CENTRO NACIONAL DEL MEDIO AMBIENTE

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1 REVISIÓN DE ESTUDIO DICTUC: ANÁLISIS DE LA CALIDAD DEL AIRE PARA MP-10 EN TOCOPILLA ANTECEDENTES PARA LA DECLARACIÓN DE ZONA SATURADA POR MP10 INFORME FINAL Solicitado por: ELECTROANDINA SANTIAGO CHILE Marzo 2007

2 (CENMA) Año 2007 Estudio: Revisión de estudio DICTUC: Análisis De La Calidad Del Aire Para Mp-10 En Tocopilla y antecedentes para la declaración de zona saturada por MP10, versión 2, 11 de Marzo de 2007 Obra protegida por la Ley sobre Propiedad Intelectual Ninguna parte de este Informe puede ser reproducido, trasmitido o almacenado, en cualquier forma o por cualquier medio, sin permiso expreso de Electroandina y CENMA. Fundación Centro Nacional del Medio Ambiente CENMA Prof. Victor Pérez, Presidente Dr. Eugenio Figueroa, Director Ejecutivo Estudio desarrollado por el Laboratorio de Modelación y Análisis Atmosférico Equipo de Trabajo: Andrés Cabello, Especialista Modelación e Inventarios de Emisión Gerardo Alvarado, Especialista en Contaminación Atmosférica Redactores: Gerardo Alvarado Andrés Cabello. Fundación Centro Nacional del Medio Ambiente Av. Larraín 9975, La Reina, Santiago, Chile Tel: (56-2) , Fax: (56-2)

3 RESUMEN EJECUTIVO A fines de 2006, se hicieron públicos los resultados de un estudio encargado por la COREMA II Región a DICTUC S.A. cuyo objetivo general es contar con los antecedentes técnicos necesarios que permitan la declaración de zona saturada e iniciar un plan de descontaminación atmosférica si es pertinente o aplicar otros instrumentos de gestión para abordar el problema de contaminación atmosférica de la ciudad de Tocopilla. Las empresas, y en particular Electroandina, facilitaron información de procesos y datos ambientales para el desarrollo de tal estudio. Los aspectos principales del estudio incluyeron: construcción de un inventario de emisiones de Tocopilla, una campaña de mediciones in-situ de MP10, caracterización química, aplicación de un modelo receptor y modelo de dispersión para estimar contribución de empresas generadoras en la contaminación por MP10 en Tocopilla y análisis de escenarios de mitigación orientados a la elaboración de un Plan Descontaminación para Tocopilla. CENMA por encargo de Electroandina realizó una revisión de los aspectos técnicos del informe realizado por DICTUC cuyas principales conclusiones se presentan a continuación: En general, los criterios y supuestos metodológicos adoptados en puntos claves del estudio, entre ellos la asignación de responsabilidades a las distintas fuentes de Tocopilla en los niveles de contaminación atmosférica que se registran, no se encuentran suficientemente documentados ni justificados. Esto es relevante considerando el grado de importancia de las conclusiones y las implicancias en las medidas de control y mitigación sugeridas que contendría un futuro Plan Descontaminación para la ciudad. Varias de las consideraciones y supuestos en las sucesivas etapas del estudio desde elaboración de inventario de emisiones, la aplicación de modelo receptor y aplicación de modelos de dispersión limitan sensiblemente la validez y confiabilidad de los resultados del estudio. La campaña de monitoreo de 4 semanas (que no incluyó lugares considerados background) sumado a la variabilidad de los resultados del modelo receptor para cada día en cada uno de los sitios de medición tampoco permitieron establecer con un nivel adecuado de confianza los niveles de participación de las fuentes en la calidad de aire ambiental. La posterior aplicación del modelo de dispersión tampoco resuelve este aspecto. Para establecer un plan de descontaminación que contenga medidas adecuadas de reducción de emisiones en las fuentes con impactos efectivos en la reducción de los niveles de MP10 se requiere de estudios más profundos que estimen con mayor 1 RESUMEN EJECUTIVO

4 certeza el real aporte de las fuentes emisoras. El estudio no establece valores confiables para el aporte de las principales fuentes emisoras en los niveles ambientales de material particulado (MP) de Tocopilla, objetivo fundamental y base de cualquier análisis de un plan de descontaminación. Los principales comentarios a cada una de las actividades del Estudio DICTUC se presentan a continuación: 1. Inventario de Emisiones En particular, el Inventario de Emisiones se encuentra centrado en las grandes fuentes. Los aportes de otras fuentes en el área no están adecuadamente dimensionados, tales como sitios eriazos presentes en amplios sectores de la ciudad y los aportes atribuibles a la resuspensión de polvo desde calles, al no haberse realizado una campaña de caracterización de finos para las arterias de circulación ni para los sitios eriazos. En general, los aportes para este tipo de fuentes (resuspensión de polvo, levantamiento por erosión) son significativos en función de su cercanía a los puntos de medición con emisiones desde la superficie del terreno. Para todas las categorías de fuentes consideradas en el inventario, falta detallar y documentar los niveles de actividad. Eventuales cambios en los niveles de actividad pueden incidir fuertemente en los resultados de emisiones por fuente y cambiar la distribución de responsabilidades en el inventario global. Las estimaciones de las emisiones de PM10 y SO2, tienen deficiencias graves en el uso de la información base. Esto tiene implicancias en el desarrollo de todo el estudio y la aplicación de herramientas para establecer las relaciones entre emisiones y concentraciones ambientales, elemento clave para el estudio de alternativas de reducción de los niveles de contaminación atmosférica ambiental. 2. Campaña de Monitoreo de MP El estudio consideró una campaña de monitoreo de MP10 y MP2.5 con equipos gravimétricos (muestras en filtros) de tan solo un mes de duración (13 marzo a 16 de abril) en tres puntos ubicados en las zonas Norte, Centro y Sur de Tocopilla. La campaña fue realizada durante el período del año donde históricamente se registran los mayores niveles de MP10, obteniéndose concentraciones en promedio cercanas a 80 µg/m 3 en los sitios Norte y Centro y 117 µg/m 3 en el sitio al Sur de Tocopilla, lo cual representa un sesgo importante del estudio para la aplicación del modelo receptor y la extrapolación de los resultados a una base anual considerando que el promedio anual de MP10 es cercano a 53 µg/m 3 en las estaciones Norte y Centro. Además, no se realizó monitoreo en lugares que 2 RESUMEN EJECUTIVO

