Guía para la estimación de emisiones de fuentes fijas

Transcripción

1 BORRADOR PARA USO INTERNO SEPTIEMBRE, 2009 Guía para la estimación de emisiones de fuentes fijas Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales Instituto Nacional de Ecología Septiembre, 2009 Documento para revisión durante el Taller de retroalimentación sobre la Guía para la estimación de emisiones de fuentes fijas NO DISTRIBUIR

2 *** NOTA *** Esta versión de la guía ha sido producto del proyecto realizado con apoyo de la Western Governors Association durante el año 2009; sin embargo, no se considera una versión final ya que, precisamente, el siguiente proyecto relacionado con este tema se desarrolla con fondo fiscal 2009 y corresponde a un ejercicio de retroalimentación técnica del contenido de esta guía. Este proyecto toma la forma de un Taller de retroalimentación sobre la Guía para la estimación de emisiones de fuentes fijas, donde participan potenciales usuarios del documento, como autoridades estatales, académicos y consultores, del cual se esperan obtener mejoras y ajustes que permitan llegar a una versión final de la propia guía, que se distribuirá posterior a su publicación. *** NO DISTRIBUIR *** *** NO DISTRIBUIR *** *** NO DISTRIBUIR *** *** NO DISTRIBUIR *** *** NO DISTRIBUIR *** 2

3 TABLA DE CONTENIDO INTRODUCCIÓN ELABORACIÓN DE UN INVENTARIO DE EMISIONES DE FUENTES FIJAS Método general para elaborar un inventario de emisiones de fuentes fijas Planeación y características del inventario de emisiones de fuentes fijas Resolución temporal Cobertura Geográfica Resolución espacial Contaminantes a incluir Codificación de la información Códigos de identificación de establecimientos Codificación de actividad o giro de la fuente Estructura de la base de datos Aseguramiento de calidad y control de calidad (AC/CC) Declaración de objetivos de calidad de los datos Indicadores de calidad de los datos IDENTIFICACIÓN DE FUENTES FIJAS Criterios para la distinción entre fuente fija y fuente de área Criterios para la identificación de fuentes fijas por jurisdicción Fuentes de información para fuentes fijas de jurisdicción federal Fuentes de información para fuentes fijas de jurisdicción estatal y municipal RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN Nivel de Detalle Nivel de planta Nivel de punto de emisión o chimenea Nivel de proceso o segmento Fuentes de Información generales COA federal o reportes estatales Encuestas y cuestionarios Inspección en planta Otras fuentes de información

4 3.3. Documentación de parámetros de chimenea Localización de la chimenea Altura de la chimenea Diámetro de la chimenea Temperatura de salida de gases Velocidad de salida de gases Tasa de flujo volumétrico Documentación de factores que afectan las emisiones Datos sobre diseño, procesos y ubicación Información sobre el equipo de control de emisiones Datos sobre fuentes de emisión adicionales TÉCNICAS DE ESTIMACIÓN DE EMISIONES Muestreo en la fuente Procedimientos de AC/CC para muestreo en la fuente Factores de emisión Procedimientos de AC/CC para factores de emisión Balance de masa Procedimientos de AC/CC para balance de masa EVALUACIÓN DEL INVENTARIO Incertidumbre asociada con la información Incertidumbre asociada con las técnicas de estimación Muestreo en la fuente Factores de emisión Balance de masa Criterios de evaluación cualitativa de un inventario de fuente fijas ELABORACIÓN DEL REPORTE FINAL REFERENCIAS

5 ÍNDICE DE CUADROS Cuadro 1.1. Contaminantes y especies químicas de algunas fuentes fijas Cuadro 2.1. Fuentes fijas: categorías, jurisdicción, información y fundamento Cuadro 3.1. Resumen de los equipos típicos y su eficiencia de control (%) Cuadro 4.1. Ejemplo de factores de emisión contenidos en el AP Cuadro 5.1. Criterios para clasificar datos para factores de emisión en AP Cuadro 5.2. Calificación de factores de emisión de acuerdo al AP Cuadro 5.3. Evaluación cualitativa del inventario de emisiones de fuentes fijas Cuadro 5.4. Matriz de evaluación de un inventario de emisiones de fuentes fijas ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1.1. Método general - inventario de emisiones de fuentes fijas Figura 1.2. Ejemplo de codificación utilizando el sistema SCC Figura 1.3. Procedimiento de AC/CC para el inventario de fuentes fijas Figura 3.1. Nivel de detalle para inventario de emisiones de fuentes fijas Figura 3.2. Secuencia para recolectar datos de fuentes de información generales Figura 3.3. Uso del clinómetro para determinar la altura de una chimenea Figura 4.1. Técnicas de estimación de emisiones

