Presentación del Cuarto Informe de Calidad del Aire de la GAM 2011.

4 Informe de Calidad del Aire
Gran Área Metropolitana de
Costa Rica: 2011
Monitoreo de Calidad del Aire
El monitoreo de la calidad del aire se debe llevar a cabo de una
manera continua para poder observar los cambios en las
concentraciones de los contaminantes con el tiempo.
El monitoreo, junto con los modelos de predicción y los
inventarios de emisiones, son parte integral de la gestión de la
calidad del aire.
Ésta se encuentra directamente vinculada con el cumplimiento de
objetivos económicos, de evaluación y de regulación.
Gran Área Metropolitana de Costa Rica
Circulación de aprox
592 351 vehículos
diariamente
Concentración del 67%
de toda la industria del
país
Concentración del
57% de la población
2 632 554 hab
Velocidad de
circulación promedio
de 12 km/h en ciudad
Consumo del 58% del
combustible expendido
en Costa Rica
Emisión de 564 350
Ton de contaminantes
al año
Contaminación del Aire
Condición en la cual una sustancia se encuentra en exceso respecto a su
concentración ambiental normal y tiene además un impacto medible en la
calidad del aire, en el ecosistema o en la salud humana
Los contaminantes del aire pueden ser
-gases de origen (natural o antropogénico)
-partículas sólidas o líquidas (naturales o antropogénicas)
-primarios o secundarios
RADIACIÓN SOLAR
ANTICICLÓN
ALTURA DE CAPA DE
MEZCLA
C
S
O NH
ONO
2
PM
3
10
PM
2.5
X
PM2.5
O3
HC
PM10
Partículas
El término partículas suspendidas se refiere a
cualquier material sólido o líquido que es capaz de
permanecer en suspensión en el aire ambiente por
medios físicos o mecánicos.
Las partículas menores a 10 micrómetros (PM10)
son generadas principalmente por la resuspensión
del polvo del suelo, la minería y el tráfico de las
carreteras, mientras que las partículas menores a
2.5 micrómetros (PM2.5) son emitidas durante la
combustión de diesel, búnker y producidas a partir
de la condensación de los gases de combustión de
los vehículos a gasolina.
En el caso de las PM2.5 hay una importante
contribución de las partículas secundarias que se
forman en la atmósfera a través de procesos
fotoquímicos, y también pueden ser transportadas
desde fuentes industriales remotas
PARTÍCULAS PM10: RESULTADOS AÑO 2011
Sitio de
Promedio
Límite de
Valor Máximo
Límite de
Desviación
Número
Monitoreo
aritmético anual
Exposición
registrado en 24
Exposición
Estándar
de datos
(µg/m3)
Crónica
horas (µg/m3)
Aguda
(µg/m3)
válidos
Catedral SJ
