capítulo 1. metodología para categorizar una estación de monitoreo

CAPÍTULO 1. METODOLOGÍA PARA CATEGORIZAR UNA
ESTACIÓN DE MONITOREO ATMOSFÉRICO
Al clasificar una estación de monitoreo atmosférico se debe considerar el número de
habitantes por localidad o municipio, la cobertura, la ubicación y el tipo de fuente que
predomina en la zona de ubicación de la estación de monitoreo.
Datos del INEGI (Etapa 1)
En la página del INEGI (http://www.inegi.org.mx/) se tiene acceso al número de
habitantes de las localidades de la república. Esta información ayudará a definir el tipo
de la localidad donde se encuentra la estación de monitoreo, que puede ser rural o
urbano.
Debido a la complejidad para definir la ciudad, lo urbano y lo rural por la pluralidad de
criterios y terminologías que adoptan los países de acuerdo con su realidad
socioeconómica y cultural, que impiden consensos de orden conceptual en el ámbito
internacional. En México, actualmente prevalece el criterio cuantitativo de 2,500
habitantes para delimitar la frontera entre lo urbano y lo rural.
Esta definición se puede encontrar en la misma página del INEGI, donde clasifica medio
urbano y rural basándose en la información geográfica obtenida de la variable "Tamaño
de localidad". Así que, se considera medio rural a las poblaciones con menos de 2,500
habitantes y medio urbano a las que tienen de 2,500 habitantes y más (INEGI, 2010).
Criterio de cobertura de la EPA (Etapa 2)
La EPA ha definido criterios de cobertura para clasificar estaciones de monitoreo
atmosférico, los cuales se adaptaron para ayudar a clasificar las estaciones de monitoreo
en México. Estos criterios definen el tipo de escala de una estación si es micro, local,
vecinal, ciudad o regional. La escala se define en base al alcance de monitoreo, lo cual se
señala por las características del entorno de la estación. El Cuadro 1 describe la
clasificación por representatividad sugerida por la Agencia de Protección Ambiental de
los Estados Unidos de Norte América (CFR 40, 1994).
Aparte de los criterios tomados de la EPA, es importante considerar que las estaciones
de monitoreo atmosférico tienen una representatividad espacial característica dentro del
sistema de monitoreo, la cual está siempre ligada con los objetivos de medición. La
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escala de representatividad depende de la topografía del territorio, de su entorno,
natural o urbano, de la meteorología, de las fuentes de contaminación y del tipo de
contaminante o parámetro meteorológico que midan (Manual 3. Redes, Estaciones y
Equipos de Medición de la Calidad del Aire, INE, 2010).
Cuadro 1.1. Criterios de cobertura de la EPA para clasificar estaciones de monitoreo
ESCALA
ALCANCE
CARACTERÍSTICA
Micro
~10 a 100
metros
Áreas tales como, calles centrales que forman cañones estrechos o
corredores con tráfico intenso. Los monitores se encuentran cerca
de fuentes de emisión de bajo nivel. Estos sitios no son tomados en
consideración generalmente para la evaluación del cumplimiento de
normas y estándares.
Las mediciones se pueden emplear para el estudio de emisiones y
sus zonas de influencia.
Los sitios se encuentran en edificios habitados o lugares donde el
público puede estar expuesto a las concentraciones medidas.
Local
100 a 500
metros
Las mediciones de este tipo son apropiadas para la evaluación de efectos de
corto plazo en la salud pública. Las diferencias entre las mediciones a
esta escala se deben a la presencia de áreas industriales grandes con
procesos diversos o cerca de grandes zonas de construcción.
Los muestreos generalmente están orientados a fuentes y se
emplean para determinar la contribución de las fuentes de emisión
en la comunidad.
Vecinal
500 metros
a 4 km
Las mediciones de esta categoría representan las condiciones en
una subregión urbana razonablemente homogénea con
dimensiones de varios kilómetros. Los datos se pueden utilizar
para valorar los modelos empleados para la evaluación de fuentes.
Estos sitios se consideran para la evaluación del cumplimiento de normas
oficiales mexicanas y otros estándares nacionales e internacionales.
Ciudad
4 a100 km
Estas mediciones se emplean para caracterizar las concentraciones
de un contaminante en un área completamente metropolitana. El
monitoreo refleja la mezcla de contaminantes de diferentes fuentes
dentro de un complejo urbano. Estas mediciones no están
dominadas por algún vecindario o fuente en particular.