6 INTRODUCCIÓN La contaminación del aire es el resultado de la suma de las aportaciones de miles de fuentes que incluyen las industrias, los vehículos automotores, los productos usados en la limpieza doméstica, las pinturas e incluso procesos de origen animal y vegetal. Para conocer la contribución, en términos de emisiones de diferentes contaminantes, de cada una de estas fuentes se requiere el uso de inventarios detallados, con ellos es posible identificar las principales fuentes y así poder hacer frente a la problemática de la contaminación del aire en una región determinada, lo cual constituye el primer paso en la gestión de la calidad del aire (INE SEMARANT, 2005) Así, la importancia de los inventarios radica en que: Proveen información precisa sobre las emisiones de los diferentes sectores, Representan la memoria histórica de los niveles de emisión en ciertas áreas o regiones del país, que a su vez permiten hacer comparaciones para diferentes periodos de tiempo, Permiten a los diferentes niveles de gobierno y a los tomadores de decisiones contar con información para aplicada efectivamente en el proceso de gestión y monitoreo de la calidad del aire y Contribuyen a la planeación de las políticas y medidas de control de contaminación atmosférica. La elaboración de inventarios de emisiones no es una actividad trivial, involucra todo un proceso de recopilación y proceso de información, actividades tanto de campo como de laboratorio y de escritorio, ejercicios de aseguramiento de calidad y actividades de reporte. Es por ello que en México existe una gran preocupación por fomentar la capacidad de las autoridades encargadas de la elaboración de inventarios de emisiones. Así, el Instituto Nacional de Ecología de la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales, ha iniciado un programa de capacitación en materia de inventarios de emisiones que comprende la elaboración de guías y manuales diseñados para ser utilizados por las autoridades locales, estatales y federales, así como por consultores privados e industriales en la elaboración y actualización de inventarios de emisiones. Inicialmente, al mismo tiempo que elaboró el primer Inventario nacional de emisiones de México, el INEM 1999, en colaboración con la Agencia de Protección Ambiental de 6

7 los Estados Unidos de Norteamérica (US EPA, por sus siglas en inglés) y la Asociación de Gobernadores del Oeste (WGA, por sus siglas en inglés), el INE llevó a cabo el Proyecto de Inventarios de Emisiones para México (Radian, 1997), el cual tuvo como objetivo fundamental proporcionar las herramientas básicas necesarias para la planeación, desarrollo y actualización de los inventarios de emisiones contaminantes a la atmósfera y el propio desarrollo del primer inventario nacional de emisiones. Como resultado, se publicaron ocho manuales que contienen metodologías generales para la elaboración de inventarios de emisiones a la atmósfera. Como un beneficio más del Programa Nacional de Inventarios, estos manuales han sido actualizados; así, nuevas versiones de los primeros manuales se han publicado o están en proceso de publicación. Con la publicación de estas guías y sus manuales se desea contribuir a la homologación de algunos criterios para la estimación de emisiones, con la finalidad de estandarizar los métodos a través de los cuales se generan los inventarios de emisiones de fuentes fijas a nivel nacional. En la medida que se logre elaborar inventarios con métodos afines en diferentes regiones del país, será posible realizar comparaciones y adiciones entre ellos, hasta lograr que sea posible integrar su contenido al inventario nacional de emisiones de México. Tal es el caso de la Guía de Elaboración y Usos de Inventarios de Emisiones, la cual fue publicada en el año 2005 e integra cuatro de los ocho manuales que originalmente formaron parte del Proyecto de Inventarios de Emisiones para México, (volúmenes I, II, III y VIII). Esta es una guía general que, sin perder detalle, constituye el referente para la planeación del inventario, y cuenta con un manual de trabajo que la complementa, publicado en Así mismo, en el año 2009, se publicó la Guía metodológica para la estimación de emisiones vehiculares en ciudades mexicanas y su correspondiente manual, que fungen como herramientas para apoyar la planeación, desarrollo e integración de inventarios de emisiones provenientes de fuentes móviles, reemplazando el volumen VI de los manuales anteriores. La presente guía corresponde a la actualización del volumen IV y pretende proporcionar información general sobre las metodologías para estimar emisiones provenientes de fuentes fijas. En este contexto, se entiende por fuentes fijas a las instalaciones industriales, comerciales o de servicios que generen o puedan generar emisiones a la atmósfera. Sin embargo, como se verá más adelante en este documento, existen diversos tipos de fuentes fijas de acuerdo con su jurisdicción y pueden fácilmente ser confundidas con las fuentes de área. Incluso, existen diferentes 7