24
83
11
78
MOPT SJ
26
126
15
59
Hatillo, SJ
32
144
21
106
La Uruca, SJ
32
Costa Rica:
10
120
Zapote, SJ
22
50 µg/m3
7
114
Escazú, SJ
23
8
110
Asunción, BE
54
19
104
13
124
79
46
Costa Rica:
150 µg/m3
63
OMS
20 µg/m3
124
OMS
50
µg/m3
La Ribera, BE
33
Heredia, HE
45
96
20
91
Lindora, SA
26
84
11
125
Cartago, CA
28
78
10
119
Moravia, MO
20
46
6
122
Santo Domingo
21
43
6
117
Alajuela, AL
26
50
6
99
117
54 µg/m3
26 µg/m3
45 µg/m3
21 µg/m3
20 µg/m3
28 µg/m3
26 µg/m3
32 µg/m3
23 µg/m3
22 µg/m3
Año 2011
Variable
Asunción, BE
Heredia
La Uruca
Alajuela
Cartago
Santa Ana
Morav ia
Promedio Mensual PM 10 (ug/m3)
70
60
50
40
30
20
10
ene
feb mar abr may jun jul
Month
ago sep
oct
nov
dic
TENDENCIAS EN LAS CONCENTRACIONES
LA GAM: 2008-2011
DE PM10 EN
Promedio Anual (µg/m3)
Sitio de Monitoreo
2008
2009
2010
2011
Catedral, SJ
29
27
28
24
Plantel MOPT, SJ
26
28
26
La Uruca, SJ
37
32
Hatillo, SJ
35
32
Zapote, SJ
29
22
Escazú
22
23
38
34
33
51
52
54
40
56
45
Lindora, SA
26
26
Cartago
28
28
Ribera, BE
41
Asunción, BE
Heredia
51
Moravia
20
20
El comportamiento
depende del sitio de muestreo y no22
responde a una 21
Santo
Domingo
tendencia generalizada
Alajuela
25
26
PARTÍCULAS PM2,5: RESULTADOS AÑO 2011
Promedio
Aritmético
Anual
Edificio
Municipalidad
de San José
28
La Asunción, BE
31
Moravia
11
Heredia
30
La Uruca
18
Límite de
Exposición
Crónica
México:
15 µg/m3
USEPA:
15 µg/m3
OMS:
10 µg/m3
Valor máximo
en 24 horas
41
76
32
78
Límite de
Exposición
Aguda
México:
65 µg/m3
USEPA:
35 µg/m3
OMS:
25 µg/m3
46
Se soprepasa tanto el límite de exposición crónica como aguda
Concentración de PM2,5 en la GAM: Año 2011
PORCENTAJE DE CUMPLIMIENTO DIARIO
DEL LÍMITE DE EXPOSICIÓN AGUDO
BELÉN 68%
LA URUCA 85%
HEREDIA 74%
SAN JOSE 87%
MORAVIA 96%
Distribución de tamaño y masa de las partículas
Diferencias de composición entre partículas PM10 y
PM2,5 en la GAM
CONTRIBUCIÓN DE LOS DISTINTOS COMPONENTES A
LAS PM2,5 PARA LA GAM 2011
SJ-03*C 1
MO-01*C1
HE-01*C 1
4,8% 0,8%
3,6% 0,6%
11,3%
15,9%
C ategory
OM
EC
SIA
C rustal
Sea Salt
Trace Metals
2,2% 0,5%
22,7%
37,3%
16,1%
41,3%
59,8%
21,3%
10,1%
7,2%
27,2%
17,3%
BE-02*C 1
SJ-06*C1
2,8%
3,2% 0,7%
0,6%
15,2%
16,6%
46,2%
16,4%
55,2%
23,1%
9,8%
10,2%
VARIACIÓN TEMPORAL EN LA COMPOSICIÓN
QUIMICA DE LAS PARTICULAS EN LA GAM 2011
SJ-03 Sampling Site
C1
Secondary Ions
Sea Salt
Trace Elements
Crustal Material
EC
OM
Contribution (%)
100
80
60
40
20
0
10
M
P
y
Dr
n
so
a
se
10
M
P
y
in
a
R
n
so
a
se
2.
M
P
5
y
Dr
n
so
a
se
5
2.
