Modelo de Dispersión de Calidad de Aire de la fuente Central Termoeléctrica Termogas Machala (Implementación Ciclo Combinado)

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1 Modelo de Dispersión de Calidad de Aire de la fuente Central Termoeléctrica Termogas Machala (Implementación Ciclo Combinado) Marzo, 2014 PREPARADO PARA: CELEC EP UNIDAD DE NEGOCIO TERMOGAS MACHALA. ELABORADO POR: ECOSAMBITO C. LTDA.

2 ÍNDICE DE CONTENIDOS ÍNDICE DE CONTENIDOS... I ÍNDICE DE TABLAS... II ÍNDICE DE GRÁFICOS... III RESULTADOS MODELO DE DISPERSIÓN DE CALIDAD DEL AIRE, DE LA FUENTE CENTRAL TERMOELÉCTRICA TERMOGAS MACHALA INTRODUCCIÓN OBJETIVOS DESCRIPCIÓN NORMATIVA VIGENTE APLICABLE PROCESOS DE LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA TERMOGAS MACHALA, CONSIDERADOS EN LA MODELACIÓN Equipos de generación Eléctrica CARACTERÍSTICAS DE LOS COMBUSTIBLES QUE SON EMPLEADOS EN EL PROCESO DE COMBUSTIÓN CONSUMO DE LOS COMBUSTIBLES QUE SON EMPLEADOS EN LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA TERMOGAS MACHALA CARACTERÍSTICAS DEL MODELO DE DISPERSIÓN EMPLEADO DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS DE LAS FUENTES DE EMISIONES EMPLEADAS EN EL MODELO DE DISPERSIÓN DETERMINACIÓN DE LAS EMISIONES DE LOS PROCESOS DE COMBUSTIÓN MODELO ESTEQUIOMETRICO DE COMBUSTIÓN CARACTERIZACIÓN DE LAS EMISIONES INFORMACIÓN METEOROLÓGICA DE LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA TERMOGAS MACHALA TEMPERATURA ROSA DE VIENTOS HUMEDAD RELATIVA PRECIPITACIÓN RESULTADOS DEL MODELO DE DISPERSIÓN MODELO DE DISPERSIÓN DE ÓXIDOS DE NITRÓGENO MODELO DE DISPERSIÓN DIÓXIDO DE AZUFRE MODELO DE DISPERSIÓN DE MONÓXIDO DE CARBONO RESUMEN DE RESULTADOS DE CONCENTRACIONES MÁXIMAS PARA DIFERENTES PERÍODOS PARA EL NO i

3 ÍNDICE DE TABLAS TABLA 1: LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE EMISIONES AL AIRE PARA FUENTES FIJAS DE COMBUSTIÓN. NORMA PARA FUENTES EN OPERACIÓN ANTES DE ENERO DE TABLA 2: LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE EMISIONES AL AIRE PARA FUENTES FIJAS DE COMBUSTIÓN. NORMA PARA FUENTES EN OPERACIÓN A PARTIR DE ENERO DE TABLA 3: NORMA ECUATORIANA DE CALIDAD DEL AIRE Y GUÍAS OMS 1996 Y TABLA 4: CONCENTRACIONES DE CONTAMINANTES CRITERIO QUE DEFINEN LOS NIVELES DE ALERTA, ALARMA Y DE EMERGENCIA EN CALIDAD DEL AIRE... 3 TABLA 5: LISTA DE PROCESOS QUE HAN SIDO CONSIDERADOS EN LA MODELACIÓN... 5 TABLA 6: CARACTERÍSTICAS DEL FUEL GAS EMPLEADOS EN LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA TERMOGÁS MACHALA (MEDIA DE LOS ANÁLISIS REALIZADOS)... 7 TABLA 7: RENDIMIENTO DE COMBUSTIBLE DE LAS UNIDADES DE GENERACIÓN DE LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA TERMOGÁS MACHALA,... 7 TABLA 8: LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE EMISIONES AL AIRE PARA CALDEROS GENERADORES DE VAPOR NORMA PARA FUENTES EN OPERACIÓN TABLA 9: COMPOSICIÓN PORCENTUAL DEL COMBUSTIBLE TABLA 10: COEFICIENTES DE LA FÓRMULA SIMPLIFICADA TABLA 11: NÚMEROS ESTEQUIOMETRICOS TABLA 12: RELACION MASA ENTRE PRODUCTO Y COMBUSTIBLE TABLA 13: FACTORES DE EMISIÓN CALDEROS MAYORE A 100 MBTU/HR TABLA 14: TASA DE EMISIÓN ESTIMADA CON EL EMPLEO DE FACTORES DE EMISIÓN DE LA US-EPA TABLA 15: SISTEMAS DE CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE DE LOS EQUIPOS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA TABLA 16: CALCULO EMISIONES CON SISTEMA DE TRATAMIENTO DE GASES OXIDOS DE NITRÓGENO TABLA 17: RESUMEN DE CONCENTRACIONES MAXIMAS MENSUALES DE NO ii

4 ÍNDICE DE GRÁFICOS GRÁFICO 1: UNIDAD TURBINA GENERADORA... 4 GRÁFICO 2: TURBOGENERADORES TM GRÁFICO 3: BALANCE DE MASA EN PROCESO DE COMBUTIÓN GRÁFICO 4: TEMPERATURA MINIMA PROMEDIO (ºC) GRÁFICO 5: TEMPERATURA PROMEDIO (ºC) GRÁFICO 6: TEMPERATURA MAXIMA PROMEDIO (ºC) GRÁFICO 7: ROSA DE VIENTOS CENTRAL TERMOGAS MACHALA (MM5) GRÁFICO 8: HUMEDAD RELATIVA GRÁFICO 9: PRECIPITACIÓN GRÁFICO 10: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC GRÁFICO 11: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC GRÁFICO 12: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC GRÁFICO 13: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC GRÁFICO 14: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC GRÁFICO 15 Y 16: RESULTADO ENERO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 17 Y 18: RESULTADO FEBRERO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 19 Y 20: RESULTADO MARZO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 21 Y 22: RESULTADO ABRIL (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 23 Y 24: RESULTADO MAYO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 25 Y 26: RESULTADO JUNIO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 27 Y 28: RESULTADO JULIO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 29 Y 30: RESULTADO AGOSTO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 31 Y 32: RESULTADO SEPTIEMBRE (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 33 Y 34: RESULTADO OCTUBRE (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 35 Y 36: RESULTADO NOVIEMBRE (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 37 Y 38: RESULTADO DICIEMBRE (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA - 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 39: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC GRÁFICO 40: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC GRÁFICO 41: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC GRÁFICO 42: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC GRÁFICO 43: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC GRÁFICO 44 Y 45: RESULTADO ENERO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 8 GENERADORES (6TM Y 2PG) GRÁFICO 46 Y 47: RESULTADO FEBRERO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 8 GENERADORES (6TM Y 2PG) GRÁFICO 48 Y 49: RESULTADO MARZO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 8 GENERADORES (6TM Y 2PG) iii