Los instrumentos o equipos de medición generalmente se ubican en puntos
elevados lejos de industrias y avenidas transitados.
Regional
100 a 1000
km
Las mediciones caracterizan las condiciones de un área con
dimensiones de varios cientos de kilómetros. Su empleo requiere una
gran homogeneidad de las concentraciones de los contaminantes en el área.
Fuente: Manual 3. Redes, Estaciones y Equipos de Medición de la Calidad del Aire, INE, 2010.
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Ubicación de la estación (Etapa 3)
Para conocer el tipo de sitio donde se ubica la caseta de monitoreo, se debe revisar las
actividades del área a partir de estadísticas y censos, tanto de población como
industriales y, desde luego, mediante recorridos de campo. Así, en esta etapa se puede
ver si una estación es de tipo urbano o rural tomando en consideración su ubicación.


Urbana: Centro, zona residencial, zona industrial, zona comercial
Rural: zona agrícola, bosque, montaña, etc.
Tipo de fuentes que predomina en la zona de ubicación de la estación (Etapa 4).
Uno de los elementos a tomar en consideración para definir el tipo de fuente
predominante en la zona de ubicación de la estación de monitoreo es el inventario de
emisiones, ya que los inventarios de emisiones son elaborados a partir de la información
concerniente a las fuentes emisoras de contaminantes atmosféricos en un área geográfica
dada. Las principales fuentes de emisión en un desarrollo urbano incluyen
generalmente las plantas industriales de todo tipo, los vehículos con motor de
combustión interna, las plantas de energía, incineradores y equipos de calefacción. Y
desde luego, la información más actualizada se obtiene mediante recorridos de campo.
Con esta información se clasifican las estaciones en:
1. Móviles o tráfico vehicular, cuando la fuente de emisión predominante es de
vialidades, estacionamientos y/o talleres de servicios vehiculares.
2. Área, cuando la fuente de emisión predominante es de servicios como
restaurantes, tintorerías, bodegas, centros comerciales, etc.
3. Biogénicas, cuando la fuente de emisión predominante está relacionada con calles
no pavimentadas, parques o lotes baldíos.
4. Fijas, cuando la fuente de emisión predominante es de una zona industrial.
METODOLOGÍA DE LEVANTAMIENTO DE DATOS (RECORRIDOS DE CAMPO)
La información más relevante al momento de clasificar una estación, es la recabada
durante los recorridos de campo. En estos recorridos se revisa el funcionamiento de los
equipos de monitoreo, el objetivo de monitoreo, contaminantes medidos, método de
recolección de datos, coordenadas geográficas, toma de fotografías y videos, una breve
descripción del entorno de la estación y la elaboración de un inventario de fuentes de
emisiones recorriendo todas las calles que se encuentran dentro de un circunferencia de
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500 metros alrededor de la caseta. Esta tarea generalmente se realiza con el apoyo del
personal responsable de las estaciones de monitoreo de cada red estatal.
A continuación se describen algunas de las actividades realizadas antes y durante el
levantamiento de información para la categorización de las estaciones de monitoreo:
1. Generación de mapas. Para definir el recorrido a realizar en el entorno de cada
estación de monitoreo se generan algunos mapas. Estos mapas se pueden elaboran
aprovechando el servicio de Google Map. En cada mapa se marcar una circunferencia de
500 metros de radio y con centro en la ubicación de la estación. Esta circunferencia es la
que limita el mínimo de recorrido en el levantamiento de datos para la elaboración del
inventario de fuentes de emisiones de una estación de monitoreo.
Es importante señalar, que si se necesita una mejor definición en la información, la
circunferencia puede ser de radio mayor. Para este primer catálogo se trazó una
circunferencia de radio 500 metros, esto es debido al tiempo usado en el recorrido, ya
que para el levantamiento de datos de una estación trabajaron cuatro personas con un
promedio de tiempo de tres horas.
Figura 2.1. Ejemplo de mapa google para el recorrido de campo de una estación
500 metros
Fuente: Google Maps, 2010.
