diferencias entre ellas en cuanto a su capacidad para ejercer sus funciones de control ambiental. Se encontró también que, a pesar de lo anterior, en general, esas entidades ejercen de manera débil esas funciones de control. Esto, principalmente, por causa de falta de voluntad política, falta de apoyo de las fuerzas de policía, captura de su autonomía por parte de grupos de interés, baja capacidad técnica y de sus recursos humanos, deficiencias de información, regulaciones inadecuadas y excesiva confianza en los acuerdos voluntarios (convenios de producción limpia) (CONPES, 2005). Lección 33. Fortalecimiento de las instituciones y organizaciones

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Las políticas y estrategias para prevenir y controlar la contaminación del aire en el ámbito nacional y en las distintas ciudades y zonas industriales del país, deberán reconocer las fortalezas y debilidades de las instituciones públicas y privadas involucradas. En particular, las de las autoridades ambientales, de salud y del sector transporte; y las de las organizaciones de pequeños industriales y transportadores. Los sectores de ambiente y salud unirán esfuerzos, en el marco de sus competencias, para reducir los impactos de la contaminación del aire en la salud pública (CONPES, 2005). En todos los casos, esas políticas y estrategias incluirán las acciones necesarias para asegurar que las instituciones y organizaciones sean capaces de acometer las responsabilidades que se les asignen. Se priorizará el fortalecimiento de la capacidad de las autoridades ambientales en el seguimiento y monitoreo de la calidad del aire y en la interpretación y utilización de la información colectada. Se buscará la formación de especialistas dirigidos a la prevención y el control de la contaminación del aire (CONPES, 2005). Lección 34. Lineamientos de la política de prevención y control de la contaminación del aire El fin último de las políticas y estrategias de prevención y control de la contaminación del aire debe ser el mejoramiento del bienestar social. Para formular esas políticas y estrategias el país necesita de unos lineamientos generales y un plan de acción. A continuación se presentan los lineamientos que deberán ser tenidos en cuenta para la definición de las políticas y estrategias nacionales y locales de prevención y control de la contaminación causada por fuentes fijas y móviles (CONPES, 2005). COORDINACIÓN El diseño, seguimiento, evaluación económica y ajuste de políticas y estrategias nacionales y locales efectivas para prevenir y controlar la contaminación del aire, requiere del esfuerzo coordinado y del decidido compromiso de distintos sectores de la economía. En ausencia de ambiciosos mecanismos de coordinación, las acciones emprendidas continuarán siendo aisladas y su costo, eficacia, eficiencia y equidad continuarán siendo inciertos. Una condición necesaria para la exitosa implementación de políticas y estrategias nacionales y locales debe ser su naturaleza intersectorial (CONPES, 2005). 

INFORMACIÓN PARA LAS DECISIONES El diseño, seguimiento, evaluación económica y ajuste de las políticas y estrategias nacionales y locales de prevención y control de la contaminación del aire deberá basarse en información cuantitativa sobre sus costos y beneficios sociales. Para ello, se requiere contar con redes de monitoreo de calidad del aire, laboratorios, inventarios de emisiones, modelos 

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de dispersión y de calidad del aire, adecuados a las realidades ambientales, económicas e institucionales de cada localidad. Resulta necesario fortalecer los procesos de recolección y análisis de la información sobre salud pública y avanzar en el conocimiento de las relaciones entre las emisiones contaminantes, la calidad del aire y la salud (CONPES, 2005). ARMONÍA REGIONAL Las intervenciones de las autoridades ambientales de los distintos niveles territoriales en materia de control de la calidad del aire se ejercerán de manera armónica. Sin embargo, las estrategias locales deberán reconocer las particulares condiciones climáticas, demográficas, económicas, posibilidades energéticas, institucionales y tecnológicas de cada ciudad o área industrial. La información local ambiental, sanitaria, institucional y económica que se colecte, será la base para formular y desarrollar políticas, estrategias y regulaciones nacionales a las cuales estará sujeto el accionar de las entidades ambientales con jurisdicción territorial (CONPES, 2005). 

COMPLEMENTARIEDAD Las políticas, regulaciones, proyectos y actividades que integran las estrategias nacionales y locales para prevenir y controlar la contaminación del aire deben ser explícitamente complementarios. Esto para asegurar que ellos se refuercen mutuamente y aumente su efectividad y eficiencia. Los resultados del esfuerzo de un determinado sector no deben ser anulados por las decisiones de otro (CONPES, 2005). 

SEGUIMIENTO Y EVALUACIÓN Las intervenciones del gobierno en materia de control de la calidad del aire serán evaluadas ex-ante, ex-post y en forma periódica y sistemática a lo largo de su implementación. Esas evaluaciones se harán teniendo en cuenta criterios de eficacia, eficiencia y equidad. Las evaluaciones periódicas serán la base para el ajuste de las intervenciones del gobierno, de acuerdo con las cambiantes realidades del entorno tecnológico, económico, institucional y social (CONPES, 2005). 

COSTO-EFECTIVIDAD Las políticas, regulaciones, estrategias e inversiones en materia de prevención y control de la contaminación deben ser costo-efectivas. Ellas deberán permitir alcanzar las metas propuestas de calidad ambiental a los menores costos y deberán generar los mayores beneficios sociales posibles. Las intervenciones del gobierno se priorizarán ex - ante, de acuerdo con estos criterios (CONPES, 2005). 

EQUIDAD Las políticas, regulaciones, estrategias e inversiones en materia de prevención y control de la contaminación deben ser socialmente equitativas. Sus beneficios y costos deberán ser distribuidos de manera justa entre la sociedad asegurando, en todo caso, la protección de 

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los intereses de los grupos sociales más vulnerables. Se dará especial importancia al apoyo tecnológico a microempresarios y pequeños industriales de los sectores de transporte e industrial. Las intervenciones del gobierno se priorizarán ex - ante, de acuerdo con el criterio de equidad (CONPES, 2005). TRANSPARENCIA Y PUBLICACIÓN Las políticas, estrategias, estándares y regulaciones que el Gobierno Nacional y las autoridades ambientales regionales y locales propongan para prevenir y controlar los problemas de contaminación del aire deberán ser consultadas públicamente a fin de promover la amplia participación social en el proceso de su diseño. La información sobre calidad del aire y salud ambiental será ampliamente difundida (CONPES, 2005). 