5 GRÁFICO 50 Y 51: RESULTADO ABRIL (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 8 GENERADORES (6TM Y 2PG) GRÁFICO 52 Y 53: RESULTADO MAYO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 8 GENERADORES (6TM Y 2PG) GRÁFICO 54 Y 55: RESULTADO JUNIO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 8 GENERADORES (6TM Y 2PG) GRÁFICO 56 Y 57: RESULTADO JULIO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 8 GENERADORES (6TM Y 2PG) GRÁFICO 58 Y 59: RESULTADO AGOSTO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 8 GENERADORES (6TM Y 2PG) GRÁFICO 60 Y 61: RESULTADO SEPTIEMBRE (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 8 GENERADORES (6TM Y 2PG) GRÁFICO 62 Y 63: RESULTADO OCTUBRE (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 8 GENERADORES (6TM Y 2PG) GRÁFICO 64 Y 65: RESULTADO NOVIEMBRE (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 8 GENERADORES (6TM Y 2PG) GRÁFICO 66 Y 67: RESULTADO DICIEMBRE (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 8 GENERADORES (6TM Y 2PG) GRÁFICO 68: RESULTADO ANUAL Y MENSUALES, MODELO ISC3 - SO GRÁFICO 69: RESULTADO ANUAL Y MENSUALES, MODELO ISC3 - SO GRÁFICOS 70: RESULTADOS ANUAL Y MENSUALES, MODELO ISC3 TERMOGÁS MACHALA - MONOXIDO DE CARBONO (CO) 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICOS 71: RESULTADOS ANUAL Y MENSUALES, MODELO ISC3 TERMOGÁS MACHALA - MONOXIDO DE CARBONO (CO) 8 GENERADORES (6TM Y 2PG) iv

6 RESULTADOS MODELO DE DISPERSIÓN DE CALIDAD DEL AIRE, DE LA FUENTE CENTRAL TERMOELÉCTRICA TERMOGAS MACHALA 1. INTRODUCCIÓN En este documento se presentan los resultados de la aplicación del modelo de dispersión de contaminantes atmosféricos que se producen o producirían por el funcionamiento de las unidades generadoras a través de turbinas a gas, en las áreas internas y externas de la Central Termoeléctrica Termogas Machala. 2. OBJETIVOS El objetivo de la simulación realizada, es establecer los niveles de inmisión de los diferentes contaminantes atmosféricos en la zona de influencia por la Central Termoeléctrica Termogas Machala, y comparar estos valores con la Normativa Ecuatoriana de calidad del Aire (NECA) y con los valores Guías de la Organización Mundial de la Salud. 3. DESCRIPCIÓN Normativa Vigente Aplicable. El LIBRO VI ANEXO 3 del Texto Unificado de la Legislación Ambiental Secundaria NORMA DE EMISIONES AL AIRE DESDE FUENTES FIJAS DE COMBUSTION, en su numeral , establece lo siguiente De tratarse de una o varias fuentes fijas nuevas significativas, o varias fuentes existentes modificadas, la evaluación deberá efectuarse mediante un modelo de dispersión del tipo detallado, con capacidad para incluir diferentes fuentes fijas, y con capacidad de predecir concentraciones de contaminantes para períodos de tiempo mayores a una hora, e inclusive, de predecir la concentración anual de un determinado contaminante. Para esto, se utilizará un modelo de dispersión de características técnicas similares a ISC, de la US EPA. Para efectuar predicciones de concentraciones de contaminantes por períodos de hasta un año, el modelo de tipo detallado requerirá el uso de datos meteorológicos hora por hora, y de extensión también de un año. La fuente fija significativa evaluará su impacto en la calidad del aire previa revisión de los datos meteorológicos, hora por hora, de los últimos tres años, como mínimo, previos a la etapa de proyecto de la nueva fuente. Los datos meteorológicos a utilizarse deberán ser representativos para la ubicación geográfica de la fuente fija a evaluarse. El uso de un modelo de dispersión del tipo detallado se extenderá también para el caso de un conjunto de fuentes fijas nuevas, o fuentes existentes remodeladas o modificadas, que estuvieren bajo la responsabilidad de una misma organización u operador, y en que se determine que la emisión global de dicho conjunto de fuentes (artículo ) es significativa. 1

7 Por otro lado, en el artículo , en la tabla 2, del libro VI, anexo 3, de TULSMA, se establecen los Límites máximos permisibles de emisiones al aire para fuentes fijas de combustión. En las siguientes tablas se resumen los valores límites normados para las emisiones de fuentes fijas de combustión. Estos valores nos permitirán determinar el grado de cumplimiento de las emisiones de cada uno de los generadores que conforman la Central Termoeléctrica Termogas Machala. TABLA 1: LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE EMISIONES AL AIRE PARA FUENTES FIJAS DE COMBUSTIÓN. NORMA PARA FUENTES EN OPERACIÓN ANTES DE ENERO DE 2003 CONTAMINANTE EMITIDO Partículas Totales Óxidos de Nitrógeno Dióxido de Azufre COMBUSTIBLE UTILIZADO VALOR UNIDADES (a) Sólido 355 mg/nm 3 Líquido(b) 355 mg/nm 3 Gaseoso No Aplicable No Aplicable Sólido 1100 mg/nm 3 Líquido(b) 700 mg/nm 3 Gaseoso 500 mg/nm 3 Sólido mg/nm 3 Líquido(b) mg/nm 3 Gaseoso No Aplicable No Aplicable (a) mg/m 3 : miligramos por metro cúbico de gas a condiciones normales de 1013 milibares de presión y temperatura de 0 c, corregidos a 15% de O 2, en base seca. Fuente: Texto Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio del Ambiente, Libro VI, Anexo 3 TABLA 2: LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE EMISIONES AL AIRE PARA FUENTES FIJAS DE COMBUSTIÓN. NORMA PARA FUENTES EN OPERACIÓN A PARTIR DE ENERO DE 2003 CONTAMINANTE EMITIDO Partículas Totales Óxidos de Nitrógeno Dióxido de Azufre COMBUSTIBLE UTILIZADO VALOR UNIDADES (a) Sólido 150 mg/nm 3 Líquido(b) 150 mg/nm 3 Gaseoso No Aplicable No Aplicable Sólido 850 mg/nm 3 Líquido(b) 550 mg/nm 3 Gaseoso 400 mg/nm 3 Sólido mg/nm 3 Líquido(b) mg/nm 3 Gaseoso No Aplicable No Aplicable (a) mg/m 3 : miligramos por metro cúbico de gas a condiciones normales de mil trece milibares (1013 mbar) de presión y temperatura de 0 c, en base seca y corregida a 7% de oxígeno. (b) Combustibles líquidos comprenden los combustibles fósiles líquidos, tales como diesel, kerosene, búnker C, petróleo crudo, naftas. Fuente: Texto Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio del Ambiente, Libro VI, Anexo 3 2