8 formas para referirse a las fuentes fijas. Algunos de los sinónimos más utilizados son fuente puntual o fuente estacionaria (Wark, 1998). La Guía para la estimación de emisiones de fuentes fijas se encuentra organizada de la siguiente manera. El Capítulo 1 brinda información general sobre el proceso de planeación para la elaboración del inventario, incluyendo sus principales características, la codificación de datos a utilizar y la elaboración del plan de control y calidad. El Capítulo 2 presenta algunos criterios para definir las fuentes fijas y diferenciarlas de otro tipo de fuentes, como las fuentes de área. El Capítulo 3 describe lo relativo a la recopilación de información, proporcionando algunos elementos a considerar con base en el tipo de información y el nivel de detalle que se desea manejar en el inventario. El Capítulo 4 se refiere propiamente a las diferentes técnicas de estimación que existen para la estimación de emisiones de fuentes fijas. El capítulo 5 presenta algunas recomendaciones para realizar una evaluación cualitativa del inventario de emisiones de fuentes fijas, con el fin de proveer una herramienta sencilla y práctica que pueda orientar a los desarrolladores sobre la calidad final del inventario y sus usos y aplicaciones relacionados. El Capítulo 6 describe el contenido mínimo a considerar en la elaboración de un reporte sobre un inventario de emisiones de fuentes fijas y, finalmente, se presenta un glosario en el que se definen algunos de los términos técnicos más importantes usados a lo largo de los capítulos anteriores. Al igual que otros materiales elaborados por el INE como parte del programa de capacitación en materia de inventarios de emisiones, esta guía se complementa con el Manual para la estimación de emisiones de fuentes fijas, el cual tiene como objetivo fortalecer las cuestiones prácticas a las cuales se enfrentan los desarrolladores de inventarios de emisiones de fuentes fijas. 8

9 1. ELABORACIÓN DE UN INVENTARIO DE EMISIONES DE FUENTES FIJAS El inventario de emisiones, como herramienta de gestión ambiental, proporciona las bases para proponer y evaluar alternativas de control de emisiones. En términos de fuentes fijas, un inventario de emisiones de este tipo de instalaciones logra retratar en un momento dado la contribución de los diferentes sectores industriales, comerciales y de servicios a las emisiones de diversos contaminantes de interés. Para lograr la realización de una estimación de este tipo, es necesario seguir un proceso o metodología general que permita al desarrollador llegar a generar un inventario confiable y útil, de acuerdo con sus propósitos. Además, es necesario contar con una primera e indispensable etapa de planeación del inventario, incluyendo aspectos como las necesidades y limitaciones en recursos para su elaboración, los estándares de codificación de datos y estructura de bases de datos, y un plan de aseguramiento y control de calidad, tanto del proceso de elaboración del inventario como de los datos que lo integrarán Método general para elaborar un inventario de emisiones de fuentes fijas Dentro de los aspectos que se deben considerar al realizar el inventario se encuentran: a) la planeación del mismo, ya que permite definir el nivel de detalle que se pretende alcanzar, las principales características que definirán el inventario y la calidad que se espera tenga el producto final, b) la identificación de las fuentes a incluir en el inventario, asegurando de diferenciar y no duplicar con otro tipo de fuentes como las de área, c) la recopilación de información necesaria para asegurar la calidad y nivel de detalle deseados para el inventario, d) las técnicas de estimación de emisión aplicables, e) la evaluación de la calidad de los datos y del producto final, y f) la integración de un adecuado reporte de resultados. 9