DESARROLLO DE INCENTIVOS ECONÓMICOS Las políticas y estrategias nacionales y locales de prevención y control de la contaminación del aire incluirán instrumentos económicos e incentivos que favorezcan el desarrollo y adopción de tecnologías eco-eficientes y el consumo de combustibles limpios o menos contaminantes (CONPES, 2005). 

EXTERNALIDADES POSITIVAS En los procesos de planificación, diseño e implementación de proyectos de desarrollo urbano, transporte y energía se buscará de manera activa -además de los beneficios sectoriales- la generación de beneficios en materia de calidad del aire, mediante la utilización de combustibles y tecnologías limpias que conlleven una efectiva reducción de emisiones. En la medida de lo posible, se buscarán tanto beneficios ambientales locales como globales. Esto con el objetivo de aprovechar de la mejor manera las oportunidades de co-financiación resultantes de la implementación de acuerdos globales sobre cambio climático (CONPES, 2005). 

AJUSTES REGULATORIOS la calidad de los combustibles y al ordenamiento y desarrollo urbano, deberán ser revisados y actualizados periódica y gradualmente a la luz de nueva información sobre los efectos de la contaminación del aire en la salud. Lo anterior teniendo presente las cambiantes realidades tecnológicas de los sectores industriales y del transporte, y las condiciones sanitarias, ambientales, energéticas, económicas e institucionales de Colombia, sus ciudades y áreas industriales. La normatividad deberá incentivar el transporte público, el uso eficiente del suelo urbano, la adopción de procesos productivos de menor impacto, el mantenimiento de los vehículos, la renovación del parque automotor y el consumo de combustibles más limpios, de acuerdo con las alternativas energéticas del país (CONPES, 2005). 

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MEJORAMIENTO DE COMBUSTIBLES 74


Las políticas y estrategias nacionales y locales de prevención y control de la contaminación del aire, según su competencia, incluirán planes para el mejoramiento de la calidad de los combustibles y la masificación del uso de aquellos más limpios. El establecimiento de estos planes deberá desarrollarse teniendo en cuenta la realidad económica del sector productor de combustibles del país (CONPES, 2005). Las políticas y estrategias tendrán como elemento fundamental desincentivar la importación, producción y uso de tecnologías y combustibles altamente contaminantes. La calidad de los combustibles importados deberá corresponder con los objetivos de calidad establecidos en las regulaciones vigentes y con los requerimientos específicos de los proyectos (CONPES, 2005). DESARROLLO URBANO Y TRANSPORTE SOSTENIBLE Los planes de ordenamiento y desarrollo de los centros urbanos deberán incluir medidas explícitamente dirigidas a prevenir y controlar la contaminación del aire. Estas deberán estar orientadas a disminuir los tiempos de viaje, promover medios alternativos de transporte, desestimular el uso suntuario de los vehículos particulares, promover sistemas integrales de transporte masivo o planes integrales de movilidad, renovar el parque automotor, mejorar la eficiencia en el uso de la malla vial y favorecer la concentración y localización de industrias hacia zonas de menor afectación social y ambiental (CONPES, 2005). 

Lección 35. Subsistema de Información sobre Calidad del Aire – SISAIRE SISAIRE es el Subsistema de Información sobre Calidad del Aire, que hace parte del Sistema Nacional de Información Ambiental para Colombia (SIAC--Módulo Aire). El SISAIRE es la principal fuente de información para el diseño, evaluación y ajuste de las políticas y estrategias nacionales y regionales de prevención y control de la calidad del aire. El SISAIRE es un sistema bajo ambiente Web, para la captura, almacenamiento, transferencia procesamiento y consulta de información, que permite la generación de información unificada de las redes de calidad del aire del país, y cuya administración está a cargo del IDEAM (SISAIRE, 2012). Este sistema de información permite: 

Recolectar información actualizada y veraz sobre calidad del aire de manera inmediata, la cual es generada por los distintos Sistemas de Vigilancia de la Calidad del Aire que hacen parte de las autoridades ambientales, de tal forma que se garantice la disponibilidad y la calidad de la información ambiental que se requiera 75


por parte del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial MAVDT, para el logro del desarrollo sostenible del país. 

Mantener dicha información al alcance de los ciudadanos y de las instituciones encargadas de la investigación en el tema ambiental (SISAIRE, 2012).

El 29 de marzo de 2010 el Ministerio De Ambiente, Vivienda Y Desarrollo Territorial expide la Resolución 0651 DE 2010 del “Por la cual se crea el Subsistema de Información sobre Calidad del Aire – SISAIRE ”. En el artículo 2 de la mencionada Resolución se establece como ámbito de aplicación: “ Las Corporaciones Autónomas Regionales, las Corporaciones para el Desarrollo Sostenible, las Autoridades Ambientales de los Grandes Centros Urbanos y a las que se refiere el artículo 13 de la Ley 768 del 2002 que operen Sistemas de Vigilancia de la Calidad del Aire (SVCA), así como las personas jurídicas que deban realizar el reporte de la información de calidad del aire o nivel de inmisión”. De igual forma, en el artículo 3 se establece la siguiente obligatoriedad: “las corporaciones autónomas regionales, las corporaciones para el desarrollo sostenible, las autoridades ambientales de los grandes centros urbanos y a las que se refiere el artículo 13 de la ley 768 del 2002, tienen la obligación de reportar la información de calidad del aire, meteorológica y de ruido al SISAIRE, siguiendo lo establecido en la presente resolución y los procedimientos que para tal fin establezca el instituto de hidrología, meteorología y estudios ambientales – IDEAM”,

Para conocer más acerca del sistema SISAIRE consulte el siguiente enlace: Sistema SISAIRE

CAPÍTULO 8. PROTOCOLO PARA EL CONTROL Y VIGILANCIA DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA GENERADA POR FUENTES FIJAS Lección 36. Introducción al protocolo