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Otro punto importante antes de salir al campo, es mejorar el trazo del mapa obtenido de
google maps. Para ello se recomienda usar Corel Draw, Photoshop, Power Point, o
cualquier otro paquete semejante que se tenga a la mano. La intensión de esta parte es
trazar los polígonos que definen las calles dentro de la circunferencia, borrar las marcas
o eliminar los colores que no son necesarios para este fin. En la figura 3 se muestra el
trazo de los polígonos a partir del mapa google. Con un mapa editado de esta forma se
tendrá mejor espacio para escribir las claves que identificarán las fuentes de emisiones
cercanas a la estación de monitoreo. Más adelante se enlistan estas claves. Otra ventaja
de trazar el mapa en algunos de los paquetes mencionados es que después de la visita
de campo, se puede vaciar la información en el mapa, obteniendo así un respaldo
electrónico de los datos levantados.
Figura 2.2. Mapa editado para registro de fuentes de emisión
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Por la experiencia adquirida y el tiempo implementado en los recorridos realizados, se
sugiere dividir los mapas en cuatro cuadrantes, imprimiéndolos en hojas separadas. De
tal manera que se pueda repartir la tarea de levantamiento de datos entre cuatro
personas, uno por cuadrante. Es importante, anotar el nombre del responsable de cada
cuadrante, esto con el fin de saber a quién dirigirse en caso de dudas sobre las
anotaciones.
Figura 2.3. División del mapa en cuadrantes
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2. Claves para señalar fuentes de emisiones. Para facilitar el levantamiento de datos
durante la visita de campo se crearon una serie de claves, ordenados por fuentes. Estas
claves se pueden modificar conforme a las experiencias de los técnicos encargados de las
estaciones de monitoreo, ya que cada región tiene diferentes fuentes de emisiones. La
única recomendación es usar las mismas claves para todas las estaciones, esto es
importante al momento de reportar los resultados.
Fuentes de emisiones de servicios
CLAVES
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S10
S11
S12
S13
S14
S15
S16
S17
S18
FUENTES DE SERVICIOS
Almacén de Combustibles
Baños públicos
Carga de Aeronaves (hangares y/o
aeropuertos)
Central de Autobuses
Contenedores de basura
Distribuidora de gas (gaseras)
Gasolineras
Hoteles
Panificadoras
Paraderos de Autobuses
Puestos de comida asada al carbón
Rellenos sanitarios
Restaurantes de comida asada al carbón
Rosticerías
Tiraderos a cielo abierto
Talleres de pintado
Talleres mecánicos
CLAVES
S18
S19
S20
S21
S22
S23
S24
S25
S26
S27
S28
S29
S30
S31
S32
S33
FUENTES DE SERVICIOS
Talleres mecánicos
Tintorerías
Talleres de impresión (artes gráficas y
serigrafía)
Tortillerías
Paraderos de Microbuses
Carpinterías
depósitos de Cartón
Fotocopiadoras
Herrerías
Hojalaterías
Restaurantes de comida asada con leña
Talleres Eléctricos
Tlapalerías
Construcciones
Hospitales
Laboratorio
Fuentes de emisiones vehicular
CLAVES
T1
T2
T3
T4
T5
T6
T7
FUENTES VEHICULAR
Autos particulares
Taxis
Pasajeros ligeros
Pasajeros pesados
Pasajeros a diesel
Carga ligeros
Carga pesados
CLAVES
T8
T9
T10
Ta
Tb
Tc
FUENTES VEHICULAR
Transporte que no usa combustible
Aeronaves
Motocicletas
Tránsito vehicular elevada
Tránsito vehicular moderada
Tránsito vehicular bajo
CLAVES
I9
I10
I11
I12
I13
I14
FUENTES INDUSTRIALES
Productos vegetales
Papel reciclado
Solventes y plásticos
Fábrica de cartón
Fábrica fibra de vidrio
Ladrillera
Fuentes de emisiones industriales
CLAVES
I1
I3
I4
I5
I6
I7
I8
FUENTES INDUSTRIALES
Cementera
Industria de consumo alimenticio
Industria del vestido
Industria química
Planta de tratamiento de aguas residuales
Productos de consumo varios
Productos metálicos
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Otras fuentes de emisiones
CLAVES
OTRAS FUENTES
CLAVES
OTRAS FUENTES
O2
Lote baldío sin cubierta vegetal
O17
Lavandería Automática
O2b
Lote baldío con cubierta vegetal
O18
Productos de Limpieza
O3
Suelo con cubierta vegetal permanente
O19
Molino
O4
Campos de fútbol sin cubierta vegetal
O20
Veterinaria
O5
Campos de fútbol con cubierta vegetal
permanente
O21
Vulcanizadora
O6
Campos de fútbol con cubierta vegetal
sintética
O22
Bodega de Materiales
O7
Zona habitacional
O23
Cocina económica
O7a
Unidad habitacional
O24
Calle sin pavimentar
O7b
Casa habitación (zona residencial)
O25
Centros comerciales grandes
O8
Semáforos
O26
Iglesias
O9
Refacciones Mecánicas
O27
Puestos de comidas
O10
Bodegas
O28
Salón de fiestas
O11
Canchas Pavimentadas
O29
Carnicería
O12
Restaurantes a Gas
O30
Consultorio Médico
O13
Comercios varios (tienditas)
O31
Mercado
O14
Suelo con cubierta vegetal de temporal
O32
Oficinas
O15a
Escuela (Edificio de un solo piso)
O33
Plaza pública (parque)
O15b
Escuela (Edificio de dos pisos)
O34
Panteón
O16
Estacionamiento
3. Formatos para registro de datos. Para facilitar el registro de la información durante
las visitas a las estaciones de monitoreo se generaron varios formatos. Estos formatos
son guías para el levantamiento de datos y se pueden modificar de acuerdo con la
necesidad de cada sistema de monitoreo.