5 podrían ser considerados Background (exigencia en los Términos de Referencia elaborados por CONAMA II Región). Durante los primeros 15 días de Julio de 2006 se realizó otra campaña de mediciones de MP10 en un supuesto lugar background, ubicado 10km al Sur de Tocopilla (sitio 4) con potenciales impactos de actividad humana por ser un recinto del Ejército, su cercanía a la ruta Antofagasta-Tocopilla y próximo a una zona de extracción de minerales que cuenta con cintas de transporte. La concentración promedio de MP10 en este lugar fue 59 µg/m 3, un 20% más alto que las registradas en las estaciones del centro de Tocopilla. La campaña de monitoreo no justifica la definición del período de mediciones y la selección de los lugares de monitoreo. Además, falta una descripción del entorno de las estaciones de monitoreo y un cruce con el nivel de actividad de fuentes locales de MP10 para evaluar potenciales impactos en las concentraciones. El Estudio determinó 35 µg/m 3 (+/-20%) como valor para nivel background en base a los resultados del modelo receptor, considerándolo como la suma de los aportes por Aerosol Marino y Polvo Geológico. Sin embargo, es muy probable que el Polvo Geológico contenga otras fuentes de origen antrópico entre ellas Polvo resuspendido desde calles pavimentadas y Polvo resuspendido desde calles no pavimentadas. Por lo tanto, el valor propuesto de carece de suficiente respaldo técnico para ser considerado como nivel de Background. 3. Modelo Receptor El Modelo Receptor utilizado (COPREM) desarrollado durante los últimos años por un investigador Danés, todavía no ha sido reconocido por US EPA o por la Comunidad Europea, a diferencia de otros modelos receptores basado en Balance de masas de elementos químicos o Análisis de componentes principales. La aplicación del modelo receptor no incluye todas las fuentes aportantes de MP en Tocopilla al no considerar el aporte por resuspensión de polvo de calles pavimentadas, caminos de tierra y sitios eriazos. Solamente considera el aporte de fuentes Termoeléctricas, Aerosol Marino, Polvo geológico, SQM, LIPESED Los aportes de MP10 estimados para cada día en cada uno de los sitios presentan una variabilidad significativa y bajos coeficientes de correlación entre lo modelado y lo medido. En consecuencia, no es posible construir un valor promedio de aporte de las fuentes de MP10 que sea confiable, tanto en la fracción fina como en la fracción gruesa. Además, la suma de los aportes estimados por el modelo para las principales fuentes de MP es cercana a 70 µg/m 3. Sin embargo, el promedio anual de MP10 en Tocopilla es cercano a 50 µg/m 3. Luego, considerando la dispersión de los contaminantes atmosféricos producto de la variabilidad de los parámetros 3 RESUMEN EJECUTIVO

6 meteorológicos durante el año no es posible proyectar los resultados obtenido durante este período al resto del año. Por otro lado, hay una inconsistencia en los aportes estimados por el modelo receptor para las termoeléctricas, mayores en los Sitios 3 y 4 con respecto a los Sitios 1 y 2, considerando la cercanía a las termoeléctricas, la dirección predominante del viento y las concentraciones de elementos trazadores (Ni y V) más altos (como es esperable) en los sitios 1 y Modelo de dispersión Los resultados obtenidos a partir de la simulación de dispersión son discutibles considerando que: La información geomorfológica de origen no tiene un grado adecuado de resolución en función de la complejidad del emplazamiento de Tocopilla y tampoco se ajusta a la resolución de la grilla de cálculo. No se realizó una validación del inventario de emisiones de SO2 ni MP10. Los resultados finales no son consistentes con al patrón de impactos de SO2 y PM1O observado por las redes de monitoreo establecidas. Tampoco hay consistencia de los resultados de simulación con el patrón de impactos observados en los sitios con mayores factores de enriquecimiento de trazadores (Ni y Va) provenientes de la combustión de mezclas de carbónpetcoke en plantas termoeléctricas. Un tema señalado anteriormente es el aporte de MP al ambiente originado en la resuspensión de polvo desde calles y sitios eriazos. No queda claro si este tipo de fuentes fue incorporado en el modelo de dispersión, esto puede tener también un efecto importante en los resultados. Existen referencias para la ciudad de Santiago y localidades suburbanas (Talagante, Buin y Peldehue) que presentan valores de hasta un 60% de aporte en la fracción gruesa y entre 5% y 20% en la fracción fina. En consecuencia, la discusión de la propuesta de zona saturada, niveles y patrón de los lugares con mayores impactos es irrelevante considerando el nivel de incertidumbre de los resultados en que se basan. 5. Medidas de Mitigación propuestas Las medidas de mitigación propuestas son demasiado generales y carecen de estimaciones de costo-efectividad de cada una de ellas. Además, las dudas respecto al real aporte de las fuentes emisoras en los niveles de calidad de aire y la falta de un nivel background confiable no permiten establecer con certeza las 4 RESUMEN EJECUTIVO

7 eventuales disminuciones asociadas a de reducción de emisiones de las fuentes. Por lo tanto, se requieren estudios adicionales para establecer la responsabilidad de las fuentes emisoras con mayor precisión. 5 RESUMEN EJECUTIVO

8 Recomendaciones En términos generales, se deben profundizar y complementar los antecedentes que sustentan el establecimiento de una distribución de responsabilidades de cada una de las fuentes de Tocopilla en los aportes a los niveles de contaminación atmosférica. Así mismo, la definición de la extensión de la zona considerada como saturada por MP10 debe ser realizada a partir de datos y modelos validados que puedan ser proyectados a la extensión de al menos un año. Se deben mejorar las estimaciones calculadas en el inventario de emisiones. Para ello, incluir antecedentes con un mayor nivel de detalle y representatividad de las centrales térmicas. Para cada día y hora en el año base de estudio: generación bruta de cada unidad, mezclas de combustibles usados especificando su calidad en cuanto a cenizas y contenido de azufre, emisiones de SO2 y una base más completa de mediciones isocinéticas. En complemento a la campaña realizada en el Estudio DICTUC se deben realizar mediciones ambientales en meses de menores concentraciones, por ejemplo Junio o Julio, para aplicación de modelo receptor. Aplicar una metodología de modelo receptor más conocida y aceptada, por ejemplo Análisis de componentes principales o Balance químico de masas. Dada la complejidad orográfica del emplazamiento de Tocopilla se recomienda mejorar la resolución de la base topográfica y de clasificación de uso y tipo de suelos. En el mismo sentido anterior, se recomienda la aplicación de un modelo de campo de vientos y un modelo de dispersión de tipo grilla o de penachos variables. Se recomienda establecer una mayor participación de las empresas en este tipo de estudios, en pro de establecer una base de antecedentes más detallados y fidedignos en las etapas de diagnóstico y en la proposición de medidas adecuadas de mitigación. 6 RESUMEN EJECUTIVO