8 La Norma Ecuatoriana de Calidad de Aire (Libro VI, Anexo 4 del TULSMA) ha establecido los valores guías para los diferentes contaminantes con respecto a aire ambiente. De igual el documento Guías generales sobre medio ambiente, salud y seguridad en el capítulo 1.1, en la tabla presenta las guías de calidad del aire ambiente dadas por la Organización Mundial de la Salud. En la TABLA 3, se presenta un resumen tanto de la normativa nacional, como de los valores guías dados por la OMS, tanto en el año 1996 como en el TABLA 3: NORMA ECUATORIANA DE CALIDAD DEL AIRE Y GUÍAS OMS 1996 Y 2005 COMPUESTO NECA (ug/m 3 ) OMS 1996 (ug/m 3 ) OMS 2005 (ug/m 3 ) IT-1 IT-2 IT-3 Guía PM2.5 (24h) PM2.5 (anual) PM10 (24h) PM10 (anual) SO 2 (10 minutos) 500 SO 2 (24h) SO 2 (anual) CO (1h)-mg/m CO (8h)-mg/m O 3 (8h) NO 2 (1h) NO 2 (anual) Fuente: Norma de calidad del Aire Ambiente o Nivel de Inmisión - Libro VI Anexo 4 TULSMA (del 4 de abril de 2011). Guías de la Calidad del Aire OMS 1996 y Por otra parte en la normativa nacional, se establecen los criterios para determinar con respecto a la calidad del aire, los niveles de alerta, alarma y de emergencia, en función de las concentraciones de los diferentes contaminantes. En la TABLA 4, se resumen dichos valores. TABLA 4: CONCENTRACIONES DE CONTAMINANTES CRITERIO QUE DEFINEN LOS NIVELES DE ALERTA, ALARMA Y DE EMERGENCIA EN CALIDAD DEL AIRE CONTAMINANTE Y PERÍODO DE TIEMPO ALERTA ALARMA EMERGENCIA Monóxido de Carbono Concentración promedio en ocho horas (ug/m 3 ) Dióxido de Nitrógeno Concentración promedio en una hora (ug/m 3 ) Dióxido de Azufre Concentración promedio en veinte y cuatro horas (ug/m 3 )

9 CONTAMINANTE Y PERÍODO DE TIEMPO ALERTA ALARMA EMERGENCIA Material particulado PM 10 Concentración en veinte y cuatro horas (ug/m 3 ) Material particulado PM 2.5 Concentración en veinte y cuatro horas (ug/m ) Nota: Todos los valore de concentración expresado en microgramos por metro cúbico de aire, a condiciones de 25oC y 760 mm Hg. Fuente: Norma de calidad del Aire Ambiente o Nivel de Inmisión - Libro VI Anexo 4 TULSMA (del 4 de abril de 2011) Procesos de la Central Termoeléctrica Termogas Machala, considerados en la modelación Equipos de generación Eléctrica La Central Termoeléctrica Termogas Machala tiene una potencia instalada de 252 MW de generación térmica; la cual está conformada por dos bloques de generación, a saber: Turbina de gas FRAME GE PG6101 Está conformada por una central de generación eléctrica con una capacidad de 132 MW con 2 unidades generadoras del tipo turbina a gas, empleando gas natural como combustible. El gas natural es suministrado por PETROECUADOR EP, proveniente de los pozos situados en el Bloque 3 del Golfo de Guayaquil. Cada una de las turbinas FRAME GE PG6101 tiene una capacidad de generación 66 MW, y cuentan con un sistema de combustión dry-low NOx lo cual minimiza las emisiones de óxidos de nitrógeno en los productos de los gases de combustión. GRÁFICO 1: UNIDAD TURBINA GENERADORA Fuente: ECOSAMBITO C. LTDA. 4

10 Turbogeneradores TM 2500 Está conformada por 6 unidades de generación, con un aporte de potencia efectiva de 120 MW empleando actualmente gas natural como combustible, aunque puede funcionar con diesel como combustible. El gas natural es suministrado por PETROECUADOR EP, proveniente de los pozos situados en el Bloque 3 del Golfo de Guayaquil. Cada uno de los generadores consta de 4 contenedores o trailers que se acoplan para formar la unidad de generación. GRÁFICO 2: TURBOGENERADORES TM2500 Fuente: ECOSAMBITO C. LTDA. En la TABLA 5, se listan los equipos de generación eléctrica que han sido considerados tanto para la modelación de Monóxido de Carbono, Dióxido de Azufre, como de Óxidos de Nitrógeno. TABLA 5: LISTA DE PROCESOS QUE HAN SIDO CONSIDERADOS EN LA MODELACIÓN Item No. TG01 TG02 TG03 TG04 TG05 TG06 TIPO TURBO GENERADOR TURBO GENERADOR TURBO GENERADOR TURBO GENERADOR TURBO GENERADOR TURBO GENERADOR MARCA GENERAL ELECTRIC TM2500 GENERAL ELECTRIC TM2500 GENERAL ELECTRIC TM2500 GENERAL ELECTRIC TM2500 GENERAL ELECTRIC TM2500 GENERAL ELECTRIC TM2500 Descripción Potencia/Unidad (KW) TERMOGÁS MACHALA Tipo de combustible Año de Instalación SO 2 NOx CO 22.8 MW Gas Natura 2011 x x x 22.8 MW Gas Natura 2011 x x x 22.8 MW Gas Natura 2011 x x x 22.8 MW Gas Natura 2011 x x x 22.8 MW Gas Natura 2011 x x x 22.8 MW Gas Natura 2011 x x x 5

11 Item No. T01 T02 T03 TIPO TURBINAS TIPO FRAME TURBINAS TIPO FRAME TURBINAS TIPO FRAME MARCA GENERAL ELECTRIC PG6101 GENERAL ELECTRIC PG6101 GENERAL ELECTRIC PG6101 Fuente: CELEC EP Elaboración: ECOSAMBITO C. LTDA. Descripción Potencia/Unidad (KW) TERMOGÁS MACHALA Tipo de combustible Año de Instalación SO 2 NOx CO MW Gas Natural 2002 x x x MW Gas Natural 2002 x x x MW Gas Natural 2014 x x x 3.3. Características de los combustibles que son empleados en el proceso de combustión. Para la determinación de las emisiones, un insumo muy importante es la característica de los combustibles que se emplean en las diferentes unidades de producción de energía. Dentro de las instalaciones de la Central Termoeléctrica no existen tanques de almacenamiento de combustibles líquidos con capacidad mayor a 500 galones. EN EL CASO PARTICULAR DE LAS PLANTAS DE GENERACIÓN SE UTILIZARA EL COMBUSTIBLE DENOMINADO FUEL GAS, LAS PRINCIPALES PROPIEDADES SE PRESENTAN A CONTINUACIÓN ( TABLA 6). 6