3.1 Ubicación de estaciones. Registro de las coordenadas geográficas y direcciones de las
estaciones de monitoreo.
Nombre
de
estación
Dirección
Coordenadas
Geográfica
Latitud
Longitud
Contaminantes
medidos
Método de
recolección
de datos
Observaciones
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3.2 Registro de equipo de monitoreo para cada estación. En esta tabla se registra cada equipo
instalado en la caseta de monitoreo, y se llena uno por cada estación. A parte del tipo de
equipo, también se debe anotar la marca, el modelo, rango de operación, método de
medición, años de operación y frecuencia de calibración.
Nombre de la estación de monitoreo: ___________________________________________
Tipo de
equipo
Marca
Modelo
Rango de
operación
Método de
medición
Años de
operación
Frecuencia de
calibración
3.3 Registro de vialidades. En este formato se registran todas las vialidades que caen
dentro de la circunferencia de radio 500 metros. Los tipos de vialidades se consideran de
la siguiente manera: Vialidad Primaria: Se refiere a las vías principales. Vialidad
Secundaria: Ocupa el siguiente nivel o jerarquía; esta vialidad tiene como función
ramificar la vialidad primaria para establecer y conectar zonas o barrios de la ciudad, es
una vía alimentadora, sus recorridos son más cortos y deben diseñarse para ofrecer las
facilidades al transporte de pasaje y carga. Normalmente las vialidades secundarias
alimentan zonas habitacionales y comerciales. Vialidades Locales: Es el último nivel
jerárquico, y su función es la de ramificar la vialidad secundaria para alimentar
directamente a las áreas habitacionales. De hecho solo deben circular por ellas los
usuarios de los predios a los que se sirve, es decir no deben servir como pasos de
intercomunicación entre zonas o barrios por los niveles de ruido y la falta de privacidad
que afectan a los residentes.
Nombre de la estación de monitoreo: ___________________________________________
Nombre de
vialidad
Tipo de
vialidad
¿Tiene
pavimento?
Distancia
aprox. a la
estación (m)
¿Hay semáforos cercanos?
Estimar tiempo de espera
N
S
E
O
Nombre de
vialidades
primarias
cercanas
Observacione
s
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3.4 Registro de vegetación. Es importante registrar la vegetación cerca de la estación de
monitoreo. Este formato se llenar por cada estación.
Nombre de la estación de monitoreo: ___________________________________________
Tipo de vegetación
circundante
Para el caso de árboles,
altura estimada
(m)
Distancia aprox. a la
estación (m)
N
S
E
Observaciones
O
4. Impresión. Se deben imprimir los formatos y mapas de las estaciones de monitoreo
antes de hacer los recorridos, así como las claves de las fuentes de emisiones. Debido a
que en el levantamiento de datos participan varias personas es necesario llevar varias
copias de las impresiones.
5. Preparación de los instrumentos. Para el levantamiento de datos es preciso llevar
todos los instrumentos necesarios para registrar las claves de las fuentes de emisiones y
vialidades en los formatos y mapas. Tales como lápiz, bolígrafos, marcadores de
diferentes colores y una tabla de apoyo para escribir. Así mismo, se tiene que cargar
equipos de sistema de posicionamiento global (GPS) para el levantamiento de las
coordenadas geográficas de cada estación y de las fuentes principales. Generalmente el
uso de los GPS es relativamente fácil, pero se recomienda practicar su funcionamiento
antes de ir a campo. Aunque los GPS tienen capacidad de guardar las lecturas se debe
registrar las coordenadas geográficas en los formatos correspondientes.