9 CONTENIDOS RESUMEN EJECUTIVO ANTECEDENTES Información recopilada y metodología INVENTARIO DE EMISIONES BASE 2005 REALIZADO POR DICTUC FUENTES FIJAS Información base utilizada por DICTUC Aspectos principales de las estimaciones realizadas por DICTUC FUENTES MÓVILES OBSERVACIONES Y COMENTARIOS A INVENTARIO DE EMISIONES MONITOREO DE CALIDAD DE AIRE Ubicación de sitios de muestreo y equipos de monitoreo Período de mediciones de MP Resultados de las campañas de medición de MP REVISIÓN EXPLORATORIA DE ANÁLISIS ELEMENTAL Aplicación de modelo receptor MODELO DE DISPERSIÓN Aspectos generales del estudio DICTUC OBSERVACIONES Y COMENTARIOS A MODELACIÓN DE DISPERSIÓN REALIZADA POR DICTUC ANÁLISIS DE ESCENARIOS DE MITIGACIÓN DE EMISIONES CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CONTENIDOS

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11 REVISIÓN DE ESTUDIO DICTUC: ANÁLISIS DE LA CALIDAD DEL AIRE PARA MP-10 EN TOCOPILLA 1 ANTECEDENTES A fines de 2006, se hicieron públicos los resultados de un estudio encargado por la Corema II Región a la Universidad Católica cuyo objetivo general es contar con los antecedentes técnicos necesarios que permitan la declaración de zona saturada e iniciar un plan de descontaminación atmosférica si es pertinente o aplicar otros instrumentos de gestión para abordar el problema de contaminación atmosférica de la ciudad de Tocopilla. Las empresas, y en particular Electroandina, facilitaron información de procesos y datos ambientales para el desarrollo de tal estudio. Los aspectos principales del estudio, el cual fue realizado por DICTUC incluyen: Construcción de un inventario de emisiones de Tocopilla. Se incluyen fuentes móviles, fijas industriales y residenciales. Realización de una campaña de mediciones in-situ de MP10 y caracterización química de un conjunto de filtros de la campaña. Aplicación de un modelo receptor para estimar contribución empresas generadoras en el MP10, MP2.5, SO2. Aplicación de un modelo de dispersión de contaminantes para estimar participación de empresas generadoras en la contaminación por MP10 en Tocopilla. Análisis de escenarios de mitigación orientados a la elaboración de un Plan Descontaminación para Tocopilla. Electroandina solicitó a CENMA una revisión de los aspectos técnicos del informe realizado por DICTUC en función de la significativa participación que el estudio atribuye a la actividad de Electroandina en la contaminación atmosférica de Tocopilla. La preocupación radica en algunas hipótesis sobre la composición del material particulado, el nivel base natural y la participación de otras fuentes en la ciudad. CENMA realizó la revisión de los antecedes entregados por el Estudio DICTUC, e información complementaria dispuesta por Electroandina. El contenido de este documento es confidencial y se encuentra sujeto a la revisión de la contraparte en Electroandina. 1-1 ANTECEDENTES

12 1.1 Información recopilada y metodología Información recopilada La información entregada por Electroandina para la revisión técnica del Estudio Análisis de la Calidad del aire para MP-10 en Tocopilla realizado por DICTUC incluye: Documento en pdf y papel con del Estudio, Octubre 2006 elaborado por DICTUC S.A.. Presentación en formato powerpoint del realizada en Noviembre Base de datos de MP10 y mediciones de gases para el período Octubre 2005-Septiembre 2006 para construir el ciclo anual de concentraciones Antecedentes de eventos que pudiesen afectar las concentraciones registradas en períodos de muestreos y campañas realizadas. Información meteorológica (especialmente dirección, velocidad de viento, temperatura) para análisis del modelo de dispersión aplicado. Estudios especiales relacionados, estudio de uso de leña. Informes CESMEC de composición de material particulado. Metodología La metodología para la revisión técnica consideró el análisis, con la profundidad que permite la información disponible, de los siguientes aspectos: Información básica originada en mediciones, calidad de aire, meteorología, mediciones isocinéticas. Procesamiento y tratamiento de información básica. Metodologías y supuestos aplicados en construcción de Inventario de Emisiones. Metodologías y supuestos aplicados en modelo receptor. Metodologías y supuestos aplicados en modelos de dispersión. Información de entrada. Determinación de nivel base. Conclusiones y recomendaciones realizadas por DICTUC. Adicionalmente, dos especialistas de CENMA realizaron una visita a Tocopilla para reconocimiento de lugares de monitoreo, fuentes emisoras, sitios industriales y recopilación de antecedentes complementarios. 1-2 ANTECEDENTES

13 2 INVENTARIO DE EMISIONES BASE 2005 REALIZADO POR DICTUC El Estudio DICTUC desarrolló un inventario de emisiones para la ciudad de Tocopilla que corresponde al año base El inventario considera: Fuentes Fijas: puntuales y areales Fuentes Móviles 2.1 FUENTES FIJAS Información base utilizada por DICTUC De acuerdo al estudio la información base para elaborar el inventario consideró: Antecedentes disponibles por CONAMA II Región, para la comuna de Tocopilla, informes de seguimiento de los proyectos con RCA, en el marco del SEIA. Estudios de impacto ambiental de las centrales termoeléctricas de las empresas Norgener S.A. y Edelnor S.A. Registro de locales comerciales según giro, base de datos de panaderías de la SEREMI Salud de la 2da Región. Base de datos de Calderas de la SEREMI Salud de la 2da Región. Generación diaria del SING (MWh), año 2005, pagina Web de la CNE. Base de datos proporcionada por Edelnor (DICTUC-A). Visitas a terreno para obtener información detallada. Finalmente la información no se consiguió y se obtuvo lo disponible a través de CONAMA. No se especifica con claridad la cantidad ni el nivel de detalle de información conseguido en las fuentes emisoras consideradas en el Estudio. Entre las cuales destacan: NORGENER S.A. ELECTROANDINA. S.A. LIPECED. S.A. CORPESCA S.A. SOQUIMICH S.A. Hospital de Tocopilla. Panadería Santa Agustina. Panadería Rossana. Panadería La penquista. Panadería El Sol. Panadería Valerie. Planta de molienda de algas. 2-1 INVENTARIO DE EMISIONES