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El Protocolo para el control y vigilancia de la contaminación atmosférica generada por fuentes fijas es una herramienta creada por el ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, ahora Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, para orientar a las empresas, consultores y demás personal interesado en cuanto a requisitos, métodos y demás exigencias para realizar muestreos de contaminantes emitidos a la atmósfera. El protocolo vigente tiene fecha de octubre de 2010 y es el resultado de una serie de versiones sometidas a discusión y concretada con diversos sectores productivos. El protocolo se adoptó mediante la Resolución 760 del 20 de abril de 2010 y ha sido ajustado mediante resolución 2153 del 2 de noviembre de 2010. Los capítulos del Protocolo para el control y vigilancia de la contaminación atmosférica generada por fuentes fijas son: 1. PROCEDIMIENTOS DE MEDICIÓN DE EMISIONES ATMOSFÉRICAS 1.1 Medición directa 1.2 Balance de masas 1.3 Factores de emisión 1.4 Uso simultáneo de procedimientos de medición 2. ESTUDIOS DE EMISIONES ATMOSFÉRICAS 2.1 Informe previo a la evaluación de emisiones 2.2 Informe final de la evaluación de emisiones atmosféricas 2.3 Procedimiento de toma de muestra y análisis 2.4 Reporte de errores en la evaluación de emisiones atmosféricas 2.5 Criterios de invalidación de datos 2.6 Información adicional para hornos crematorios 2.7 Registro Único Ambiental RUA 3. MONITOREO DE EMISIONES ATMOSFÉRICAS 3.1 Frecuencia de los estudios de evaluación de emisiones atmosféricas para centrales térmicas, instalaciones donde se realice tratamiento térmico de residuos y/o desechos peligrosos, hornos crematorios e instalaciones donde se realice tratamiento a residuos no peligrosos 3.2 Frecuencia de los estudios de evaluación de emisiones para las demás actividades industriales 3.3 Consideraciones adicionales en la determinación de la frecuencia de monitoreo de emisiones atmosféricas basados en el uso de la UCA 3.4 Determinación del tamaño de la muestra cuando existen fuentes de emisión similares operando bajo las mismas condiciones Monitoreo Continuo de Emisiones 4. DETERMINACIÓN DE LA ALTURA DE DESCARGA. APLICACIÓN DE BUENAS PRÁCTICAS DE INGENIERÍA 4.1 Generalidades 4.2 Buenas Prácticas de Ingeniería para instalaciones existentes 77


5. 6.

7.

8.

4.3 Buenas Prácticas de Ingeniería para instalaciones nuevas 4.4 Consideraciones adicionales para la aplicación de Buenas Prácticas de Ingeniería (BPI) SISTEMAS DE CONTROL DE EMISIONES ATMOSFÉRICAS 5.1 SISTEMAS DE CONTROL DE EMISIONES PLAN DE CONTINGENCIA DE LOS SISTEMAS DE CONTROL DE EMISIONES ATMOSFÉRICAS 6.1 Contenido recomendado para el Plan de Contingencia de Sistemas de Control de Emisiones DISPOSITIVOS PARA EL CONTROL DE EMISIONES MOLESTAS 7.1 Enmascaramiento de Olores 7.2 Carbón Activado 7.3 Filtro Biológico PRUEBA DE QUEMADO PARA INSTALACIONES DONDE SE REALICE TRATAMIENTO TÉRMICO DE RESIDUOS PELIGROSOS 8.1 Metodología para el desarrollo de Pruebas de Quemado en instalaciones de tratamiento térmico de residuos y/o desechos peligrosos 8.2 Informe final de la Prueba de Quemado

Para acceder al Protocolo para el control y vigilancia de la contaminación atmosférica generada por fuentes fijas acceda a: Protocolo fuentes fijas

Lección 37. Estudios de emisiones atmosféricas De acuerdo con lo establecido en el artículo 77 de la Resolución 909 de 2008 o la que la adicione, modifique o sustituya, el presente capítulo establece las consideraciones que se deben tener en cuenta para la elaboración de los estudios de emisiones atmosféricas, los cuales son requeridos por la autoridad ambiental competente para establecer el cumplimiento de los estándares de emisión admisibles de contaminantes al aire, así mismo para identificar el tipo, la concentración y el impacto de los contaminantes emitidos por las diferentes actividades que se encuentran ubicadas dentro de su jurisdicción y la frecuencia de evaluación de cada uno de los contaminantes. Igualmente, la información que se obtiene en estos estudios puede ser utilizada para evaluar la necesidad de la instalación de sistemas de control de emisiones en el proceso o instalación, actualizar el inventario de fuentes fijas de la autoridad ambiental competente, apoyar la gestión del control de la contaminación atmosférica, y establecer acciones a desarrollar para lograr la descontaminación atmosférica de áreas afectadas, entre otros. 78


Todas las fuentes fijas deberán entregar los estudios de emisiones atmosféricas de acuerdo con la frecuencia con la cual le corresponda realizar la evaluación de sus emisiones, según lo establecido en el presente protocolo. El estudio de emisiones de que trata el presente capitulo estará compuesto por dos informes; uno previo que se presentará antes de la realización de la evaluación y uno final que contendrá entre otra información de los resultados obtenidos luego de dicha evaluación. Informe previo a la evaluación de emisiones Se deberá radicar ante la autoridad ambiental competente un informe previo por parte del representante legal de la actividad objeto de control de acuerdo con lo establecido en la Resolución 909 de 2008, con una antelación de treinta (30) días calendario a la fecha de realización de la evaluación de emisiones, indicando la fecha y hora exactas en las cuales se realizará la misma y suministrando la siguiente información: 

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Objetivos de la realización de la evaluación de emisiones atmosféricas. El representante legal deberá certificar que la evaluación de emisiones atmosféricas se realizará con base en los métodos y procedimientos adoptados por el presente protocolo, incluyendo el nombre del método y en caso de ser necesario el nombre y referencia de los procedimientos alternativos que se aplicarán, siempre y cuando estén adoptados por el Ministerio y publicados por el IDEAM. Fecha en la cual se realizará la evaluación de las emisiones por cualquiera de los procedimientos (medición directa, balance de masas o factores de emisión). Nombre del responsable que realizará la evaluación de las emisiones, acreditado por el IDEAM. Descripción de los procesos que serán objeto de la evaluación, incluyendo los equipos asociados, la cantidad y caracterización de las materias primas, el tipo y consumo de combustible. Para el caso de balance de masas o factores de emisión, las variables del proceso tenidas en cuenta para el análisis de las emisiones. Para el caso de incineradores ubicados en hospitales de municipios de categorías 5 y 6 con capacidad inferior a 600 Kg/mes y para las instalaciones donde se realiza tratamiento térmico a residuos no peligrosos, se deberá entregar el registro de la cantidad diaria de residuos alimentada al sistema durante los últimos cinco (5) meses, contados a partir de la presentación del informe previo ante la autoridad ambiental competente. Para el caso de las instalaciones de tratamiento térmico de residuos y/o desechos peligrosos se debe indicar la dieta de incineración, es decir, se debe indicar la categoría y cantidad de los residuos con los que se alimentó diariamente el sistema durante los últimos cinco (5) meses, contados a partir de la presentación del informe previo ante la autoridad ambiental competente. Para este caso, los residuos se deben clasificar de 79