12 TABLA 6: CARACTERÍSTICAS DEL FUEL GAS EMPLEADOS EN LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA TERMOGÁS MACHALA (MEDIA DE LOS ANÁLISIS REALIZADOS) Compuesto Fuel Gas % mol Agua (lb/mmscf) 3 Azufre (ppm) < 1 Nitrógeno Metano Etano CO Propano Iso- Butano n- Butano Iso - Pentano n - Pentano Hexano y más pesados Fuente: CELEC EP Elaboración: ECOSAMBITO C. LTDA Consumo de los combustibles que son empleados en la Central Termoeléctrica Termogas Machala. A continuación se presenta la TABLA 7, en la que se resume la potencia de la unidad de generación, su código, así como el consumo de combustible registrado o establecido en los catálogos. TABLA 7: RENDIMIENTO DE COMBUSTIBLE DE LAS UNIDADES DE GENERACIÓN DE LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA TERMOGÁS MACHALA, CODIGO UNIDAD DE GENERACIÓN Potencia Unidad (MW) TERMOGÁS MACHALA Consumo combustible mscf/día (3) TG MW 6 (1) TG MW 6 (1) TG MW 6 (1) TG MW 6 (1) TG MW 6 (1) TG MW 6 (1) TERMOGÁS MACHALA Fuente: T MW 15 (2) T MW 15 (2) T03 (A instalarse) MW 15 (2) 7

13 (1) Información obtenida de la Auditoría Ambiental Interna Año 2012 Central Termoeléctrica con Turbinas a Gas Natural 252MW CELEC EP Unidad de Negocio Termogas Machala (2) Información obtenida de la Tesis: DETERMINACIÓN DELOS BENEFICIOS ECONÓMICOS Y AMBIENTALES POR LA CONVERSIÓN DE LA CENTRAL TERMOGAS MACHALA I A UNACENTRAL CON CICLO COMBINADO. Autor: FRANKLIN FERNANDO CALLE MOROCHO. FACULTADO DE INGENIERÍA UNIVERSIDAD DE CUENCA (3) mscf = millones de pies cúbicos por día Características del modelo de dispersión empleado. Con la finalidad de evaluar los niveles de inmisión (calidad de aire ambiente) que se producen o se producirán por la Central Termoeléctrica Termogas Machala, se procedió a realizar el modelamiento de la emisión usando los programa Breeze ISC7- GIS PRO y Breeeze 3D Analyst en ambiente Windows proporcionado por la compañía Trinity Consultants, por el tipo de combustible, en función de los contaminante, monóxido de carbono (CO), Dióxido de Nitrógeno (NO 2 ) y dióxido de azufre para el periodo de 24 horas, durante un año corrido, y verificado por el período de tres años. El Modelo empleado es de tipo gaussiano, es decir utiliza la aproximación del penacho gaussiano para la dispersión de los contaminantes. El modelo en mención es avalado por la US-EPA y cumple con los requerimientos dictados por la normativa ecuatoriana Determinación de los parámetros de las fuentes de emisiones empleadas en el modelo de dispersión. Los parámetros básicos de caracterizan la fuente de emisión y que deben ser ingresados al modelo de dispersión se listan a continuación: Altura de Chimenea Diámetro Interno de la Chimenea Temperatura de los Gases Velocidad del Gas Tasa de Emisión de NOx Tasa de Emisión de SO 2 Tasa de Emisión de CO La información indicada ha sido obtenida mediante la estimación de los flujos de emisiones a través de la aplicación de modelos estequiométrico de combustión y mediante factores de emisión. Para la aplicación del modelo se ha utilizado la siguiente información: 1. La ubicación de las fuentes en coordenadas UTM. 2. Diámetros de las chimeneas. 3. Las Alturas de las chimeneas. 4. Flujo de gases obtenido a partir del balance estequeométrico. 5. Temperatura de emisión: La temperatura de salida de los gases es una variable importante que influye en el fenómeno de la flotabilidad (elevación) 8

14 que puedan tener los gases desde las fuentes, afectando directamente la dispersión de los contaminantes. 6. Orografía del sector: Se utilizó una malla, cercana a la Central Termoeléctrica Termogas Machala de receptores, en los mismos que a más de su ubicación en coordenadas UTM se incorporó la altura del terreno. 4. DETERMINACIÓN DE LAS EMISIONES DE LOS PROCESOS DE COMBUSTIÓN 4.1. Modelo estequiometrico de combustión Es importante establecer los mecanismos y reacciones químicas que actúan en el proceso de combustión para poder caracterizar cada sustancia contaminante en el presente estudio. Reacciones Básicas La reacción de oxidación más sencilla es la de carbono en oxígeno, tipificada por C + O 2 CO 2 El lado izquierdo de la reacción contiene reactantes, y el derecho productos, en este caso solamente CO 2. Nótese que se requiere un mol de carbono (definido como la masa molecular expresada en gramos, o sea 12 g) para combinarse con un mol de oxigeno (32 g) y generar un mol de CO 2 (44 g). Sin embargo, en la práctica se tiene aire, el cual contiene 79/21 partes de nitrógeno molecular por cada parte (mol) de oxígeno. La fracción equivalente es 3.76, por lo que el aire puede expresarse como (O N 2 ), quedando la reacción de combustión: C + (O N 2 ) CO N 2 Presencia de Hidrógeno Los combustibles hidrocarburíferos contienen hidrogeno además de carbono. Este también participa en la reacción de oxidación y genera agua como producto de combustión: CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O Donde 2 moles de oxigeno molecular son necesarios para oxidar completamente tanto el carbono como el hidrogeno presentes en el metano. Nótese que se genera 36 g de agua por cada 16 g de metano que se combustiona completamente. Por otro lado, se genera 44 g de CO 2 por cada 16 g de metano. 9

15 Exceso de Aire La buena combustión requiere de un poco más de aire que el estequiométrico. Se puede introducir por un lado el llamado Factor de aire estequiométrico, que es la relación entre aire real y aire estequiométrico. En cálculos técnicos se prefiere el Factor de Exceso de Aire que implica la fracción adicional de aire en relación al estequiométrico. En la práctica la ecuación de combustión dependerá de los elementos que posea el combustible en su composición principalmente Carbono, Oxigeno, Hidrogeno, Nitrógeno, Azufre y otros elementos. Estos establecerán la ecuación general de combustión y los productos a formarse. La ecuación general queda de la siguiente forma: En los reactantes: CH y S w O z N u x x x x y z 2x z 2x 1 e (1 ) O2 3.76(1 e)(1 ) N 2 4x w x u x y 4x w x u x En los productos asumiendo combustión completa (sin considerar formación de especies como CO, NOx, hollin ni hidrocarburos residuales de combustión): y w u CO2 H2O SO2 NO2 y w u z y w u z 3.76(1 e)(1 ) N2 e(1 ) O2 2x x x 4x x x 2x 4x x x 2x ES MUY IMPORTANTE ESTABLECER QUE LO QUE SE REALIZA TAMBIÉN ES UN BALANCE DE EN EL PROCESO DE COMBUSTIÓN ENTRE LOS REACTANTES Y PRODUCTOS. EN EL Gráfico 3 se muestra un esquema de este proceso. 10