10 La Figura 1.1. muestra un esquema general de los pasos que integran el proceso de elaboración del inventario, así como las consideraciones técnicas y de control de calidad que aplican en cada uno de estos pasos. En el presente capítulo se abordará el paso número 1, que comprende la planeación del inventario y en los siguientes capítulos se abordarán los siguientes pasos. Figura 1.1. Método general - inventario de emisiones de fuentes fijas Fuente: Elaboración propia, INE. 10

11 1.2. Planeación y características del inventario de emisiones de fuentes fijas La planeación del inventario permite la visualización de las metas y objetivos a lograr, así como determinar los caminos necesarios para su consecución. Por ello, una buena planeación es importante. Esta planeación puede darse desde diferentes puntos de vista, en términos de las metas y objetivos del proceso y los recursos disponibles para su ejecución, en términos de las características propias del inventario, en términos de la codificación de datos que se van a manejar y la estructura de las bases de datos que se generarán y en términos de la calidad deseada para el producto final, siempre en concordancia con las metas y objetivos que se pretenden lograr. Por ejemplo, la elaboración del primer Inventario Nacional de Emisiones de México (INE-SEMARNAT, 2006), incluyó una primera etapa durante la cual se llevó a cabo toda la planeación del proceso para la elaboración del inventario y se generó el Plan para la preparación del inventario. En este plan se establecieron, entre otras cosas, los objetivos y usos del inventario, la responsabilidad de los participantes del proceso, los límites de confidencialidad y manejo de datos, las principales características del inventario, las metodologías a implementar para la estimación de emisiones, los productos esperados y el plan de aseguramiento y control de calidad. (ERG, 2003) A continuación se dará un panorama general de cada una de las principales características del inventario; sin embargo, para mayor detalle sobre este aspecto del proceso se recomienda referirse a la Guía para la elaboración y usos de inventarios de emisiones y al Plan para la preparación del Inventario nacional de emisiones de México, Resolución temporal Es el periodo para el cual se estiman las emisiones, y por tanto, determina la ubicación del inventario en el tiempo. Aunque pueden llegar a existir inventarios que cubran solo algunas temporadas del año, normalmente son realizados para un cierto año calendario. En este caso, el año de referencia se denomina año base y será la temporalidad común para todas las estimaciones de emisiones que representen las actividades que ocurrieron durante el mismo periodo de tiempo. 11

12 Partiendo de un determinado año base, y considerando que hayan sido elaborados con metodologías y calidad similares, los inventarios de emisiones de diferentes regiones o zonas pueden ser comparados entre sí. Así mismo, haciendo las mismas consideraciones de similitud en el proceso de elaboración, dos inventarios de diferentes años base pero de la misma región o zona, también pueden ser comparados entre sí. (INE-SEMARNAT, 2005) Por ejemplo, para el primer inventario nacional se tomo como año base Este año se eligió debido a que fue para ese año que se contó con la información necesaria para realizar las estimaciones. Aún así, hubo algunas situaciones en las cuales fue imposible obtener información, aquí se puede citar el caso del estado de Baja California, donde no se ha implementado un esquema de reporte para las fuentes fijas de carácter estatal. Así, la información para este estado está conformada por información correspondiente a solo dos municipios y para años diferentes, Mexicali (1996) y Tjuana/Rosarito (1998). A este respecto, el propio inventario lo justifica considerando que estos dos municipios representan la mayor parte de la actividad industrial y comercial del estado, aunque admite que de existir datos en el futuro, esta información deberá ser actualizada. (INE-SEMARANT, 2006) Cobertura Geográfica La cobertura geográfica, o dominio del inventario, representa el área geográfica en la cual se ubican las fuentes de contaminantes atmosféricos incluidas en el inventario. Esta área generalmente está limitada por fronteras geopolíticas; es decir, los inventarios de emisiones de fuentes fijas generalmente son elaborados para una ciudad, estado o país. Sin embargo, existen ocasiones en las cuales se pueden desarrollar inventarios por región que puede abarcar más de dos municipios o más de dos estados, como en el caso de los corredores industriales, por ejemplo Resolución espacial Además de claramente delimitar el dominio del inventario, es necesario establecer el nivel de especificidad geográfica con el que se reportarán las emisiones. En algunos casos, las emisiones se reportan como un solo dato para toda el área geográfica de estudio o bien por áreas geopolíticas más pequeñas (por ejemplo, un inventario con cobertura geográfica nacional puede reportar sus emisiones por municipio. Sin embargo en otros casos, sobretodo en inventarios para modelación, las emisiones se reportan con mayor resolución, ya sea por celdas de cierto tamaño o bien por fuente. 12