acuerdo con las siguientes categorías: hospitalarios (biosanitarios, anatomopatológicos, cortopunzantes, restos de animales) o medicamentos, cosméticos y demás residuos provenientes de productos con registro sanitario emitido por el INVIMA, el ICA o por la autoridad que haga sus funciones o aceites usados, residuos de hidrocarburos y/o solventes o residuos con trazas de plaguicidas (residuos líquidos y sólidos con contenidos de hidrocarburos aromáticos policlorinados como bifenilos policlorinados PCB, pesticidas organoclorados o pentaclorofenol PCP menor o igual a 50 mg/Kg) otros (en este caso se deberá especificar el tipo de residuos alimentado) El informe previo que se envíe a la autoridad ambiental competente deberá estar en original y en idioma español. Cuando se modifique la fecha establecida inicialmente, se deberá informar previamente a la autoridad ambiental competente este hecho. “ No será obligatoria la presencia de la autoridad ambiental competente para la realización de la evaluación de emisiones”

Informe final de la evaluación de emisiones atmosféricas El informe final de la evaluación de emisiones atmosféricas deberá ser radicado ante la autoridad ambiental competente una vez se realice dicha evaluación, el cual contendrá la información que se define en el presente capítulo y las demás consideraciones que se establecen en este protocolo. En caso que la información no cumpla lo establecido en el presente protocolo, la autoridad ambiental competente solicitará la información faltante. 

El informe final del estudio de emisiones deberá presentarse en original y en idioma español ante la autoridad ambiental competente como máximo dentro de los treinta (30) días calendario, siguientes a la fecha de su realización de acuerdo con la frecuencia establecida por el presente protocolo. Para el caso de actividades que deban realizar evaluación de emisiones de Dioxinas y Furanos, el informe final de la evaluación de emisiones deberá ser entregado como máximo dentro de los noventa (90) días calendario, siguientes a la fecha de realización de la evaluación. Tanto el informe previo como el final de la evaluación de emisiones atmosféricas que se radique ante la autoridad ambiental competente debe estar suscrito por el representante legal de la actividad que está siendo sometida a medición y por el responsable de realizar la evaluación de las emisiones acreditado por el IDEAM. En los casos en los que la autoridad ambiental competente previo soporte técnico, detecte que en la evaluación de emisiones atmosféricas no se están aplicando los métodos y procedimientos adoptados por el presente protocolo, podrá establecer que las mediciones futuras se deban realizar únicamente cuando exista presencia de un funcionario de la autoridad ambiental competente. 80


El primer informe final de la evaluación de emisiones atmosféricas que se radique ante la autoridad ambiental competente, posterior a la entrada en vigencia del presente protocolo, deberá estar acompañado del formato adoptado por el Anexo 2 del presente protocolo, debidamente diligenciado. Para evaluaciones de emisiones posteriores, el informe final deberá radicarse junto con el Anexo 4 del actual protocolo debidamente diligenciado, únicamente en los casos en que la descripción del establecimiento, el proceso productivo, la fuente de emisión, entre otros aspectos, no haya sido objeto de modificación desde la fecha de realización de la última evaluación. 

Contenido del informe final de evaluación de emisiones atmosféricas  Resumen ejecutivo  Introducción  Descripción del proceso o instalación  Descripción de la fuente de emisión  Descripción del programa de medición  Métodos de toma de muestra y análisis

Lección 38. Frecuencia de los monitoreo de emisiones atmosféricas En las siguientes tablas se presentan las frecuencias de los estudios de evaluación de emisiones atmosféricas, según las actividades productivas. A continuación se presentan las frecuencias de monitoreo de contaminantes para todas las instalaciones de incineración de residuos y/o desechos peligrosos y para todas las instalaciones donde se realice tratamiento térmico a residuos no peligrosos.

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En la siguiente Tabla se establecen las frecuencias de monitoreo de contaminantes en hornos de incineración en hospitales y municipios categoría 5 y 6 con capacidad igual o inferior a 600 Kg/mes.

En la siguiente tabla se establecen las frecuencias de monitoreo de contaminantes para hornos cementeros que realicen cooprocesamiento de residuos y/o desechos peligrosos.

En la siguiente tabla se muestran las frecuencias de monitoreo de contaminantes para hornos crematorios.

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Frecuencia de los estudios de evaluación de emisiones para las demás actividades industriales A continuación se presenta la metodología para la determinación de la frecuencia de los estudios de evaluación de emisiones atmosféricas mediante el uso de las Unidades de Contaminación Atmosférica (UCA), aplicable para todas las actividades industriales. 

La metodología consiste en la determinación de las Unidades de Contaminación Atmosférica (UCA) para cada uno de los contaminantes a los cuales está obligado a medir una fuente fija, de acuerdo con lo establecido en la Resolución 909 de 2008 o la que la adicione, modifique o sustituya. Esta metodología deberá aplicarse para cada uno de los ductos o chimeneas de la fuente y para cada uno de los contaminantes a los que está obligado a medir la fuente fija según la Resolución 909 de 2008 o la que la adicione, modifique o sustituya, es decir, la frecuencia encontrada será independiente para cada ducto o chimenea y para cada uno de los contaminantes y no se regirá por el máximo o por el mínimo de los periodos encontrados. Lo anterior quiere decir que para un solo ducto se podrán encontrar diferentes frecuencias, en las cuales se deberán monitorear los contaminantes emitidos por la fuente. Para el caso de Compuestos Orgánicos Volátiles COV´s, se deberá realizar una medición anual, La determinación de la frecuencia del estudio de emisiones atmosféricas para cada contaminante, se deberá cuantificar mediante el número de unidades de contaminación atmosférica (UCA) definido como:

Donde: UCA: Unidad de Contaminación Atmosférica calculada para cada uno de los contaminantes Ex: Concentración de la emisión del contaminante en mg/m 3 a condiciones de referencia y con la corrección de oxígeno de referencia que le aplique Nx: Estándar de emisión admisible para el contaminante en mg/m 3 83


Con cada valor obtenido de la ecuación se obtiene la frecuencia de monitoreo, de acuerdo con lo establecido en la siguiente tabla.