16 GRÁFICO 3: BALANCE DE MASA EN PROCESO DE COMBUTIÓN MASA REACTIVOS = MASA PRODUCTOS AIRE 79% N2; 21% O2 GASES DE COMBUSTIÓN CO2 N2 O2 NOX SO2 HCL VOC s Partículas e Inquemados CÁMARA DE COMBUSTIÓN (Reacciones Químicas de Transformación, Liberación de energía) COMBUSTIBLE PetCoke, Fuel Oil, Diesel, Gas Elaboración: ECOSAMBITO C. LTDA. CENIZAS Y MATERIA INERTE Vidrio, Metales, etc. Formación de NO x. Para el proceso de combustión existente en la Central Termoeléctrica Termogas Machala, el principal producto a tomar en cuenta es la formación de Óxidos de Nitrógeno. El NO x puede formarse tanto a partir del Nitrógeno del combustible como del Nitrógeno molecular del aire. La formación de N 2 O, NO 2 y NO 3 tiende a aumentar con la temperatura. Por tanto, aquello que reduzca la temperatura reduce la formación de NO x. Sin embargo, se debe anotar que se requiere una temperatura mínima para completar la reacción, excepto en combustión fresca (de baja temperatura) que se da usando catalizadores. Por otro lado, una mayor temperatura permite mayor tasa de transferencia de calor. Formación del CO. Si existe combustión completa no debe darse presencia de CO. Sin embargo, esto no se puede dar, por lo que siempre se busca conseguir la mejor combustión con la menor emisión de CO, para lo cual se requiere calibración correcta del caldero, operación a carga apropiada, sin déficit de aire pues caso contrario conduciría a incremento de CO en los gases de salida. Por otro lado, aun sin déficit de aire, podrían presentarse paquetes localizados de insuficiente presencia de oxígeno, o de insuficiente temperatura, conducentes a formación de CO. 11

17 Formación de SO 2 y Material Particulado. Las emisiones de óxidos de azufre (SOx) son directamente proporcionales a la cantidad de azufre que contiene el combustible. El gas tiene contenidos mínimos de azufre, por lo que las emisiones de este contaminante son menores a las de una instalación que utiliza otro combustible como el Fuel Oil o el Diesel. El uso de combustibles más limpios como gas natural y gas licuado, prácticamente no producen SOx ni material particulado, siendo éste el caso de las instalaciones de Termogas Machala Caracterización de las emisiones Para el cálculo de emisiones se procedió inicialmente a calcularlos por medio del desarrollo de combustión industrial. Análisis de los productos de la combustión Para el análisis se asume que durante todo el proceso existe combustión completa (no existe presencia de CO ni productos inquemados en los gases), por lo cual es necesario conocer los siguientes datos: 1. Composición porcentual del Combustible (%) 2. Exceso de Aire Suministrado (e) 3. Consumo de Combustible Como primer paso se procede a escribir la fórmula del Combustible de la siguiente forma simplificada: C H x y x S w x O z x N u x Donde x, y, w, z, u se refieren a subíndices de número de átomos o porcentaje (ley de proporciones definidas) en la molécula. Por ejemplo C x H y/x, indica que se tiene y/x átomos de H por cada átomo de C. Se procede a plantear la ecuación de combustión, de la siguiente forma: En los reactivos: C x H y x S w x O z x N u x y w u z y w u z ( 1 e)(1 ) O2 3.76(1 e)(1 ) N 4x x x 2x 4x x x 2x 2 En los productos: 12

18 y w u CO2 H2O SO2 NO2 y w u z y w u z 3.76(1 e)(1 ) N2 e(1 ) O2 2x x x 4x x x 2x 4x x x 2x Dónde: y/x w/x z/x u/x Moles de hidrógeno sobre moles de carbono Moles de azufre sobre moles de carbono Moles de oxigeno sobre moles de carbono Moles de nitrógeno sobre moles de carbono Para determinar la concentración de los gases en los productos se toma la relación entre moles de la especie considerada y moles totales en los productos. En la práctica el cálculo de la concentración de los gases se lo realiza en base seca, es decir no se considera las moles de agua generadas. Estos valores pueden ser comparados con datos reales medidos en la chimenea ya sea en porcentaje (100%) o ppm (parte por millón). Estos nos permitirían conocer de manera teórica si los gases producidos son inferiores a los límites de emisión establecidos en las normas ecuatorianas principalmente en el Texto Unificado de Legislación Ambiental del Ministerio del Ambiente (TULSMA). A continuación se presentan los valores establecidos como límites. TABLA 8: LÍMITES MÁXIMOS PERMISIBLES DE EMISIONES AL AIRE PARA CALDEROS GENERADORES DE VAPOR NORMA PARA FUENTES EN OPERACIÓN Contaminante Emitido Partículas Totales Óxidos de Nitrógeno Dióxido de Azufre A PARTIR DE ENERO DEL 2003 Combustible Utilizado Sólido Líquido [2] Gaseoso Sólido Líquido [2] Gaseoso Sólido Líquido [2] Gaseoso Valor No Aplicable No Aplicable Unidades mg/ndm 3 mg/ndm 3 No Aplicable mg/ndm 3 mg/ndm 3 mg/ndm 3 mg/ndm 3 mg/ndm 3 No Aplicable Donde mg/ndm 3 : miligramos por metro cúbico de gas, a condiciones normales, mil trece milibares de presión (1 013 mbar) y temperatura de 0 o C, en base seca y corregidos a 7% de oxígeno. Fuente: TULSMA Para establecer los valores del caudal emitido [Q] por cada uno de los contaminantes desde la chimenea, se utilizan las relaciones estequiométricas de la ecuación de combustión a partir del consumo de combustible. Este valor puede ser calculado mediante la siguiente expresión, donde Q cont está dado en las mismas unidades que Q comb es decir kg/segundo: Q cont Q comb PM cont N cont PM comb 13