13 Para ello, las fuentes fijas pueden ser localizadas geográficamente, utilizando coordenadas de longitud y latitud, o coordenadas universales transversales de mercator (UTM). La precisión geográfica requerida para la ubicación de las fuentes fijas puede ser de hasta ±10 metros. (INE-SEMARNAT, 2005) Contaminantes a incluir La selección y definición de los contaminantes a incluir en el inventario es de suma importancia. En el caso de un inventario de emisiones de contaminantes criterio provenientes de fuentes fijas, normalmente se reportan óxidos de nitrógeno, óxidos de azufre, contaminantes orgánicos, partículas suspendidas y monóxido de carbono. Sin embargo, para algunos propósitos específicos del inventario puede ser necesario desagregar aún más la especie química de algún contaminante. Por ejemplo, es particularmente común el caso de los hidrocarburos, mismos que pueden ser expresados en subconjuntos como compuestos orgánicos totales (COT), compuestos orgánicos volátiles (COV), gases orgánicos no metánicos (GONM), hidrocarburos no metánicos (HCNM), o bien, hidrocarburos totales (HCT). (Ver INE- SEMARANT, 2005) En términos generales, como en el caso del primer inventario nacional INEM, 1999, se reportaron óxidos de nitrógeno (NOx), bióxido de azufre (SO 2 ), contaminantes orgánicos volátiles (COV) y monóxido de carbono (CO), así como partículas suspendidas con diámetros mayores a 10 (PM 10 ) y 2.5 (PM 2.5 ) micras, y para algunos casos el amoniaco (NH 3 ). Así mismo, es aconsejable seguir las recomendaciones de la Guía de elaboración y usos de inventarios de emisiones, la cual sugiere que se lleve a cabo una lista de verificación de las categorías de cada fuente, misma que puede emplearse para planear el inventario y a la vez a priorizar que contaminantes serían incluidos en el mismo. Partiendo de esta guía, se pueden resumir las categorías y contaminantes, incluyendo los contaminantes criterio y tóxicos, así como los gases de efecto invernadero, de las fuentes fijas como lo muestra el Cuadro 1.1. (INE-SEMARANT, 2005) 13

14 Cuadro 1.1. Contaminantes y especies químicas de algunas fuentes fijas Fuentes fijas Plantas de generación de electricidad Contaminantes criterio, tóxicos y de efecto invernadero COT COV CO NOx SOx PM PM 10 PM 2.5 NH 3 Cele Corg CTA CO 2 N 2 O CH 4 CFC Industria química Refinación petrolera (a) Producción metálica primaria (a) Producción metálica secundaria (a) Producción cementera (a) Producción minera miscelánea (a) Industria automotriz (a) Industria maderera (a) Producción de petróleo y gas (a) Terminares a granel Explotación de minas/canteras (a) Manufactura de productos madera (a) Industria azucarera (a) Producción de metales elaborados (a) Industria textil (a) 14

15 Plantas de asfalto (a) Industria alimentaría y agricultura (a) Uso de combustibles en fuentes fijas a Sólo incluye emisiones relacionadas con procesos COT COV CO NOx SOx PM PM 10 PM 2.5 NH 3 Cele Corg CTA CO 2 N 2 O CH 4 CFC Compuestos orgánicos totales Compuestos orgánicos volátiles Monóxido de carbono Óxidos de nitrógeno Óxidos de azufre Partículas suspendidas Partículas con diámetro aerodinámico menor a 10 micras Partículas con diámetro aerodinámico menor a 2.5 micras Amoniaco Carbón elemental Carbón orgánico Contaminantes tóxicos del aire Bióxido de carbono Óxido nitroso Metano Clorofluorocarbonos Fuente: INE-SEMARNAT, 2005 adaptado por INE 15