M
P
y
in
a
R
n
so
a
se
CONTRIBUCION DE LAS FUENTES A LA
COMPOSICIÓN QUIMICA DE LAS PARTICULAS PM
2,5 EN LA GAM 2011
Marino
PCA
6,7
UNMIX
8,1
PMF
9,5
Material Crustal
14,5
16,3
17,1
Tráfico
25,3
28,8
18,7
Aerosoles Secundarios
35,8
Industrial
12,1
15,9
16,1
Nitrato secundario
11,4
14,8
Sulfato secundario
8,75
11,3
Combustión Búnker
7,7
Concentración de Cobre en partículas en la GAM
18 ng/m3
157 ng/m3
11 ng/m3
8 ng/m3
7 ng/m3
69 ng/m3
122 ng/m3
Concentración de Manganeso en partículas en la GAM
78 ng/m3
377 ng/m3
83 ng/m3
140 ng/m3
20 ng/m3
27 ng/m3
125 ng/m3
94 ng/m3
102 ng/m3
Concentración de Plomo en partículas en la GAM
3,9 ng/m3
3,8 ng/m3
3,5 ng/m3
3,9 ng/m3
6,8 ng/m3
5,7 ng/m3
2,9 ng/m3
3,9 ng/m3
4,6 ng/m3
Evolución de Factores de Enriquecimiento:
2007-2011
Se suelen calcular con el fin de identificar las posibles fuentes y la
contribución de las emisiones antropogénicas a los niveles de
metales en las partículas:
FE = (E/R) Aire / (E/R) suelo
2007
2008
2009
2010
2011
Cobre
40,6
45,3
57,8
62,4
65,9
Cromo
0,89
1,27
0,95
1,34
1,58
Níquel
2,37
1,86
2,86
3,16
2,98
Vanadio
5,67
6,17
4,98
7,24
8,11
Plomo
45,1
67,4
55,4
72,3
79,8
Níquel
1,34
2,27
1,86
2,44
2,90
Manganeso
4,65
7,8
5,2
17,3
22,9
Acidez de las partículas en la GAM
0,953
0,794
0,941
0,842
0,867
0,855
0,831
0,872
0,835
Dióxido de Nitrógeno: San José
Resultados de NO2 en San José: 2011
Sitio de Muestreo
Promedio Anual (ug/m3)
Hospital San Juan Dios
55
Catedral Metropolitana
43
Estación al Pacífico
29
Bomba La Castellana
42
Barrio Lujan
26
Barrio Francisco Peralta
26
Barrio La Cruz
21
Avenida 10 AyA
29
Tribunal Supremo Elecc.
19
Iglesia Santa Teresita
23
JAPDEVA
40
Barrio México
26
Barrio Pithaya
29
Numar
41
Resultados de NO2 en Belén: 2011
Sitio de Muestreo
Promedio Anual (ug/m3)
Antiguo Hotel Herradura
42
Plaza La Asunción
44
Residencial Cariari
19
Firestone
31
Hotel Marriot
25
Iglesia de la Ribera
24
Parque Recreativo Ojo de Agua
28
Municipalidad de Belén
42
Polideportivo Belén
20
Cruce Belén –Santa Ana
40
Kimberly Clark
19
PRECIPITACIÓN TOTAL
El dióxido de carbono de la atmósfera provoca que el agua de lluvia sea ligeramente ácida,
sin embargo, las emisiones volcánicas y los óxidos de nitrógeno y azufre emitidos en la
ciudad reaccionan con el agua incrementando el nivel de ácidez.
La lluvia ácida se deposita lejos de las fuentes de emisión, ocasionando daños a
construcciones y monumentos, bosques y cultivos, y a los ecosistemas acuáticos
Resultados de Precipitación Total:
2011
pH
SO42-
NO3-
Cl-
F-
NH4+
NO2-
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
mg/l
San José
3,77
2,21
0,94
0,88
0,10
0,41
0,34
Heredia
3,82
2,32
0,75
1,12
0,08
0,49
0,31
Belén
3,95
2,11
0,83
0,93
0,08
0,44
0,35
CONCLUSIONES
• Las concentraciones de partículas PM10 tienden a estabilizarse con
disminuciones significativas en varios puntos.
• Persisten los incumplimientos en las concentraciones de partículas PM2,5 en
4 de los 5 sitios de monitoreo. Para este contaminante se incumplen tanto el
límite de exposición agudo como crónico. Debido al impacto de este
contaminante en la salud pública, se debe trabajar en la generación de
estándares y políticas de calidad del aire para abatir estas concentraciones.
• Las principales fuentes de partículas corresponden al tráfico vehicular, la
actividad industrial, aerosoles secundarios y el polvo de origen crustal.
• Algunos metales pesados en las partículas presentan un patrón definido de
distribución mostrando concentraciones mayores para los sitios industriales y
aquellos ubicados al noroeste del área metropolitana
CONCLUSIONES
• Metales como el plomo, el cobre y el manganeso en partículas presentan una
evolución significativa en el factor de enriquecimiento del año 2007 al 2011 lo
que evidencia el incremento en el aporte antropogénico.