19 En donde: N cont = número de moles del contaminante en la ecuación PM cont = peso molecular del contaminante PM comb = peso molecular del combustible A partir de esta información de las características del combustible, se procede a plantear los porcentajes de cada elemento presente en el combustible a utilizar: TABLA 9: COMPOSICIÓN PORCENTUAL DEL COMBUSTIBLE Compuesto %w Carbono 74.17% Hidrogeno 24.54% Azufre 0.00% Oxigeno 0.11% Nitrógeno 1.18% Estos valores se ingresan la función combustión la cual calcula la relación de moles de cada elemento sobre moles de Carbón (C). Para poder establecer la formulación simplificada que se utiliza en el balance de masa reactivos-productos: TABLA 10: COEFICIENTES DE LA FÓRMULA SIMPLIFICADA Descripción Símbolos Valor Moles de hidrógeno sobre moles de carbón y/x Moles de azufre sobre moles de carbón w/x 0 Moles de oxigeno sobre moles de carbón z/x Moles de nitrógeno sobre moles de carbón u/x Elaboración: ECOSAMBITO C. LTDA. La fórmula simplificada del combustible se establece de la siguiente forma CH O N , posteriormente se determina el peso molecular del combustible en función de la formula simplificada, el cual es g/mol. Como siguiente paso se ingresa la fórmula planteada a la ecuación general de combustión y el algoritmo calcula los números estequiométricos que permiten el balance de la ecuación, para cada producto. TABLA 11: NÚMEROS ESTEQUIOMETRICOS Compuesto Valor CO 2 1 H 2 O SO NO

20 Compuesto Valor N O Elaboración: ECOSAMBITO C. LTDA. Establecidos estos valores se procede a calcular la relación masa entre los productos y el combustible obteniendo lo siguiente: TABLA 12: RELACION MASA ENTRE PRODUCTO Y COMBUSTIBLE Compuesto Valor CO 2 2,7192 H 2 O 2,2082 SO 2 0,00004 NO 2 0,03866 N 2 14,3546 O Elaboración: ECOSAMBITO C. LTDA Verificación de las emisiones con el empleo de Factores de Emisión. A continuación se procede a estimar la emisión de contaminantes primarios por medio de factores de emisión basada en el capítulo Gas Boilers (calderos a gas natural) utilizado para Generación Eléctrica a partir del Ap42 de la EPA (Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volume 1, section 1.4.) TABLA 13: FACTORES DE EMISIÓN CALDEROS MAYORE A 100 MBTU/HR Compuesto NOx (Gas Natural - Uncontrolled) NOx (Gas Natural Low NOx Burners) PM 10(Gas Natural - Uncontrolled) PM 2.5(Gas Natural - Uncontrolled) AP-42 US-EPA Valor Unidad 280 Lb/Millon Cubic Feet 140 Lb/Millon Cubic Feet 7.6 Lb/Millon Cubic Feet 7.6 Lb/Millon Cubic Feet SO Lb/Millon Cubic Feet Fuente: Factores de Emisión AP-42 Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volume 1, sección 1.4US-EPA Los valores determinados en Kg/h ( TABLA 14) a partir de los factores de emisión y el consumo de combustibles; si se multiplican por los flujos de gas registrados en las chimeneas, se obtienen valores muy similares a los registrados en los monitoreos de emisiones de las distintas chimeneas. Con respecto al monóxido de carbono no se tiene una buena aproximación al aplicar los factores de emisión. 15

21 TABLA 14: TASA DE EMISIÓN ESTIMADA CON EL EMPLEO DE FACTORES DE EMISIÓN DE LA US- EPA Compuesto TURBINA GE PG6101 TURBOGENERADOR GE TM2500 kg/h g/s kg/h g/s NOX CO SO PM Elaboración: ECOSAMBITO C. LTDA. Estimación de Emisiones con sistema de Control En la práctica el sistema de generación termoeléctrica llevara un tren de depuración el cual típicamente está conformado por un sistema de reducción de óxidos de nitrógeno antes de la salida de los gases al ambiente. TABLA 15: SISTEMAS DE CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE DE LOS EQUIPOS DE GENERACIÓN ELÉCTRICA Contaminante Método de Protección Conclusiones y Observaciones NO x Quemadores de baja producción de NOx SCR Proceso de remoción de NOx que cuentan las unidades. SNCR Fuente: CONTAMINACION DEL AIRE ORIGEN Y CONTROL (WARK WARNER) En la siguiente tabla, considerando los procesos de control de la contaminación del aire para Óxidos de Nitrógeno, con una eficiencia obtenida de los Factores de Emisión (AP-42 Compilation of Air Pollutant Emission Factors, Volume 1, sección 1.4US-EPA) del 50% de remoción. TABLA 16: CALCULO EMISIONES CON SISTEMA DE TRATAMIENTO DE GASES OXIDOS DE NITRÓGENO Compuesto TURBINA GE PG6101 TURBOGENERADOR GE TM2500 kg/h g/s kg/h g/s NOX Elaboración: ECOSAMBITO C. LTDA. 5. INFORMACIÓN METEOROLÓGICA DE LA CENTRAL TERMOELÉCTRICA TERMOGAS MACHALA Para la obtención de la información meteorológica, se aplicó el modelo MM5. Concerniente al sector de ubicación de la Central Termoeléctrica Termogas Machala, 16

22 GRADOS CELSIUS ( C) RESULTADOS MODELO DE DISPERSIÓN DE CALIDAD DEL con la aplicación del modelo MM5, se obtuvo información en forma horaria para el año Con el modelo en mención se obtuvo información meteorológica superficial e información de la curva de estado. Estos incluyen velocidad y dirección de viento, temperatura, nubosidad, radiación solar, presión atmosférica, altura de capa de mezcla. Para la aplicación del modelo de dispersión se ha empleado la información meteorológicas del año 2012, adicionalmente se ha analizado la información de los años 2010 y A continuación se presenta un resumen de los principales variable meteorológicas, obtenidas a partir del modelo meteorológico MM5 en la ubicación de la Central Termoeléctrica Termogas Machala Temperatura En el gráfico 4 se indican los valores promedio mensuales de la Temperatura Mínima registrados en la Central Termoeléctrica Termogas Machala por el modelo MM5 para el año Los promedios más altos se registran durante los primeros meses del año, siendo el más elevado enero (20.85 C) y los más bajos en los meses de noviembre (13.55 C) y diciembre (13.25 C). 25 GRÁFICO 4: TEMPERATURA MINIMA PROMEDIO (ºC) MODELO MM5 PARA LA CENTRAL TERMOGÁS MACHALA, PROMEDIO 5 0 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC MES Elaboración: ECOSAMBITO C. LTDA. El Gráfico 5 presenta las temperaturas promedio para el año 2012, registrados por el modelo MM5, obteniéndose los registros más elevados en los primeros meses del año (enero, febrero, marzo y abril), posteriormente existe un descenso en los valores, obteniendo el registro más bajo en el mes de diciembre (18.96 C). 17