16 1.3. Codificación de la información La codificación de datos es una parte fundamental del inventario, debido a la gran cantidad de información que se maneja. Así, la utilización de códigos que permitan identificar cada establecimiento, su giro industrial, el número de chimeneas dentro de las instalaciones y otras características de la fuente, es primordial para darle formato y agilidad a la información contenida en el inventario. Por tanto, y con el fin de contar con información útil y transferible a otros usuarios, es importante que esta información sea presentada en un formato público, accesible y consistente. La codificación de datos puede darse en términos de algunas características específicas de la información del inventario, tales como: identificación de establecimientos (NRA, CVEIDEN, clave ID) identificación del giro industrial del establecimiento (CMAP, SCC, SCIAN) Códigos de identificación de establecimientos El código de identificación de un establecimiento es un dato indispensable para el inventario, ya que este código engloba mucha información cobre la fuente de emisión y siempre se identifica exclusivamente con un solo establecimiento. Los datos contenidos en este tipo de códigos pueden indicarnos desde alguna referencia del nombre de la fuente, del lugar geográfico (estado o municipio) donde se ubica, hasta incluso el número de chimeneas con que cuenta el establecimiento en cuestión. Es por ello que este código o clave de establecimiento es único e irrepetible para cada una de las fuentes inventariadas. Con fines de identificación de establecimientos, la SEMARNAT cuenta con un Número de Registro Ambiental (NRA) que es único para cada industria y se asigna a cada una de las fuentes emisoras de jurisdicción federal con el propósito de identificarlas al presentar su Cédula de Operación Anual (COA). No obstante, la misma Secretaría cuenta con otro tipo de códigos para referirse a las fuentes fijas de emisiones; este código es conocido como Clave de Identificación (CVEIDEN). Sin embargo, como se detallará al inicio del siguiente capítulo, existen otras fuentes que no son de jurisdicción federal; estas fuentes de jurisdicción estatal o municipal están sujetas a la regulación local y, por tanto, no tienen obligación de presentar la COA no cuentan con NRA ni con CVEIDEN. 16

17 Entonces, es de gran importancia el poder contar con una clave de identificación para fuentes fijas que resulte homogénea entre los diferentes ámbitos de gobierno, con una nomenclatura que permita tanto la combinación de fuentes fijas de diversas jurisdicciones en el mismo inventario, así como la rápida y fácil identificación de fuentes por diversos usuarios del inventario. Para ello, es necesario que se de un flujo de comunicación entre los diferentes ámbitos de gobierno, tanto federal como estatal y local, a fin de lograr un consenso en cuanto a la nomenclatura que deberá utilizarse para referirse a cada una de las fuentes fijas de emisión. Así, se evitará la generación innecesaria de diversos códigos para las mismos tipos de fuentes, logrando integrar un solo catálogo que sirva como guía y referencia para las tres diferentes jurisdicciones Codificación de actividad o giro de la fuente El giro o actividad principal de la fuente de emisión es un elemento indispensable de identificar al elaborar un inventario, ya que generalmente es útil agrupar las emisiones por sector industrial, comercial o de servicios y detallar la contribución de cada uno de los sectores al total de las emisiones. Así mismo, la utilización de códigos para clasificar el giro o actividad de la fuente permite manejar con mayor facilidad la información en el inventario. Con fines de codificación de giros industriales, en México se han utilizado diversos sistemas de clasificación, tanto nacionales como internacionales, tales como: La Clasificación Mexicana de Actividades y Productos (CMAP) es el sistema clasificador de actividades económicas elaborado y utilizado anteriormente por el Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI) para la producción de datos y estadísticas económicas en México. El uso de este sistema ha sido reemplazado por un nuevo sistema reconocido internacionalmente y llamado SCIAN. El sistema de clasificación industrial de América del Norte (SCIAN) surgió como una clasificación internacional armonizada de actividades económicas, con el fin de desarrollar estadísticas comparables en Canadá, Estados Unidos y México. Este sistema cuenta con 5 niveles de agrupación, a saber: sector, subsector, rama, subrama y clase de actividad económica. El SCIAN clasifica la actividad económica en 20 sectores, que se van desagregando hasta clases de actividad de acuerdo con el criterio de función de producción (SCIAN, 2002). Como ejemplo se puede citar el código: , donde el 32 indica que se refiere a una industria 17