Lección 39. Dispositivos para el control de emisiones atmosféricas A continuación se presentan los requerimientos de funcionamiento de algunos sistemas de control de emisiones atmosféricas, de acuerdo con lo establecido en el artículo 78 de la Resolución 909 del 5 de junio de 2008 o la que la adicione, modifique o sustituya. Se debe tener en cuenta que el listado que se presenta a continuación no es un listado absoluto de sistemas de control de emisiones y que se podrán instalar otros diferentes siempre y cuando reduzcan la concentración de los contaminantes que son emitidos a la atmósfera; en este caso se deberán cumplir las condiciones de operación establecidas por el fabricante y las variables de control que para tal fin establezca el presente protocolo. Ciclones La eficiencia de estos equipos de control de emisiones de material particulado está asociada a la caída de presión del flujo de gases, a través del sistema, por ello es requisito indispensable que los sistemas de medición de presión que se instalen sean calibrados periódicamente, a intervalos de tiempo inferiores a un (1) año. La caída de presión del sistema se debe registrar continuamente y almacenar de manera permanente en un medio magnético o físico. El dispositivo de presión que se instale debe tener una precisión del 5% de su rango de operación. 

Precipitadores Electrostáticos Los precipitadores electrostáticos (PES) se deben utilizar para los casos en los que se requiere alta eficiencia en la remoción de material particulado, especialmente cuando el volumen de los gases de emisión es alto y se requiere recuperar materiales valiosos sin modificaciones físicas. 

Un precipitador es un equipo de control de partículas que utiliza un campo eléctrico para mover las partículas fuera de la corriente del gas y sobre las placas del colector, el gas de combustión que transporta el material particulado o ceniza volante, pasa a través de un 84


campo eléctrico donde las partículas son cargadas negativamente y atraídas por un electrodo colector con carga opuesta. Por medio de un sistema de golpeteo se limpia el electrodo y se recogen las partículas en una tolva localizada en la parte inferior del precipitador. Los PES tipo placa-alambre son óptimos para calderas en termoeléctricas, ya que en estas instalaciones el flujo de la emisión gaseosa fluye horizontalmente y paralelo a las placas verticales de láminas de metal. Los espacios entre las placas son típicamente de 19 a 38 cm. Los electrodos de alto voltaje son alambres largos con pesas en su extremo inferior, y están colgados entre las placas. Dentro de cada plano de flujo, el gas debe pasar por cada alambre en secuencia a medida que fluye a través de la unidad. Las zonas de flujo entre las placas son llamadas ductos. Las alturas de estos varían entre los 6 y 14 metros. En estos sistemas de control uno de los parámetros que se debe monitorear continuamente, es el voltaje con el cual es alimentado y la corriente que circula por el precipitador, debido a que en este caso, su eficiencia depende directamente de estas variables. Quemador de gases Cuando se pretenda realizar el control de d e la emisión de sustancias volátiles, se debe instalar un quemador, y se deberá monitorear y registrar continuamente la temperatura en la z ona de combustión del quemador de la unidad de control. 

El responsable de la actividad objeto de control debe además registrar y reportar las temperaturas obtenidas del dispositivo de control durante la operación, y realizar un estudio de emisiones, y conservar los registros por un periodo mínimo de dos (2) años. Lavador húmedo La actividad que emplee un lavador húmedo como sistema de control, deberá instalar, calibrar, operar y mantener un sistema de monitoreo que mida y registre continuamente la caída de presión de los gases a través del lavador, y además registrar el flujo del líquido que emplea el lavador. La caída de presión monitoreada debe ser certificada por el fabricante con una precisión dentro del 5% de la columna de agua del medidor de presión, al nivel de operación. La precisión del sistema de medición del flujo del líquido también debe ser del 5% del flujo de diseño. 

En el caso que se encuentren instalados lavadores húmedos para el control de emisiones atmosféricas, se deben controlar ciertas variables como por ejemplo la caída de presión y la tasa de flujo, las cuales no pueden ser inferiores al 80% de la lectura realizada durante el último estudio de emisiones presentado a la autoridad ambiental competente y para el caso de la tasa de flujo superior al 120%. 85


Cuando se evalúe la operación del lavador húmedo, el responsable de la actividad deberá determinar el cambio promedio de presión del gas a través del lavador y el cambio promedio del caudal del líquido del lavador, durante la realización de una corrida o prueba de evaluación de emisiones. Los valores que se obtengan serán las variables de control que se controlarán en las visitas que se realicen a la actividad en las funciones de seguimiento y control por parte de la autoridad ambiental competente. Sin embargo, se aceptarán variaciones en las presiones y tasas de flujo de funcionamiento del lavador húmedo siempre y cuando estas incrementen el rendimiento y eficiencia de remoción de contaminantes del mismo. “ Toda Toda la información acerca de los sistemas de control y otros se encuentran disponibles en el Protocolo Para El Control Y Vigilancia De La Contaminación Atmosférica Generada Por Fuentes Fijas” .

Lección 40. Comparación normativa en fuentes fijas En la actualidad la norma para emisiones por fuentes fijas la establece la Resolución 909 de 2008 “Por “Por la cual se establecen las normas y estándares de emisión admisibles de contaminantes contaminantes a la atmósfera por fuentes fijas y se dictan otras disposiciones”.

La resolución 909 de 2008 establece:    

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CAPÍTULO II: II: Estándares De Emisión Admisibles De Contaminantes Al Aire Para Fuentes Fijas Puntuales De Actividades Industriales. CAPÍTULO III: Estándares III: Estándares De Emisión Admisibles De Contaminantes Al Aire Para Equipos De Combustión Externa CAPÍTULO IV: IV: Estándares De Emisión Admisibles De Contaminantes Al Aire Para Centrales Térmicas Con Capacidad Instalada Igual O Superior A 20 Mw CAPÍTULO V: V: Estándares De Emisión Admisibles De Contaminantes Al Aire Para Centrales Térmicas Con Capacidad Instalada Inferior A 20 Mw Y Plantas De Cogeneración CAPÍTULO VI: VI: Estándares De Emisión Admisibles De Contaminantes Al Aire Para Las Industrias De Fabricación De Productos Textiles CAPÍTULO VII: VII: Estándares De Emisión Admisibles De Contaminantes Al Aire Para Equipos De Combustión Externa Que Utilicen Biomasa Como Combustible CAPÍTULO VIII: VIII: Estándares De Emisión Admisibles De Contaminantes Al Aire Para La Fabricación De Productos De La Refinación Del Petróleo CAPÍTULO IX: IX: Estándares De Emisión Admisibles De Contaminantes Al Aire Para Las Industrias De Producción De Cemento, Concreto Y Agregados 86