14 La metodología de cálculo se basa mayoritariamente en el uso de factores de emisión EPA-AP42, datos de mediciones isocinéticas y la estimación de los correspondientes niveles de actividad. Los cálculos de fuentes fijas se realizaron usando el sistema SAIE (metodología aplicada en RM). Las fuentes fijas son divididas en estacionarias y difusas de acuerdo a la clasificación siguiente: Fuentes estacionarias: Centrales de generación eléctrica. Calderas industriales. Actividades portuarias, incluyendo carga y descarga de materiales, acopios de minerales, etc. Procesamiento de minerales no metálicos. Hospital. Panaderías. Procesamiento de alimentos. Fuentes difusas: Emisiones por la construcción de caminos Aspectos principales de las estimaciones realizadas por DICTUC 1. NORGENER Potencia instalada 277 MW. Cuenta con dos unidades idénticas de generación del tipo calderas de vapor acuotubular, de recirculación natural y quemadores tangenciales, que utilizan carbón pulverizado como combustible. Ambas unidades cuentan con Unidades de control de emisiones del tipo precipitador electrostático, de dos campos. La empresa no cuenta con cancha de acopio de carbón, mantiene contrato para descarga, almacenamiento y manejo con la empresa Electroandina. Las unidades de generación son utilizadas con porcentajes variables de Carbón bituminoso, sub-bituminoso y Pet Coke. Nivel de actividad Estimado a partir datos publicados en página web de Comisión Nacional de Energía (CNE), horas y días de operación en el año por central. 2-2 INVENTARIO DE EMISIONES

15 Cálculo de Emisiones PTS, PM10, a partir de dos mediciones isocinéticas de PTS, 16 de junio y 6 de septiembre Existe gran variabilidad (hasta un orden de magnitud) entre ambas unidades de generación y entre fechas de mediciones. En el caso de la Unidad 1 se usa el promedio de las mediciones isocinéticas, y en el caso de la Unidad 2 se usa el peor caso correspondiente al 6 de septiembre, valor un orden de magnitud superior al considerado en la unidad gemela. No es explícita la relación PTS/PM10. SO2, a partir de mediciones en línea de SO2. No es claro si se integra las emisiones a nivel anual o se calculan a partir de valores promedio. NOx, CO, a partir de factores de emisión EPA AP ELECTROANDINA Potencia instalada 1029 MW. 414 MW gas natural, 37.5 MW FO N 6, MW carbón/petcoke, 87.1 MW diesel. Dos unidades de generación (Unidades 10 y 11) del tipo caldera de vapor acuotubular, de 37,5 MW de potencia, que operan con petróleo N 6 como combustible, las que cuentan con tolvas captadoras de hollín como equipos de control de emisiones. Dos unidades de generación (Unidades 12 y 13) del tipo calderas de vapor acuotubular, de 83,5 MW de potencia, que operan con carbón pulverizado como combustible, las que cuentan con un precipitador electrostático como equipo de control para ambas fuentes y descargan sus emisiones mediante una chimenea común. Dos unidades de generación (unidades 14 y 15) del tipo calderas de vapor acuotubular, de 130 MW de potencia promedio, que operan con una mezcla de carbón pulverizado como combustible (bituminoso, subituminoso y coke), las que cuentan con un precipitador electrostático como equipo de control para ambas fuentes y descargan sus emisiones mediante una chimenea común. Una unidad de generación (unidad 16) del tipo ciclo combinado, de 414 MW de potencia, que opera con gas natural como combustible, sin equipo de control de emisiones. Tres unidades de generación (unidades TG1, TG2 y TG3) del tipo turbinas de gas, de 24,7, 24,9 y 37,5 MW de potencia, que operan con petróleo diesel como combustible y no cuentan con equipos de control. Carga, descarga, acomodación, erosión eólica. Muelle de carga, patio descarga, pilas de acopio, maquinarias. 2-3 INVENTARIO DE EMISIONES

16 Nivel de actividad Estimado a partir datos publicados en página web de Comisión Nacional de Energía (CNE), horas y días de operación en el año por central. Cálculo de Emisiones PM10 desde Unidades 12,13,14,15 (carbón/petcoke), mediciones isocinéticas (un dato para Unidades y dos datos para Unidades 14-15). Relación PM10/PTS es 2/3. Se usa el peor caso de las mediciones isocinéticas. Para el manejo de Carbón y Petcoke, factores EPA AP42. PM10 originado en Unidades Gas Natural, FO, Diesel, factores emisión EPA AP42. Para NOx, CO, SO2, factores emisión EPA AP LIPESED Planta constituida por 3 Chancadores (primario, secundario y terciario), 1 harnero, movimiento de camiones. Nivel de actividad Valores mensuales gruesos, ton minerales de cobre y producción de ton/año de cátodos de cobre. Emisiones PTS, PM10, a partir de factores EPA AP HOSPITAL Dos calderas, un incinerador. Nivel de actividad Valores mensuales gruesos, ton minerales de cobre y producción de ton/año de cátodos de cobre. Emisiones PTS, PM10, NOx, SO2, CO, a partir de factores EPA AP42 y niveles de actividad sin referencias. 5. PANADERÍAS 5 panaderías que queman residuos de madera. Tipos Horno chileno. 2-4 INVENTARIO DE EMISIONES