18 manufacturera, al agregar el 5 se especifica que se refiere a la industria química, el 4 detalla que se trata de fabricación de productos farmacéuticos, y finalmente el 11 nos indica que el establecimiento se dedica a fabricación de materias primas para la industria farmacéutica. En este caso, para contar con el mayor nivel de detalle posible, es necesario el uso del SCIAN a 6 dígitos, como se ha expuesto en el ejemplo. El sistema de clasificación de fuentes (Source Classification Code -SCC- por sus siglas en inglés) es utilizado por la agencia de protección ambiental de los Estados Unidos (US EPA) para clasificar las actividades de las fuentes para fines de modelación. Así, los inventarios de emisiones americanos reportan tanto el SCIAN como el SCC; el SCIAN los hace comparables con inventarios de México y Canadá y el SCC permite introducir la información sobre emisiones en sistemas de emisiones como SMOKE, mismo que se encuentra preparado para recibir la información en formato SCC y procesar las emisiones de manera temporal y espacial, generando insumos para modelos de calidad del aire como CAMx. Los códigos SCC para fuentes fijas contienen 8 dígitos y, al igual que en el SCIAN, da detalles más específicos con los caracteres presentados hacia la derecha (Ver Figura 1.2.). Figura 1.2. Ejemplo de codificación utilizando el sistema SCC Fuente: Tomado de UNC, 2007 y traducido por el INE Como puede observarse, el uso de un sistema de codificación en especial depende de los usos de la información; sin embargo, como ya se mencionó, el SCIAN es un clasificador de la actividad económica industrial utilizado internacionalmente; ha sido avalado por las agencias estadísticas de Canadá, a través de Stadistics Canada, de Estados Unidos, a través del Economic Classification Policy Committe y de Mexico, a través del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI). Por tanto, es recomendable referirse a este sistema y hacerlo de forma metódica en todos los inventarios de emisiones, para lograr la comparabilidad entre diferentes inventarios en el país e incluso en Estados Unidos y Canadá. El uso del SCC puede verse de manera adicional, siendo usado cuando se desee elaborar un inventario para modelación. 18

19 1.4. Estructura de la base de datos Una definición temprana de la estructura de la base de datos con la cual se trabajará la información relativa a las fuentes fijas, facilita el trabajo y administración de datos a lo largo del proceso de elaboración del inventario. Aunado a lo anterior, la selección de la herramienta con la cual se manejarán los datos determina también la forma de trabajo y las posibilidades de manejo de información. Así, generalmente, se van elaborando hojas de cálculo o bases de datos relacionales para manipular la información sobre fuentes fijas. Los campos indispensables se atribuyen a las principales características de la fuente y los datos que permiten estimar sus emisiones. Se incluyen, por ejemplo, el nombre, clave de identificación, ubicación (estado, municipio, dirección postal, e incluso coordenadas), composición (número de chimeneas y procesos), datos sobre la o las chimeneas (altura, diámetro, velocidad de salida de gases, temperatura de salida de gases) giro o actividad principal, datos de actividad, factores de emisión, contaminantes asociados, y otros datos adicionales. La información a incluir en la base de datos y su formato puede ser determinada por el propio desarrollador del inventario; sin embargo, cuando se elaboran inventarios de emisiones locales que alimentarán información para la conformación de inventarios regionales o nacionales, es necesario establecer un formato de base de datos y una herramienta que permita el intercambio y comunicación entre los datos provenientes de las diferentes entidades que contribuyen al inventario más amplio. Tal es el eventual caso del inventario nacional de emisiones, para lo cual se espera que la autoridad federal encargada de dicho inventario determine el formato y herramienta a utilizar, para que los estados que estén en posibilidades de alimentar dicho inventario nacional, cuenten con la información necesaria para hacerlo Aseguramiento de calidad y control de calidad (AC/CC) El objetivo del aseguramiento y control de calidad (AC/CC) es limitar la introducción de error dentro del proceso de elaboración del inventario. Así, el desarrollo del inventario de emisiones de fuentes fijas debe incluir las declaraciones y los procedimientos que definan el programa global de aseguramiento y control de calidad. La instrumentación de procedimientos AC/CC a lo largo de todo el proceso de elaboración del inventario aseguran la calidad, confiabilidad y utilidad de los datos de emisión reportados. 19