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CAPÍTULO X: X: Estándares De Emisión Admisibles De Contaminantes Al Aire Para Las Industrias De Fabricación De Productos De Cerámica Refractaria, No Refractaria Y De Arcilla CAPÍTULO XI: XI: Estándares De Emisión Admisibles De Contaminantes Al Aire Para Instalaciones De Tratamiento Térmico De Subproductos De Animales CAPÍTULO XII: XII: Estándares De Emisión Admisibles De Contaminantes Al Aire Para Instalaciones Donde Se Realice Tratamiento Térmico A Residuos Y/O Desechos Peligrosos CAPÍTULO XIII: XIII: Estándares De Emisión Admisibles De Contaminantes Al Aire Para Instalaciones Donde Se Realice Tratamiento Térmico A Residuos No Peligrosos CAPÍTULO XIV: XIV: Estándares De Emisión Admisibles De Contaminantes Al Aire Para Hornos Crematorios CAPÍTULO XV: Quemas XV: Quemas Controladas En Áreas Rurales CAPÍTULO XVI: Control XVI: Control A Emisiones Molestas Para Establecimientos De Comercio Y De Servicio CAPÍTULO XVII: Determinación XVII: Determinación Del Punto De Descarga De La Emisión Por Fuentes Fijas CAPÍTULO XVIII: XVIII: Medición De Emisiones Para Fuentes Fijas CAPÍTULO XIX: Sistemas XIX: Sistemas De Control De Emisiones CAPÍTULO XX: Convenios XX: Convenios De Reconversión A Tecnologías Te cnologías Limpias CAPÍTULO XXI: Disposiciones XXI: Disposiciones Finales.

Después de realizar el muestreo en la fuente fija y obtener la concentración de los contaminantes a evaluar se procede a buscar el proceso al cual pertenece, eso mediante los capitulo mencionados. Para realizar la comparación normativa se deben llevar las concentraciones halladas a condiciones de referencia, esto mediante la siguiente formula:

Donde: Ccr: Concentración del contaminante a condiciones de referencia mg/m 3 Ccl: Concentración del contaminante a condiciones de chimenea mg/m 3 Pcr: Presión a condiciones de referencia (1 atm, 760 mmHg) Pcl: Presión de los gases de salida de chimenea mmHg Tcr: Temperatura a condiciones de referencia (25 °C, 298 K) Tcl: Temperatura de salida de los gases de chimenea K

87


Después de llevar las concentraciones a condiciones de referencia se debe aplicar la corrección por Oxigeno de referencia, esto mediante la formula:

Donde: Ccr(O2ref): Concentración de contaminantes corregidas con oxigeno de referencia Ccr(O2x): Concentración de contaminantes a condiciones de referencia. %O2ref: Oxigeno de referencia establecido por actividad industrial %X: Oxigeno medido en la salida de los gases (Método 3B). Al realizar la corrección de oxigeno de referencia se hace la comparación con la tabla de limites establecida para cada actividad industrial. Como ejemplo se presenta la comparación normativa para una empresa de fabricación de productos textiles. Para hacer la comparación normativa se toma la tabla 12 de la Resolución 909 de 2008.

    

Materia Particulado Presión de salida de los gases Temperatura de los gases O2 de referencia O2 chimenea

: 75 mg/m 3 : 250 mmHg : 320 K : 11% : 14%

Para hacer la comparación normativa se tiene que llevar a condiciones locales:  = 75 ×

320 × 760 298 × 250

= 244,83

 

Luego se realiza la corrección por oxigeno de referencia:

88


(2) = 244,83 ×

21 − 11 21 − 14

= 349,76

 

Al compara los 349,76 mg/m 3, con la norma 250 mg/m 3, se obtiene una excedencia normativa de: 139%.

CAPÍTULO 9. MANUALES DE DISEÑO Y OPERACIÓN DE SISTEMAS DE VIGILANCIA DE LA CALIDAD DEL AIRE El Protocolo Para El Monitoreo Y Seguimiento De La Calidad Del Aire creado por el ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, ahora Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible es una herramienta creada para orientar a las empresas, consultores y demás personal interesado en cuanto a requisitos, métodos y demás exigencias para realizar muestreos de contaminantes presentes en la atmósfera. El protocolo vigente tiene fecha de octubre de 2010 y es el resultado de una serie de versiones sometidas a discusión y concretada con diversos sectores productivos. Adicionalmente, el Protocolo se adoptó por la Resolución 650 de 2010, recientemente el Protocolo para el Monitoreo y Seguimiento de la Calidad del Aire fue ajustado mediante Resolución 2154 de 2010. El protocolo consta de 2 partes el manual de diseño de sistemas de Vigilancia de la calidad del aire y el manual de operación de sistemas de Vigilancia de la calidad del aire. Los manuales de diseño y operación de Sistemas de Vigilancia de la Calidad del Aire se encuentran disponibles en el siguiente enlace: 89


Manuales de Diseño y Operación de Calidad del Aire “Toda la información acerca de los sistemas de los sistemas de vigilancia de calidad d el aire se encuentra disponible en los manuales de diseño y operación planteados por el MAVDT”.

A continuación se presentan los capítulos las relevantes de los dos manuales de calidad del aire. Lección 41. Etapas generales para el diseño de un sistema de vigilancia de la calidad del aire. A continuación se presentan las etapas para diseñar un sistema de vigilancia de c alidad del aire según lo planteado por el MAVDT. 1. Revisión inicial 1. Definición de escalas de monitoreo del SVCA En la siguiente tabla se describen las distintas escalas para aplicar al estudio de los SVCA.

2. Definición de objetivos para los sistemas de vigilancia de la calidad del aire Los objetivos más comunes de implementar un SVCA son: •

•

•

•

•

Determinar el cumplimiento de las normas nacionales de la calidad del aire. Evaluar las estrategias de control de las autoridades ambientales. Observar las tendencias a mediano y largo plazo. Evaluar el riesgo para la salud humana. Determinar posibles riesgos para el medio ambiente. 90

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Agrícolas, Pecuarias y del Medio Ambiente Seguimiento y control de emisiones atmosféricas •

•

•

•

Activar los procedimientos de control en episodios de contaminación. Estudiar fuentes de contaminación e investigar quejas concretas. Validar modelos de dispersión de la calidad del aire. Adelantar investigaciones científicas.