17 Emisiones PTS, PM10, NOx, SO2, CO, a partir de factores de emisión y niveles de actividad sin referencias. 6. CORPESCA S.A. Cuatro calderas FO N 6. Emisiones PTS, PM10, NOx, SO2, CO, a partir de factores emisión sin referencias (aparentemente AP42). Niveles de actividad no especificados. 7. PLANTA ALGAS Molienda artesanal Emisiones PTS, PM10, NOx, SO2, CO, a partir de factor de emisiòn EPA AP42, correspondiente a procesamiento de minerales metálicos. Niveles de actividad no especificados. 8. ASADURIAS DE AVES Dos locales. Emisiones PTS, PM10, NOx, SO2, CO, mediante uso factores de emisión y niveles de actividad sin referencias. 9. SQM Operaciones de carga, descarga, manejo, transporte y acopio de agroquímicos. Emisiones PTS, PM10, mediante factores de emisión EPA AP INVENTARIO DE EMISIONES

18 10. CONSTRUCCIÓN DE CAMINOS Obras consideradas en el período Proyecto Localización Fecha Dimensión. Mejoramiento Ruta 1, Pasada por Tocopilla II Etapa, Sector Calle Quinta Poniente, Vialidad MOP Tramo km km , Tocopilla II Región, Inicio: Término: Ancho calzada: 14 mt; doble pista de 6,5 mt y bandejón central de 1 mt. Acera de ancho variable, totalizando máximo 16 mt de ancho total. Conservación Red Vial Básica Nacional, II Región Año 2003, Conservación Periódica Ruta 1, Vialidad MOP Pasada por Tocopilla, Sector Retén- Termoeléctrica (Segundo Llamado). Código BIP: Inicio: Término: Largo total: 1,6 km Tramo 1: km 179,890 al km 181,499. Tramo 2: km 179,830 al km 179,890 (frente a Carabineros) ancho calzada: 15 mt Pav. Particip. 13 Llamado, MINVU. Pje. Esmeralda entre Washington y Freire, Gomez Carreño entre Pje. Esmeralda y Fin de calle, Pje. Washington entre Washington y Línea Férrea Inicio Termino Pendiente, solicitud de información realizada a MINVU. Emisiones PTS, PM10, a partir de factores emisión CARB (California). 11. VERTEDERO MUNICIPAL Emisiones PTS, PM10, mediante uso factores de emisión y niveles de actividad estimados en forma simplificada. 12. VERTEDERO CENIZAS Emisiones PTS, PM10 originadas en erosión eólica, factor emisión EPA AP INVENTARIO DE EMISIONES

19 En el sector se localizan dos vertederos de ceniza. No se indica a cuál se refiere o si corresponde a ambos. 13. PUERTO TOCOPILLA Emisión buques de carga. Emisiones PTS, PM10, NOx, SO2, CO. Factores de emisión EPA. Niveles de actividad no especificados. 2.2 FUENTES MÓVILES Para la estimación de emisiones de fuentes móviles se utilizó la metodología SECTRA incorporada en MODEM (Modelo de Emisiones Vehiculares). La información básica de entrada corresponde a: Red vial Composición del parque vehicular Flujos por arcos Perfiles horarios Los resultados de Emisiones se entregan: Por tubos de escape Por desgaste de frenos y neumáticos Polvo resuspendido por calles pavimentadas y de tierra. Adicionalmente se entregan los resultados de consumo de combustible. Se realizaron conteos y medición directa de flujos vehiculares. Se realizaron estimaciones de composición del parque vehicular a partir de datos de Plantas de Revisión Técnica del año 2004 y datos sobre los permisos de circulación obtenidos en las municipalidades de Tocopilla y María Elena. Se realizaron estimaciones del perfil temporal diario de circulación para días de semana, sábado y domingo, para las distintas categorías de vehículos. 2-7 INVENTARIO DE EMISIONES

20 2.3 OBSERVACIONES Y COMENTARIOS A INVENTARIO DE EMISIONES En general, las metodologías y modelos de cálculo aplicados tanto para fuentes fijas como para móviles son adecuadas, no obstante, hay aspectos discutibles en la información de entrada utilizada y supuestos que requieren una mayor profundización. Por este motivo, los resultados de emisiones que presenta el estudio DICTUC sólo pueden ser considerados en carácter preliminar. En el caso de las plantas termoeléctricas se advierte lo siguiente: Las emisiones de material particulado se calcularon a partir de mediciones isocinéticas, sin embargo, los datos disponibles para las unidades que utilizan mezclas de carbón-petcoke se reducen sólo a una o dos mediciones con diferencias de órdenes de magnitud. Esta situación resta total validez al proyectarlos a emisiones anuales y puede llevar a sobreestimaciones considerables al realizarlas con los valores más altos. Las estimaciones de emisión de gases NOx y CO fueron estimadas a partir de factores de emisión EPA AP42. En el caso de SO2, para Electroandina se usaron factores de emisión EPA AP42, mientras que para Norgener fueron estimadas a partir de mediciones disponibles de SO2 en chimeneas, pero no queda claro si corresponde a un valor integrado a partir de las mediciones en línea o bien una estimación realizada a partir de promedios. No es adecuado en un caso usar mediciones y en el otro factores de emisión. Tampoco se extrae del reporte si fueron consideradas la composición de las mezclas de carbón/petcoke ni una estadística de los contenidos de azufre en el combustible usado en cada una de las unidades, lo que puede llevar a diferencias considerables en las estimaciones con factores de emisión. Lo anterior es una deficiencia muy importante considerando que el SO2 es utilizado posteriormente para la validación del modelo de dispersión por ser un trazador de la actividad de las termoeléctricas. Lo más adecuado es calcular las emisiones totales, integrando en el tiempo (a lo largo de un año) las mediciones del monitoreo continuo de emisiones SO2 de cada una de las unidades. Los antecedentes indican que este tipo de información se encuentra disponible en ambas plantas termoeléctricas. No se presentan las relaciones entre (mezcla de combustible & emisiones) ni tampoco de (generación & emisiones), correlato que permitiría un cálculo más ajustado a la actividad efectiva de las plantas y las correspondientes emisiones anuales. 2-8 INVENTARIO DE EMISIONES