6. Cámaras fotográficas. Durante el recorrido se registra una memoria fotográfica. Las
cuales deben clasificarse después de cada recorrido. Estas fotográficas respaldan la
información levantada durante el recorrido, además de tener una memoria fotográfica
de todos los equipos de la caseta de monitoreo atmosférico.
7. Levantamiento de datos. Durante las visitas a las estaciones de monitoreo se registran
todas las fuentes que se encuentra alrededor de las estaciones de monitoreo dentro de la
circunferencia trazada en el mapa. Se señala en el mapa las posibles fuentes de
monitoreo que afectan las muestras tomadas por los equipos de monitoreo de cada
estación. Así mismo, se registra en los formatos correspondientes las vialidades y
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vegetación cercanas a las estaciones. También se escribe las condiciones en que operan
lo equipos, lo cual ayudará a dar un diagnóstico más completo del monitoreo
atmosférico de la zona. En la imagen siguiente se muestra como ejemplo, el apunte de
las coordenadas geográficas de las estaciones de la Zona Metropolitana de Guadalajara.
Figura 2.4. Registro de coordenadas geográficas
Durante el recorrido de las calles que se encuentran dentro de la circunferencia trazada
sobre el mapa de cada estación de monitoreo, se señalan las fuentes de emisiones
encontradas. Mas sin embargo, se puede hallar sitios importantes que puedan generar
algunas actividades esporádicas, como es el caso el uso de vehículos o ventas de
alimentos o antojitos que requiera la quema de gas o carbón, por lo que también se
recomienda registrarlos. En la figura 2.5 se muestra un ejemplo de levantamiento de
datos usando las claves de posible fuentes de emisiones. La figura 2.6 ejemplifica el
registro de las vialidades importantes cerca de la estación de monitoreo “Las Aguilas”.
La figura 2.7 ilustra el registro realizado de la vegetación encontrada cerca de la
estación. La figura 2.8 contiene todos los equipos encontrados en la caseta de monitoreo.
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Figura 2.5. Registro de claves de un cuadrante de una estación de monitoreo
Figura 2.6. Registro de Vialidades
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Figura 2.7. Registro de vegetación
Figura 2.8. Registro de equipos en funcionamiento en una estación de monitoreo
8. Vacio de información. Después del levantamiento de datos se tiene que elaborar los
mapas con las claves registradas y vaciar la información en los formatos electrónicos.
Todo esto ayudará a clasificar la estación de monitoreo. En la figura 2.9 se muestra el
mapa electrónico con las claves de las fuentes encontradas durante el recorrido de
campo. La figura 2.10 ejemplifica el vaciado de la información en el formato de registro
de equipos de monitoreo.
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Figura 2.9. Ejemplo de vacío de información en el mapa
Figura 2.10. Ejemplo de captura de información en un formato
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9. Clasificación de la estación. Para la clasificación de la estación es necesario tener el
mapa elaborado, ya que con este se puede ver la cobertura de la estación, su ubicación y
la fuente predominante. En la figura 2.11 se muestra el mapa de una estación clasificada.
En este caso se tiene que la estación tiene una cobertura vecinal (usando los criterios
definidos por la EPA). La clasificación por ubicación se encontró que es tipo residencial
en una zona urbana. Y por último, por las fuentes encontradas se define que la estación
tiene una afectación mayor en su monitoreo por fuente de área.
Figura 2.11. Ejemplo de clasificación de una estación
Con estas clasificaciones dadas a esta estación se puede asegurar que es un sitio que está
generando datos que se puedan utilizar para valorar los modelos empleados para la
evaluación de fuentes. Así como, ser considerado para la evaluación del cumplimiento
de normas oficiales mexicanas y otros estándares nacionales e internacionales. Y que
además cumple con los objetivos por el cual fue instalado en esta zona, que es la de
generar datos para implementar acciones que protejan la salud de la población.
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10. Álbum fotográfico. Es importante tener un respaldo fotográfico del levantamiento
de datos, por lo que se recomienda llevar cámaras fotográficas con suficiente memoria y
pilas recargables para poder registrar todas las fuentes encontradas durante el recorrido.
Figura 2.12. Álbum fotográfico del levantamiento de datos
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