3. Diagnóstico a. Recolección de información general Consiste en caracterizar la geografía, el clima, la población y el desarrollo urbano del área de estudio. Se debe hacer una revisión del Plan de Ordenamiento Territorial (POT) o su equivalente, estudiando detalladamente aspectos relacionados con la calidad del aire. En particular, se deberá incluir una descripción de los siguientes puntos: •

•

•

•

•

Estudios de Salud Geografía y clima Estructura y tendencias del crecimiento demográfico Otra información de Importancia: (Cartografía de la zona de estudio, Base de datos del tránsito local, Base de datos de industrias locales) Aspectos económicos y financieros de la autoridad ambiental

b. Inventario de emisiones con fines de diseño En caso de no existir un inventario general de emisiones se debe realizar uno preliminar incluyendo las fuentes más relevantes en el área de estudio. Este estudio puede tomar datos de estudio de expedientes de la autoridad ambiental y cálculos de emisiones a partir de factores de emisión, encuestas y modelos. El estudio no tendrá un gran nivel de detalle dados los fines con que se realiza. Las fuentes a evaluar son: Fuentes móviles (modelo de emisiones o factores de emisión). Fuentes Fijas (puntuales y dispersas o difusas) Fuentes naturales •

•

•

c. Estudio micrometeorológico y/o meteorológico preliminar Como parte de este estudio se deben determinar como mínimo los siguientes aspectos: Tendencias de vientos anuales durante los últimos años. (5 y 10 años) Rosa de vientos diurna y nocturna Variaciones mensuales de la rosa de vientos Condiciones micrometerológicas de vientos Tendencias de precipitación durante los últimos años (5 y 10 años) Identificación de épocas secas y húmedas •

•

•

•

•

•

d. Campaña de monitoreo preliminar 91


Su duración debe ser de por lo menos dos meses (un mes en época seca y otro en época húmeda) con estaciones operando de manera simultánea. En caso de presentarse dificultades para su realización en las dos temporadas, se deberá realizar durante los dos meses en época seca. La información obtenida es indicativa y solamente busca establecer valores probables que orienten el diseño del SVCA. e. Modelación preliminar Permite llenar los vacíos dejados por la campaña de monitoreo y entender la dispersión de contaminantes en el área de estudio. (Emisiones por fuentes fijas y móviles) Cuando se utiliza la modelación preliminar para apoyar el diseño de un SVCA el grado de precisión del modelo respecto a las mediciones no es tan representativo. f. Análisis de la información recolectada en el diagnóstico En esta etapa de deben determinar las disposiciones finales para implementar el SVCA esto se puede hacer respondiendo preguntas como: •

•

•

•

•

¿Cuáles son las fuentes críticas? ¿Cuáles son los contaminantes críticos? ¿Cuál es el comportamiento meteorológico de la zona? ¿Cómo se distribuyen los contaminantes en el dominio del SVCA? ¿Cuáles son los puntos de mayor y menor concentración?

Lección 42. Tipos de sistemas de vigilancia de calidad del aire Al tener definida la revisión inicial de información se debe elaborar el diseño final del SVCA basado en las siguientes características: 1. SVCA tipo i: indicativo Aplica a poblaciones de 50.000 a menos de 150.000 habitantes en donde no existan problemáticas ambientales identificadas o no se hayan detectado quejas por deterioro en la calidad del aire de parte de la comunidad. Es poco probable que se requiera medición de gases; excepto en aquellas poblaciones pequeñas que sean vecinas de regiones que se caractericen por alta presencia de fuentes contaminantes (fijas y móviles). Para estos casos, es necesario que se incluya la recolección de muestras para la determinación de los niveles de concentración de ozono. 2. SVCA tipo ii: básico En poblaciones mayores o iguales a 150.000 habitantes y menores a 500.000 habitantes. Poblaciones hasta de 300.000 habitantes sin problemas de calidad del aire podrán basarse en los criterios del SVCA Indicativo para diseñar su sistema. 92


Es poco probable que se requiera monitoreo de CO, en muy pocas ocasiones se necesitará monitoreo de NO 2 y SO2, es posible que únicamente se necesiten tecnologías manuales de monitoreo y se deberá revisar el diseño de este tipo de SVCA cada 4 años y realizar los ajustes en caso de ser necesario. 3. SVCA tipo iii: intermedio Poblaciones o zonas metropolitanas cuyo número de habitantes sea mayor o igual a 500.000 habitantes y menor a 1.500.000 habitantes. Poblaciones integradas al área metropolitana serán analizadas como un conjunto. No se requiere monitoreo de CO, NO 2 o SO2 excepto en los casos en los que se presenten problemas de calidad del aire asociados a estos contaminantes, se deberá realizar análisis de la necesidad de hacer especiación o caracterización de filtros y revisar el diseño de este tipo de SVCA cada 3 años y realizar los ajustes en caso de ser necesario. 4. SVCA tipo iv: avanzado Zonas metropolitanas en donde la población sea mayor a 1.500.000 habitantes. Poblaciones integradas al área metropolitana serán analizadas como un conjunto, para aquellas otras separadas del centro urbano de mayor tamaño se deberá hacer un diseño separado; sin embargo, la administración del SVCA podrá ser realizada en conjunto. Se deberá revisar el diseño de este tipo de SVCA cada 3 años y desarrollar estudios de especiación o caracterización de del material particulado contenido en filtros 5. SEVCA – sistemas especiales de vigilancia de la calidad del aire En poblaciones de cualquier número de habitantes bajo la influencia de fuentes de gran magnitud (siderúrgicas, concentraciones de fuentes puntuales, zonas mineras, refinerías, zonas petroleras) o grupo de poblaciones ubicadas con cualquier número de habitantes ubicadas bajo la influencia de fuentes de emisión de gran magnitud. Se deberá revisar el diseño de este tipo de SVCA cada dos años. 6. SVCAI – sistemas de vigilancia de la calidad del aire industrial Actividades que como requerimiento de la autoridad ambiental realicen mediciones de calidad del aire. Este tipo de SVCA podrá ser indicativo o fijo, dependiendo de las exigencias de la autoridad ambiental. “Toda la información acerca de los sistemas de los sistemas de vigilancia de calidad del aire se encuentra disponible en los manuales de diseño y operación planteados por el MAVDT”.