21 Los resultados para el resto de las fuentes fijas pueden tener un amplio margen de incertidumbre, considerando que casi la totalidad corresponde a fuentes tipo fugitivas y se utilizaron factores de emisión EPA AP42, con niveles de actividad poco documentados. En el caso de las fuentes móviles, la magnitud y composición del parque vehicular son aspectos fundamentales. En el Estudio se dispuso de los datos provenientes de las plantas de revisión técnica (7000 vehículos) y de los permisos de circulación de Tocopilla y María Elena (3200 vehículos), donde se aprecian discrepancias importantes. El Estudio explica esta diferencia con la hipótesis de que las plantas de revisión técnica localizadas en Tocopilla serían menos exigentes y por lo tanto cubrirían la demanda de vehículos de tecnología antigua o en condiciones deterioradas provenientes de Antofagasta y alrededores. La realización de campañas de conteo de flujo en algunos puntos de la ciudad ayuda a resolver esta discrepancia, sin embargo, no se encuentran documentados los resultados de la campaña de conteo de flujos ni sus implicancias en la estimación de la composición del flujo vehicular finalmente utilizado. La presentación de la red vial no permite distinguir tipos de calles, aspecto primordial para la estimación de levantamiento de polvo desde las carpetas de rodado. En este mismo ámbito, tampoco se realizó una campaña de medición de contenido de finos en el polvo superficial por lo que las estimaciones de levantamiento polvo de calles se hizo a partir de valores que no necesariamente son representativos para Tocopilla. Otro aspecto a considerar para el posterior uso de las emisiones en la modelación de dispersión son los ciclos de funcionamiento. Si bien, la actividad de las plantas termoeléctricas puede ser considerada constante a lo largo del día, no cabe el mismo tipo de supuesto para panaderías, cuya actividad es principalmente nocturna, o las actividades del puerto y de fuentes móviles que son principalmente diurnas. 2-9 INVENTARIO DE EMISIONES

22 Tabla 2-1 Resumen Inventario de Emisiones Tocopilla Escenario 2005 (ton/año), Estudio DICTUC. Fuentes PM 10 SO 2 NOx CO Norgener Electroandina Lipesed Hospital Panaderías Corpesca Molienda algas Asadurias aves Muelle carbón SQM Construcción de Caminos Vertedero Acopio cenizas Puerto Tocopilla Total Fuentes Estacionarias Vehículos Livianos Buses Interubanos Camiones Livianos-Medianos Camiones Pesados Total Fuentes Móviles Total polvo resuspendido calles pavimentadas Total polvo resuspendido calles no pavimentadas Total Polvo Resuspendido TOTAL En resumen, las emisiones de Norgener y de Electroandina pueden estar significativamente sobredimensionadas pues los cálculos fueron realizados con el valor más alto de sólo un par de mediciones isocinéticas que presentan diferencias de un orden de magnitud entre ellas. No hay consistencia en la metodología usada para emisiones de SO2, en un caso factores de emisión y en el otro datos de mediciones directas en chimenea. La estimación de emisiones de SO2 es particularmente importante considerando su posterior uso en la validación del modelo de dispersión INVENTARIO DE EMISIONES

23 No se presentan las relaciones entre (mezcla de combustible & emisiones) ni tampoco de (generación & emisiones), correlato que permitiría un cálculo más ajustado a la actividad efectiva de las plantas y las correspondientes emisiones anuales de material particulado, SO2, CO y NOx. No hay mediciones locales de polvo superficial en calles, ni tampoco una caracterización detallada de la red vial para estimar adecuadamente el polvo levantado desde calles por tránsito. No están incorporados los sitios eriazos como fuentes de levantamiento de polvo. Las últimas fuentes pueden tener una incidencia importante en las mediciones realizadas considerando la cercanía de esos tipos de fuentes a los puntos de muestreo INVENTARIO DE EMISIONES

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25 3 MONITOREO DE CALIDAD DE AIRE 3.1 Ubicación de sitios de muestreo y equipos de monitoreo Se realizó monitoreo de MP10 y MP2.5 en la ciudad de Tocopilla entre el 13 de marzo y el 16 de abril de Se utilizaron muestreadores gravimétricos Impactadores Harvard (HI) los cuales no tienen aprobación EPA, es decir no pueden ser utilizados para evaluar la norma de calidad de aire de acuerdo al DS59/1998, sino que solamente se utilizan para muestreos de tipo exploratorio (screening). De acuerdo a la comparación entre los resultados con HI y un equipo de referencia, muestreador de alto volumen (Hi-vol) en la Escuela E-10 (Sitio 1) las concentraciones con HI serían un 11% menores. Sin embargo, está comparación no consideró 4 casos de un total de 11 mediciones, lo cual mejora considerablemente la comparación. Al respecto, se debió profundizar o entregar una explicación más detallada de las razones por las cuales se descartaron más de un tercio de las muestras en paralelo. La información de los lugares seleccionados para realizar monitoreo e instalar los equipos es limitada. Los lugares no están suficientemente descritos y documentados. Se debió incluir fotografías que ilustren la ausencia de obstáculos o fuentes locales que puedan tener algún grado de influencia en las mediciones. La fotografía de la Ilustración 1, incluida en el Informe de Sitio, muestra la ubicación de los equipos de monitoreo en Sitio 1 en una zona aparente libre de obstáculos. Ilustración 1 Ubicación de muestreadores de MP10 en Sitio MONITOREO DE CALIDAD DE AIRE

26 Sin embargo, durante una visita de reconocimiento realizada en diciembre de 2006 se verificó la existencia de un galpón (ver Ilustración 2) que podría interferir en las mediciones y explicar en parte las menores concentraciones del HI respecto al equipo de referencia que se ubica a mayor distancia del galpón. Vista frontal Vista posterior Ilustración 2 Vista frontal y posterior de Sitio 1 La ubicación de los equipos en el Sitio 2, en el tercer piso del Colegio Gabriela Mistral podría estar influenciada por turbulencias o estancamientos que produce el viento en bordes o techos de edificios. En estos casos se recomienda elevar los muestreadores, pero podría tener una altura mayor a los 15m sobre el nivel del suelo que establece la norma para medir MP10 (Ilustración 3). El sector del Sitio 3 (Ver Ilustración 4) está ubicado en el borde Sur-oriente de la ciudad, con algunos caminos de tierra en las cercanías. Además, la altura de medición de los equipos podría haber recibido impacto del polvo depositado en los techos de las casas levantado por la brisa costera, especialmente durante las tardes a las horas de mayor viento. 3-2 MONITOREO DE CALIDAD DE AIRE