23 GRADOS CELSIUS ( C) GRADOS CELSIUS ( C) RESULTADOS MODELO DE DISPERSIÓN DE CALIDAD DEL GRÁFICO 5: TEMPERATURA PROMEDIO (ºC) MODELO MM5 PARA LA CENTRAL TERMOGÁS MACHALA, PROMEDIO 5 0 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC MES Elaboración: ECOSAMBITO C. LTDA GRÁFICO 6: TEMPERATURA MAXIMA PROMEDIO (ºC) MODELO MM5 PARA LA CENTRAL TERMOGÁS MACHALA, 2012 ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC MES MAXIMA Elaboración: ECOSAMBITO C. LTDA. Para las temperaturas máximas promedio, expresadas en C se observa un comportamiento con variaciones en los registros, los cuales fluctúan entre 26 C y 31 C (Ver Gráfico 6), siendo la temperatura máxima promedio en el mes de marzo con o C. 18

24 5.2. Rosa de vientos La dirección del viento, se elaboró con los resultados obtenidos del modelo MM5 para el año 2012 en el sitio de la Central Termoeléctrica Termogas Machala (GRÁFICO 7). Los resultados de los registros indican que el viento predominante se encuentra en dirección WSW con un porcentaje de 9.5% aproximadamente. GRÁFICO 7: ROSA DE VIENTOS CENTRAL TERMOGAS MACHALA (MM5) Elaboración: ECOSAMBITO C. LTDA Humedad relativa Los registros para la humedad relativa presentan valores bajos durante los primeros meses del año (enero, febrero, marzo y abril) con oscilaciones entre 83 y 85 %; los meses que mayor promedio registran corresponden a mayo (89.95), octubre (88.79) y diciembre (90.08), como se aprecia en el grafico 8. 19

25 mm PORCENTAJE (%) RESULTADOS MODELO DE DISPERSIÓN DE CALIDAD DEL GRÁFICO 8: HUMEDAD RELATIVA MODELO MM5 PARA LA CENTRAL TERMOGÁS MACHALA, ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROMEDIO 83,99 84,69 84,74 85,15 89,95 89, ,49 87,16 88,79 87,22 90,08 Elaboración: ECOSAMBITO C. LTDA Precipitación De acuerdo al modelo MM5 para la Central Termoeléctrica Termogas Machala, durante el año 2012 se registraron valores de baja pluviosidad en la mayoría de los meses del año, con registros que oscilan entre 22 y 77 mm. La cota más alta de precipitación, corresponde al mes de noviembre con 462 mm, como se muestra en el GRÁFICO 9. GRÁFICO 9: PRECIPITACIÓN MODELO MM5 PARA LA CENTRAL TERMOGÁS MACHALA, ENE FEB MAR ABR MAY JUN JUL AGO SEP OCT NOV DIC PROMEDIO Elaboración: ECOSAMBITO C. LTDA. 20

26 6. RESULTADOS DEL MODELO DE DISPERSIÓN En los siguientes gráficos se presenta el comportamiento de la dispersión de contaminantes en la Atmosfera Modelo de Dispersión de Óxidos de Nitrógeno Con respecto al análisis de la dispersión de los Óxidos de Nitrógeno, la concentración máxima en 1 hora no se superan los valores guías establecidos en la Normativa de Calidad de Aire Ambiente - Inmisión (2011) de 200 ug/m 3, siempre y cuando las unidades trabajan con los mecanismos de reducción de emisiones de NOx. Se ha realizado el análisis funcionando los 3 generadores PG6101 y los 6 generadores TM2500, con mecanismos de reducción y sin reducción de NOx, así como por separado los dos grupos de generadores. En el caso que las unidades trabajen sin mecanismo de reducción de emisiones se superaría los valores normados a niveles superiores de 600 ug/m 3. En los GRÁFICOS Gráfico 10 al GRÁFICO 37 se puede apreciar las variaciones de Óxidos de Nitrógeno en 1 hora, que se tuvieran mes a mes funcionando los 9 generadores, con mecanismos de reducción y sin reducción de NOx. GRÁFICO 10: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC3 - DIOXIDO DE NITRÓGENO NO2 - (CONCENTRACIÓN 1 HORA SIN FUNCIONAMIENTO DE MECANISMOS DE BAJAS EMISIONES DE NOX) 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) Resultado anual, modelo ISC3 - NO2 21

27 GRÁFICO 11: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC3 - DIOXIDO DE NITRÓGENO NO2 - (CONCENTRACIÓN ANUAL SIN FUNCIONAMIENTO DE MECANISMOS DE BAJAS EMISIONES DE NOX) 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) Resultado anual, modelo ISC3 - NO2 GRÁFICO 12: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC3 - DIOXIDO DE NITRÓGENO NO2 - (CONCENTRACIÓN ANUAL MECANISMOS DE BAJAS EMISIONES DE NOX FUNCIONANDO) 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) Resultado anual, modelo ISC3 - NO2 22

28 GRÁFICO 13: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC3 DIOXIDO DE NITRÓGENO NO2 - (CONCENTRACIÓN ANUAL SOLO PARA 3 GENERADORES PG6101 SIN FUNCIONAMIENTO DE MECANISMOS DE BAJAS EMISIONES DE NOX) Resultado anual, modelo ISC3 - NO2 GRÁFICO 14: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC3 DIOXIDO DE NITRÓGENO NO2 - (CONCENTRACIÓN ANUAL SOLO PARA 6 GENERADORES TM2500 SIN FUNCIONAMIENTO DE MECANISMOS DE BAJAS EMISIONES DE NOX) Resultado anual, modelo ISC3 - NO2 23

29 GRÁFICO 15 Y 16: RESULTADO ENERO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 17 Y 18: RESULTADO FEBRERO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 19 Y 20: RESULTADO MARZO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) 24

30 GRÁFICO 21 Y 22: RESULTADO ABRIL (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 23 Y 24: RESULTADO MAYO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 25 Y 26: RESULTADO JUNIO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) 25

31 GRÁFICO 27 Y 28: RESULTADO JULIO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 29 Y 30: RESULTADO AGOSTO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 31 Y 32: RESULTADO SEPTIEMBRE (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) 26

32 GRÁFICO 33 Y 34: RESULTADO OCTUBRE (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 35 Y 36: RESULTADO NOVIEMBRE (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) GRÁFICO 37 Y 38: RESULTADO DICIEMBRE (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 HORA - 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) En los GRÁFICOS del Gráfico 39 al GRÁFICO 66, se puede apreciar las variaciones de Óxidos de Nitrógeno en 1 hora, que se tuvieran mes a mes funcionando en las condiciones actuales, es decir con los 8 generadores (6 generadores PG6101 y los 2 generadores TM2500), con mecanismos de reducción y sin reducción de NOx. 27

33 GRÁFICO 39: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC3 - DIOXIDO DE NITRÓGENO NO2 - (CONCENTRACIÓN 1 HORA SIN FUNCIONAMIENTO DE MECANISMOS DE BAJAS EMISIONES DE NOX) 8 GENERADORES (6TM Y 2PG) Resultado anual, modelo ISC3 - NO2 GRÁFICO 40: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC3 - DIOXIDO DE NITRÓGENO NO2 - (CONCENTRACIÓN ANUAL SIN FUNCIONAMIENTO DE MECANISMOS DE BAJAS EMISIONES DE NOX) 8 GENERADORES (6TM Y 2PG) Resultado anual, modelo ISC3 - NO2 28