• Existe una tendencia a incrementar el grado de acidificación de las muestras
de precipitación total razón por la cual se debe explorar más a fondo causas
de este fenómeno
• Las concentraciones de dióxido de nitrógeno continúan creciendo en la GAM
pero a una tasa ligeramente menor que en años anteriores sobre todo en
sectores comerciales y residenciales
Principales Retos en Materia de
Gestión de Calidad del Aire
Emisiones de fuentes móviles en Costa Rica
Factor de emisión de GOTs (g/km)
20,00
18,00
16,00
14,00
Carga Pesada
12,00
Autobuses
10,00
Motocicletas
Automovil gasolina
8,00
Automovil Diesel
6,00
4,00
2,00
0,00
1980
1985
1990
1995
2000
Año Modelo
2005
2010
2015
Factores de emisión de NOx generados por
la flota vehicular en Costa Rica
Factores de Emisión de NOx (g/km)
40,00
35,00
30,00
Carga Pesada
25,00
Autobuses
20,00
Motocicletas
Automovil gasolina
15,00
Automovil Diesel
10,00
5,00
0,00
1980
1985
1990
1995
2000
Año Modelo
2005
2010
2015
Emisiones por fuentes móviles en Costa Rica año 2009
Tipo de
vehículo
PM10
PM2,5
GOT
Emisiones (ton/año)
GOR
SO2
Automóviles
gasolina
217,2
86,9
52212
36026
70,8
30371
137258
794,7
Automóviles
diesel
166,1
124,6
1270
478,8
168,4
2313
909
7,3
Taxis Gasolina
14,1
5,64
1443
575,8
4,6
1996
7047
51,7
Taxis Diesel
34,9
26,2
156
62,4
35,6
246
157
1,5
Motocicletas
56,4
22,6
7688
3189
63,0
2317
36106
16,8
Autobuses
173,2
129,9
1439
777,1
257,1
16874
5141
12,1
Carga Liviana
Diesel
612,3
459,2
3731
1007,4
627,8
17536
6570
42,7
Carga Liviana
Gasolina
35,9
14,4
6005
4023
132,3
4448
125835
119,8
Carga Pesada
333,8
250,3
1632
783,4
290,2
11442
10219
23,3
TOTAL
1643,9
1119,7
75576
46923
1649,8
87543
329242
1069,9
NOx
CO
NH3
Aporte por categoría de vehículo a las
emisiones de PM10
PM 10
Automóviles gasolina
20%
Automóviles diesel
13%
10%
1%
2%
Taxis Gasolina
Taxis Diesel
Motocicletas
2%
3%
38%
11%
Autobuses
Carga Liviana Diesel
Carga Liviana Gasolina
Carga Pesada
Aporte por categoría de vehículo a las emisiones
de PM2,5
PM 2.5
Automóviles gasolina
8%
22%
Automóviles diesel
11%
1%
2%
2%
1%
Taxis Gasolina
Taxis Diesel
Motocicletas
12%
Autobuses
Carga Liviana Diesel
41%
Carga Liviana Gasolina
Carga Pesada
Aporte por categoría de vehículo a las emisiones
de NOx
NOx
Automóviles gasolina
13%
Automóviles diesel
5%
35%
Taxis Gasolina
Taxis Diesel
Motocicletas
Autobuses
20%
19%
2%3%
3%
0%
Carga Liviana Diesel
Carga Liviana Gasolina
Carga Pesada
Evolución de las emisiones de fuentes móviles en
Costa Rica 2003-2010
300000
250000
GOT
200000
150000
CO
NOX
100000
50000
GOT
Año
10
20
09
20
20
08
07
20
06
20
05
20
04
20
03
0
20
Emision
(Ton/año)
350000
Renovación de la flota de Transporte Público
Autobuses: EURO IV
Categorías
Autobuses
Taxis
Gasolina
Taxis: TIER-02
GOT
CO
NOx
SO2
PM10
50% operando
con GLP
1097
3221
10266
142
76
50% unidades
alta eficiencia
1330
4864
9402
153
84
Sin sustitución
1669
5977
19959
301
194
50% operando
con GLP
367
2420
938
2
6
50% unidades
TIER-2
240
3939
637
5
10
Sin sustitución
2901
9909
2739
6
17
ISOPLETAS
Niveles de ozono en función de niveles de NOx y de
VOCs
¿Que hacer?