27 Ilustración 3 Ubicación de equipos en techo de Escuela Gabriela Mistral (Sitio 2) Ilustración 4 Vista sector Sitio 3 El sitio 4 ubicado unos 10 Km al Sur de Tocopilla fue considerado inicialmente un lugar tipo Background. Sin embargo, este lugar tiene potenciales impactos de actividad humana por ser un recinto del Ejército, su cercanía a la ruta Antofagasta- Tocopilla y próximo a una zona de extracción de minerales que cuenta con cintas de transporte. Además, el período en el cual se realizaron las mediciones (4 a 16 julio) es poco representativo y corresponde a un período estacional diferente del resto de los sitios (marzo-abril). 3-3 MONITOREO DE CALIDAD DE AIRE

28 3.2 Período de mediciones de MP10 La Figura 3-1 muestra fuertes variaciones de las concentraciones mensuales de MP10 entre el año 2004 y Los promedios más altos se registran entre febrero y abril, en cambio los meses con menores promedios están entre junio y agosto. Fuente: Estudio DICTUC-2006 Figura 3-1Evolución de promedios mensuales de MP10 en Tocopilla (valores en μg/m 3 ) No existe una relación lineal entre el aporte de las fuentes emisoras de material particulado y las concentraciones ambientales de MP10 producto de los distintos fenómenos que afectan a las partículas en la atmósfera entre ellos: decantación de las partículas más gruesas, suspensión de las partículas finas, transporte, aglomeración, formación de aerosol secundario. Por este motivo, para que una estimación de la responsabilidad de las fuentes de MP a partir del análisis de filtros ambientales de MP10 sea representativa y consistente debe considerar mediciones en distintos períodos del año, al menos en meses de altas y bajas concentraciones, situación que no fue considerada en el estudio de DICTUC. 3.3 Resultados de las campañas de medición de MP10 Las concentraciones de MP10, expresadas como la suma de las fracciones fina (MP2.5) y gruesa (MP10-MP2.5) obtenidas durante el período 13 de marzo a 16 de abril se presentan en la Figura MONITOREO DE CALIDAD DE AIRE

29 Fuente: Elaboración propia Figura 3-2 Concentraciones fracciones Fina y Gruesa de MP10 registradas en Sitios 1, 2 y 3 de Tocopilla, 13 de marzo a 16 de abril de 2006 Existe una similitud en las concentraciones de MP2.5 con valores cercanos a 23 μg/m 3, en cambio la fracción gruesa presenta fuertes variaciones, con un valor promedio cercano a 55 μg/m 3 en los sitios 1 y 2. En cambio, Sitio 3 presenta un promedio de 93 μg/m 3. Las concentraciones de MP10 obtenidas para el período 13 de marzo a 16 de abril en los sitios 1 y 2 (zonas Norte y Centro) son, en promedio, cercanas a 79 μg/m 3 aproximadamente un 50% más altas que la concentración anual de los años 2004 y La estación ubicada en sitio 3 (zona Sur) presentó un promedio de 117 μg/m 3, aproximadamente un 60% más alto que el promedio anual de los años 2004 y Esta situación se presenta en la Figura MONITOREO DE CALIDAD DE AIRE

30 125 Promedios de MP10 en Tocopilla Norte Centro Sur mar-16abr 2006 Fuente: Elaboración propia Figura 3-3 Promedios de MP10 en estaciones Norte, Centro y Sur de red Electroandina Por otro lado, las concentraciones promedio para MP2.5 y MP10 en Sitio 4 son 22 μg/m 3 y 59 μg/m 3 respectivamente. El promedio de MP10 obtenido para Sitio 4 es inconsistente para un lugar considerado como background, más aun cuando en la estación Centro se obtuvo un promedio de 47μg/m 3. El Estudio no relaciona o cruza las mediciones obtenidas con el nivel de actividad en Tocopilla y/o los procesos productivos. Tampoco se incluye un análisis de los eventos de altas concentraciones, especialmente los ocurridos durante los días 21 de marzo y 17 de abril en Sitio 1 (zona Norte) y para el período 17 al 21 de marzo en Sitio 2. La dirección predominante para esos días no muestra con claridad procedencia desde las megafuentes, podría haber participación de fuentes locales. Para el Sitio 3 faltó un análisis para los días que superan el nivel 150 μg/m MONITOREO DE CALIDAD DE AIRE

31 4 REVISIÓN EXPLORATORIA DE ANÁLISIS ELEMENTAL En general, los supuestos e interpretación para elementos trazadores (Cloruro, Vanadio, Níquel, Azufre y Cobre) son adecuados en función de las fuentes presentes en la zona. Sin embargo, hay una sesgada explicación para Potasio asociándolo solamente con polvo geológico y Azufre. El Estudio no considera que Potasio es un trazador de quema de leña (en la zona existen panaderías que utilizan leña). La masa acumula por los elementos químicos de mayor participación (Na, Mg, Al, Si, S, Cl, K, Ca, V, Fe, Ni, Cu, Zn, As, Br, Ba, Pb) explican alrededor de un 33% de la masa total de los filtros de MP10 y menos de un 30% de la masa de los filtros de MP2.5. Llama la atención que para días de concentración alta de MP10 el porcentaje de masa explicada sea menor que el promedio de MP10 del período de medición, es decir existirían otros elementos o especies químicas no considerados en el estudio que aumentan su participación o bien hay un error instrumental. Esta situación podría inducir errores en la estimación del aporte porcentual de las fuentes al considerar la masa de los elementos trazadores en la aplicación de modelo receptor. La Figura 4-1 presenta una relación entre la masa promedio de los elementos químicos para los Sitios 1, 2 y 3 respecto a la calculada en el Sitio 4. Promedios elementos químicos, MP10/respecto a sitio4 Promedios elementos químicos, MP2.5 (respecto a sitio4) NA MG AL SI S CL K CA V FE NI CU ZN AS BR BA PB 0.1 NA MG AL SI S CL K CA V FE NI CU ZN AS BR BA PB Sitio1 Sitio2 Sitio3 Sitio1 Sitio2 Sitio3 Fuente: Elaboración propia Figura 4-1 Enriquecimiento de masas de elementos químicos respecto a Sitio Background Se supone que Sitio 4 corresponde a un lugar con bajo impacto de las fuentes antrópicas con un predominio de aerosol marino y polvo geológico, luego los Sitios ubicados en la ciudad presentarán enriquecimiento de los elementos trazadores asociados a determinadas fuentes emisoras. Para los Sitios 1 y 2 los elementos Ba, 4-1 ANÁLISIS ELEMENTAL