34 GRÁFICO 41: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC3 - DIOXIDO DE NITRÓGENO NO2 - (CONCENTRACIÓN ANUAL MECANISMOS DE BAJAS EMISIONES DE NOX FUNCIONANDO) 8 GENERADORES (6TM Y 2PG) Resultado anual, modelo ISC3 - NO2 GRÁFICO 42: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC3 DIOXIDO DE NITRÓGENO NO2 - (CONCENTRACIÓN ANUAL SOLO PARA 2 GENERADORES PG6101 SIN FUNCIONAMIENTO DE MECANISMOS DE BAJAS EMISIONES DE NOX) Resultado anual, modelo ISC3 - NO2 29

35 GRÁFICO 43: RESULTADOS ANUAL, MODELO ISC3 DIOXIDO DE NITRÓGENO NO2 - (CONCENTRACIÓN ANUAL SOLO PARA 6 GENERADORES TM2500 SIN FUNCIONAMIENTO DE MECANISMOS DE BAJAS EMISIONES DE NOX) Resultado anual, modelo ISC3 - NO2 30

36 GRÁFICO 44 Y 45: RESULTADO ENERO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 Hora 8 GENERADORES (6TM y 2PG) GRÁFICO 46 Y 47: RESULTADO FEBRERO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 Hora 8 GENERADORES (6TM y 2PG) GRÁFICO 48 Y 49: RESULTADO MARZO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 Hora 8 GENERADORES (6TM y 2PG) 31

37 GRÁFICO 50 Y 51: RESULTADO ABRIL (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 Hora 8 GENERADORES (6TM y 2PG) GRÁFICO 52 Y 53: RESULTADO MAYO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 Hora 8 GENERADORES (6TM y 2PG) GRÁFICO 54 Y 55: RESULTADO JUNIO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 Hora 8 GENERADORES (6TM y 2PG) 32

38 GRÁFICO 56 Y 57: RESULTADO JULIO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 Hora 8 GENERADORES (6TM y 2PG) GRÁFICO 58 Y 59: RESULTADO AGOSTO (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 Hora 8 GENERADORES (6TM y 2PG) GRÁFICO 60 Y 61: RESULTADO SEPTIEMBRE (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 Hora 8 GENERADORES (6TM y 2PG) 33

39 GRÁFICO 62 Y 63: RESULTADO OCTUBRE (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 Hora 8 GENERADORES (6TM y 2PG) GRÁFICO 64 Y 65: RESULTADO NOVIEMBRE (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 Hora 8 GENERADORES (6TM y 2PG) GRÁFICO 66 Y 67: RESULTADO DICIEMBRE (IZQUIERDA SIN MEDIDAS DE REDUCCIÓN, DERECHA CON MEDIDAS DE REDUCCIÓN), MODELO ISC3 - NO2 1 Hora 8 GENERADORES (6TM y 2PG) 34

40 6.2. Modelo de Dispersión Dióxido de Azufre Se puede apreciar para el SO 2, que los niveles de inmisión no superarían los 125 ug/m 3, valores mayores a lo que establece la Normativa Ecuatoriana de Calidad del Aire vigente y la Guía de la Organización Mundial de la Salud (OT1). El valor máximo registrado en el modelo estaría muy por debajo de lo establecido en la normativa nacional y en las guías de la OMS (GRÁFICO 69). Como se indicó anteriormente, por el muy bajo contenido de azufre del Gas Natural, el SO 2 no es un contaminante preponderante, más bien sus concentraciones son bastante bajas. GRÁFICO 68: RESULTADO ANUAL Y MENSUALES, MODELO ISC3 - SO 2 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) Elaboración: ECOSAMBITO C. LTDA. 35

41 GRÁFICO 69: RESULTADO ANUAL Y MENSUALES, MODELO ISC3 - SO 2 8 GENERADORES (6TM Y 2PG) Elaboración: ECOSAMBITO C. LTDA Modelo de Dispersión de Monóxido de Carbono Para el contaminante Monóxido de Carbono, como se puede apreciar, los valores obtenidos están muy por debajo de los valores normados dados por la Normativa Nacional de Calidad del Aire, como por la guía de calidad del aire de la Organización Mundial de la Salud (OMS -2005). En el siguiente gráfico se presenta la máxima concentración obtenida en el modelo ISC3, para el monóxido de carbono, con el funcionamiento de la Central Termoeléctrica Termogas Machala. 36

42 GRÁFICOS 70: RESULTADOS ANUAL Y MENSUALES, MODELO ISC3 TERMOGÁS MACHALA - MONOXIDO DE CARBONO (CO) 9 GENERADORES (6TM Y 3PG) (MÁXIMA CONCENTRACIÓN EN 8 HORAS) Resultado anual, modelo ISC3 - CO GRÁFICOS 71: RESULTADOS ANUAL Y MENSUALES, MODELO ISC3 TERMOGÁS MACHALA - MONOXIDO DE CARBONO (CO) 8 GENERADORES (6TM Y 2PG) (MÁXIMA CONCENTRACIÓN EN 8 HORAS) Resultado anual, modelo ISC3 - CO 6.4. Resumen de resultados de concentraciones máximas para diferentes períodos para el NO 2. El resumen de las concentraciones máximas mensuales o promedios anuales (NO 2 ) se presenta en la siguiente tabla 37

43 TABLA 17: RESUMEN DE CONCENTRACIONES MAXIMAS MENSUALES DE NO 2 MES PARÁMETRO (ug/m 3 ) NO 2 (1 hora) a Con mecanismo de reducción Sin mecanismo de reducción Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre MÁXIMO ANUAL NO 2 (ANUAL) PERÍODO ug/m 3 (anual) ug/m 3 (anual) ANUAL Simbología Cumple con la Normativa Nacional y las Guías de la OMS Excede la Normativa Nacional, pero no llega a nivel de alerta Nivel de Alerta Nivel de Alarma Nivel de Emergencia a La legislación señala se puede exceder de la norma por dos ocasiones en un año, así que el máximo anual muestra el tercer máximo del año b Únicamente se registran los valores del percentil 98, según lo permite la simulación de contaminantes en el ISC 3. El máximo valor presentado corresponde al tercer máximo anual según lo señala la normativa De la tabla anterior se puede concluir que los valores modelados para NO 2, siempre y cuando los generadores (calderos) utilicen los mecanismos de reducción de este contaminante, no superan los valores establecidos en la Norma de Calidad de Aire Ambiente Inmisión (Acuerdo Ministerial ), para el NOx esta condición se cumple siempre y cuando funcionen los mecanismos de reducción de emisiones. 38