Lección 43. Tipos de sistemas de vigilancia de calidad del aire según su tecnología A continuación se definen los tipos de sistemas de vigilancia según la tecnología empleada, se debe usar como referencia lo expuesto en la lección 93


SVCA Manuales: SVCA constituidos totalmente por equipos manuales (muestreadores y semiautomáticos). Los Sistemas de Vigilancia de la Calidad del Aire manuales se caracterizan por requerir un laboratorio como apoyo para el análisis de las muestras tomadas. Requieren además, una rutina para la recolección de las muestras, de acuerdo con una periodicidad prestablecida . •

SVCA Automáticos: SVCA constituidos totalmente por equipos y sistemas automáticos (analizadores automáticos). Los Sistemas de Vigilancia de la Calidad del Aire automáticos no requieren análisis posterior de la muestra tomada. Por medio de métodos ópticos o eléctricos se analiza la muestra directamente proporcionando datos en tiempo real, de modo que se puedan tomar acciones inmediatas ante la ocurrencia de un evento de concentraciones altas de algún contaminante. •

SVCA Híbridos: SVCA constituidos por la combinación entre equipos manuales y automáticos. Los sistemas híbridos de vigilancia de la calidad del aire se caracterizan por combinar las ventajas de los sistemas manuales y los automáticos. Con la combinación de tecnologías se pueden optimizar costos y ampliar la cobertura del sistema aprovechando la resolución y oportunidad de los métodos automáticos y los menores costos de los métodos manuales. Estos sistemas tienen una desventaja, dado que el grado de entrenamiento de los operarios debe ser mayor, así como la cantidad del personal requerido, aspecto que puede minimizarse con los equipos semiautomáticos. •

A continuación se presenta una grafica con los tipos de SVCA según tecnología empleada.

94


Figura 16. SVCA según tecnología (MAVDT, 2010)

Lección 44. Programa de control y aseguramiento de la calidad Todo Sistema de Vigilancia de la Calidad del Aire deberá implementar un programa de control y aseguramiento de la calidad que deberá involucrar los elementos descritos a continuación. Un programa de aseguramiento de calidad (AC) se define como un conjunto de actividades organizadas por etapas, diseñadas para alcanzar unos objetivos de calidad de datos y certificar que tales datos tengan una calidad conocida. El control de calidad (CC) es el sistema general de las actividades técnicas que miden los atributos y desempeños de un proceso, articulo, o servicio respecto a estándares definidos, con el objeto de verificar que estos se encuentren dentro de los requisitos establecidos por el usuario. Se desarrolla para asegurar que la incertidumbre de las mediciones se mantenga dentro de criterios de aceptación establecidos por los objetivos de calidad de datos. En síntesis el control de calidad se considera como el uso cotidiano de procedimientos diseñados para obtener y mantener niveles específicos de calidad en un sistema de medición. El aseguramiento de la calidad es un grupo de acciones coordinadas, como planes, especificaciones y políticas usadas para asegurar que el programa de mediciones sea cuantificable y tenga una calidad conocida. 95


Un programa de control y aseguramiento de la calidad para una SVCA, solo puede existir y cumplir su propósito dentro del desarrollo de un programa de vigilancia y control de la calidad del aire. Ninguna actividad de vigilancia puede ser justificada si no existe un programa de control y aseguramiento de la calidad que la respalde (MAVDT, 2010). Un programa de control y aseguramiento de calidad debe garantizar que los datos obtenidos del sistema de medición sean representativos de las concentraciones ambientales existentes en cualquiera de las áreas bajo investigación. Esto implica que:     

 

La variación en los resultados medidos por diferentes instrumentos se mantenga dentro de un intervalo permitido. Se minimicen las variaciones entre laboratorios. Las variables sean medidas con la misma exactitud y precisión a través de todo el SVCA. Las mediciones deberán tener la suficiente precisión y calidad para cumplir con los objetivos de vigilancia establecidos. Los datos deberán ser comparables y reproducibles. Los resultados dentro de un mismo SVCA deberán ser consistentes y comparables con estándares internacionales. Los resultados deberán ser consistentes en el tiempo y seguir patrones rastreables por medio de estándares metrológicos sobre todo si se realizan análisis a largo plazo. Generalmente se requiere que el intervalo anual de captura de datos sea de por lo menos entre 75 - 80% y que la perdida de datos este distribuida, en lo posible, a lo largo de todo el año calendario.

El éxito de un buen programa de vigilancia dependerá en gran medida de la adecuada aplicación de un programa de control y aseguramiento de la calidad (MAVDT, 2010).

Lección 45. Comparación normativa en calidad del aire En la actualidad la norma para calidad del aire la establece la Resolución 610 de 2010 “Por la cual se modifica la Resolución 601 de 2006 ” , La Resolución 601 de 2006 por la cual “se establece la Norma de Calidad del Aire o Nivel de Inmisión, para todo el territorio nacional en condiciones de referencia” fue modificada disminuyendo los máximos niveles

permisibles. En la siguiente tabla se muestran los máximos permisibles para contaminantes criterio:

96


Para la comparación normativa se sigue lo establecido en el Manual de operación de sistemas de vigilancia de calidad del aire , capítulo 7.3.2.8: Comparación de los valores de concentración con la norma (MAVDT, 2010). El cual contempla La conversión de datos de concentraciones a condiciones de referencia se realizó con la siguiente ecuación:

Dónde: Ccr : Concentración del contaminante a condiciones de referencia. Ccl : Concentración del contaminante a condiciones locales. Pbcr : Presión barométrica a condiciones de referencia (760 mm Hg, 1 atm). Pbcl : Presión barométrica promedio a condiciones locales (mm Hg). Tcl : Temperatura promedio a condiciones locales (°K). Tcr : Temperatura a condiciones de referencia (298,15 °K, 25 °C). A continuación se presenta como ejemplo de comparación normativa:  

Materia Particulado (PM 10)24 horas Temperatura ambiente:

: 87 µg/m 3 : 302 K 97




Presión barométrica

 = 87 ×

: 560 mmHg

760 560

×

302 298

= 119,65

µ 

Al comparar los 119, 65 µg/m 3 con los 100 µg/m 3 establecidos por la Resolución 610 de 2010 se tiene un incumplimiento de 119,65 % de la norma.

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