32 V, Ni, Fe, Cu y Zn presentan mayor enriquecimiento en la fracción fina. En Sitio 3 el elemento con mayor aumento es cobre con un factor cercano a 20 para la fracción fina y 40 para la fracción gruesa Aplicación de modelo receptor El Estudio utilizó el Modelo Receptor (COPREM) desarrollado durante los últimos años por un investigador Danés. Este modelo no ha sido reconocido por US EPA o por la Comunidad Europea, a diferencia de otros modelos receptores basado en Balance de masas de elementos químicos o Análisis de componentes principales. Existen limitadas publicaciones en las cuales se reporta el uso de COPREM, principalmente estudios de caracterización en China y Tailandia, pero el acceso a ellos requiere un previo pago lo cual restringe su difusión y entendimiento. Además, la metodología de COPREM considera la construcción de los perfiles de los elementos químicos de las fuentes emisoras, lo cual requiere gran experiencia para decidir algunos supuestos que posteriormente influirán fuertemente en la estimación de los aportes de las fuentes. Se aprecia un sesgo en algunos supuestos de entrada del modelo que podrían dar un mayor peso al aporte de las centrales termoeléctricas. Esta situación se verifica al analizar los resultados del modelo para cada uno de los elementos químicos que estiman una masa equivalente al 120% de Niquel para la fracción gruesa y 107% para la fracción Fina. En cambio para Cobre que presenta mayor aumento respecto al lugar background el modelo sólo estima un 90% de su masa. Otro sesgo del Estudio es no considerar el aporte de Resuspensión de Polvo de calles pavimentas y Resuspensión de calles no pavimentadas como fuentes emisoras asociadas a la actividad antrópica principalmente por la circulación de vehículos. Durante la visita a Tocopilla se apreció gran cantidad de polvo en las calles y resuspensión de éste durante el paso de vehículos. La resuspensión aumenta hacia los lugares ubicados al borde de la ciudad donde predominan calles con gran cantidad de tierra e intersecciones de calles pavimentadas con veredas de tierra. Solamente considera el aporte de Termoeléctricas, Aerosol Marino, Polvo geológico, SQM y LIPESED. Las tablas presentadas en el estudio que resumen resultados de modelo receptor para las fracciones fina y gruesa de cada uno de los días de medición por Sitio de monitoreo muestran un porcentaje promedio entre lo simulado y observado cercano a 99%. Sin embargo, al revisar las tablas se encuentra una gran variabilidad en los resultados, con porcentajes mínimos cercanos a 26% y máximos cercanos a 167% en la fracción gruesa (53% y 177% para la fracción fina). 4-2 ANÁLISIS ELEMENTAL

33 La Tabla 4-1 presenta un resumen estadístico de las líneas de tendencia al correlacionar los valores observados versus los modelados (eje Y). Donde A y B corresponden a los valores de la ecuación Y=AX+B, R2 al coeficiente de correlación, incluyendo además el error promedio y el error máximo en porcentaje. Luego, de acuerdo a los valores presentados en la Tabla 4-1, especialmente bajos coeficientes de correlación, el modelo receptor no tiene una adecuada respuesta, lo cual resta credibilidad y validez estadística a los posteriores resultados de estimación de aporte de fuentes emisoras en cada uno de los lugares. Tabla 4-1 resumen estadístico para aplicación de modelo receptor Lugar A B R2 Error promedio (%) Error máximo (%) Fracción Fina (MP2.5) Sitio Sitio Sitio Sitio Fracción gruesa (MP10-MP2.5) Sitio Sitio Sitio Sitio La masa aportada por las fuentes emisoras de MP10 de acuerdo a la estimación del Estudio DICTUC se presenta en Tabla 4-2 y Tabla 4-3. En primer lugar, llama la atención que el aporte de las centrales termoeléctricas en la fracción gruesa de MP10 en el Sitios 3 (11.8 μg/m 3 ) sea mayor que para el Sitio 2 (10.5 μg/m 3 ), mas aun considerando que el Sitio 2 está más cerca y debería tener un mayor impacto desde la zona de las centrales en función de los vientos predominantes. Por otro lado, Sitio 3 presenta concentraciones promedios de elementos trazadores de termoeléctricas (Ni y V) menores que en Sitios 1 y 2 lo cual indicaría que debe haber un menor impacto de Termoeléctricas, contrario a lo estimado por el Estudio. Para la fracción fina, el aporte estimado de las centrales termoeléctricas es mayor en el Sitio 4 (lugar ubicado a 10 Km al Sur de las centrales) con 18.8 μg/m 3. Este valor, al igual que el estimada para Sitio 3 (13.5 μg/m 3 ) no es consistente al 4-3 ANÁLISIS ELEMENTAL

34 considerar la masas de los elementos trazadores (Ni y V), los aportes para los Sitios 1 y 2 (cercanos a 11 μg/m 3 ) y la marcada dirección SSW a las horas de mayor ventilación durante el régimen diurno y dirección NE a las horas de mayor estabilidad (durante la noche). Tabla 4-2 Aporte de fuentes emisoras en fracción fina (valores en µg/m 3 ) Sitio 1 Sitio 2 Sitio 3 Sitio 4 Aerosol Marino Polvo Geolog Termoeléctricas Otras No Explicada Total MP Tabla 4-3 Aporte de fuentes emisoras en fracción gruesa (valores en µg/m 3 ) Sitio 1 Sitio 2 Sitio 3 Sitio 4 Aerosol Marino Polvo Geolog Termoeléctricas LIPESED SQM No Explicada Total MP10-MP El valor de background del Estudio fue determinado en base a los resultados del modelo receptor, considerándolo como la suma de Aerosol Marino y Polvo Geológico. Sin embargo, es muy probable que el Polvo Geológico contenga otras fuentes que no son naturales sino antrópicas entre ellas Polvo resuspendido desde calles pavimentadas y Polvo resuspendido desde calles no pavimentadas. Por lo tanto, el valor propuesto en el estudio de 35 µg/m 3 (+/-20%) carece de suficiente respaldo técnico para ser considerado como nivel de background. Además, las concentraciones medidas en el Sitio 4, lugar propuesto como background, son cercanas a 59 µg/m 3 para el período 4 al 17 de Julio de 2006, 4-4 ANÁLISIS ELEMENTAL