Alternativa 1:
Soluciones intensivas en capital
Dar mas capacidad vial para reducir la
congestión
Construir sistemas de transporte masivo
ferroviario (tren ligero-metro)
Autopista en EEUU
Foto: FPPQQ
Alternativa 2:
Cambiar los paradigmas
• Dar prioridad al transporte activo (a pie,
en bicicleta) y al transporte público en
buses
• Restringir el uso indiscriminado de
automóviles
Amsterdam, Holanda
Foto: FPPQQ
Soluciones intensivas en capital y suelo:
Autopistas
Usan gran cantidad de recursos
Generan necesidades permanentes
de mantenimiento y subsidios
Privilegian a la minoría que usa
vehículos privados
Resulta en expansión urbana,
consumo de tierra agrícola y áreas
protegidas
No genera desarrollo local: recursos
y equipos son importados a la región
Tienen largos tiempos de
implantación
No solucionan el problema
No son sustentables en lo financiero,
ambiental y social.
Un sistema de transporte urbano exitoso…
Genera bajos costos y tiempos de
viaje
Permite acceso equitativo a las
oportunidades de la vida urbana
(servicios sociales, educación,
salud, recreación)
Proporciona soporte adecuado a la
forma, tamaño y densidad deseada
de la ciudad-región
Contribuye al mejoramiento de la
calidad de aire y el ambiente
urbano, y la reducción de gases
efecto invernadero
Londres, Inglaterra
Fotos: DHG Junio 2005
Mejores Combustibles Gasolinas
• Reducción nivel de azufre
• Reducción del volumen de BENCENO (alta toxicidad)
• Reducción promedio de OLEFINAS
• Reducción en aromáticos
Mejora eficiencia
de convertidores
catalíticos
Reducción emisiones de
tóxicos de
ALTA PELIGROSIDAD
Reducción de NOx
en autos
Diesel
Mantener el nivel de azufre existente desde 2011
Reducción de emisiones de Partículas de
todo el parque de vehículos diesel
Permite uso de dispositivo de alta eficiencia en
reducción de emisiones de Material Particulado
y gases en buses y camiones
Cuenca Atmosférica
Se reconoce como un espacio geográfico delimitado por
elevaciones montañosas u otros atributos naturales con
características meteorológicas y climáticas afines donde la
calidad del aire a nivel estacional está influenciada por las
fuentes de emisión antropogénicas y naturales al interior de la
misma y por concentraciones de fondo que llegan a la cuenca
Capacidad de asimilación de ecosistemas
Es un estimado cuantitativo de la exposición (nivel de
concentración o depositación atmosférica) a uno o más
contaminantes bajo la cual no suceden efectos dañinos
significativos en elementos sensitivos específicos del ambiente o
en la estructura o función del ecosistema de acuerdo al
conocimiento presente.
Con base a lo anterior se requiere de conocer la calidad del aire
en una región (concentraciones ambientales) y esto se puede
lograr mediante el empleo de modelos de calidad del aire que
puedan simular regiones amplias que el monitoreo atmosférico
no puede abarcar.
Así mismo los modelos de calidad del aire pueden calcular la
depositación que servirá de base para la identificación de la
cuenca y con ello también la capacidad de carga de la misma.
Índices de Capacidad de Cuenca
Los índices para determinar la capacidad de la cuenca se
relacionan a la protección de la salud (exposición potencial,
severidad, extensión e índice de peligrosidad) y protección a
cultivos (AOT40).
Para protección a ecosistemas se requiere adicionalmente de
obtener la capacidad de asimilación para azufre (S) y nitrógeno
(N) (acidificación y eutrofización) de los diferentes tipos de
ecosistemas presentes dentro de la cuenca atmosférica a estudiar