20 El aseguramiento de calidad es un sistema integrado de actividades que incluye la planeación, el control, la valoración, los reportes y mejoras de la calidad, que está diseñado para asegurar que el inventario cumpla con las metas u objetivos de calidad establecidos antes de su desarrollo. El control de calidad es el sistema general de actividades técnicas rutinarias diseñadas para evaluar y controlar la calidad del inventario conforme está siendo desarrollado. La Figura 1.3. muestra los pasos básicos para realizar y aplicar los procedimientos AC/CC (Radian, 1996), aunque este esquema es flexible y se puede adaptar a las necesidades del desarrollador; incluso, existen también otros procesos de aseguramiento y control de calidad estandarizados que pueden también se aplicables a este caso, tales como los estándares internacionales ISO, entre otros. Figura 1.3. Procedimiento de AC/CC para el inventario de fuentes fijas Fuente: Radian, 1996 Como puede observarse en la Figura 1.3., existen dos grandes temas sobre los cuales se aplica el control de calidad; por un lado se verifica la precisión en términos de la codificación de los establecimientos y de su giro o actividad y, por otro lado, se verifica la precisión en términos de la estimación de emisiones. 20

21 Una vez seleccionada una muestra aleatoria de establecimientos, se debe verificar que la información contenida en las encuestas, cuestionarios o fuentes de información utilizadas sea consistente con los datos generados en el proceso del inventario. En esta etapa se pueden verificar las claves de identificación de la fuente, así como los códigos de actividad, normalmente basados en el sistema SCIAN (Sistema de Codificación Industrial de América del Norte), e incluso las características de la fuente, tales como el número de chimeneas, etc. A continuación, se auditan las emisiones; para ello, se toman las fuentes de información sobre los reportes de emisiones de los establecimientos seleccionados (Er) y se las compara con las emisiones calculadas (Ec) usando la metodología estándar seleccionada para el inventario. Si los resultados de estos dos enfoques son razonablemente consistentes, entonces el procedimiento AC/CC está completo. En caso contrario, es necesario aplicar otras actividades AC/CC (por ejemplo una llamada de seguimiento al establecimiento o una revisión del auditor a los resultados de los datos de la fuente) hasta que el auditor quede satisfecho con los estimados de emisiones Declaración de objetivos de calidad de los datos Como ya se ha mencionado, el primer paso al planear el inventario es definir su propósito y uso. En su momento, esta información será aplicada para determinar tanto los objetivos de calidad de los datos (OCD) del inventario como los requerimientos AC/CC. Los OCD son declaraciones sobre el nivel de incertidumbre que un responsable de la toma de decisiones está dispuesto a aceptar. Su propósito es asegurar que los datos finales sean adecuados para el uso que se pretende darles. (Radian, 1996) Los OCD deben ser analizados y redactados con anterioridad a la elaboración del inventario. Así, una declaración sobre los objetivos de calidad de los datos podrá establecer, entre otros elementos, lo siguiente: El grado de precisión deseada o de incertidumbre aceptable en los estimados de emisiones El nivel en el que se considerará que los datos están completos El grado de representatividad de los datos 21

22 El grado de comparabilidad de los datos respecto de otros documentos o métodos similares Hay que tener en cuenta que a pesar de las mejores intenciones con que trabajan quienes preparan el inventario, es importante considerar que las restricciones de tiempo, las limitaciones de recursos y la falta de datos son realidades que se viven al desarrollar un inventario. Por lo tanto, todo el proceso de AC/CC así como los OCD para el inventario deben ser ambiciosos al procurar la calidad del producto, tanto como realistas al considerar cualquier factor que pudiera limitar la calidad de la información Indicadores de calidad de los datos Una vez que los OCD han sido determinados, el siguiente paso consiste en identificar los indicadores de calidad de la información (ICI) que serán utilizados para evaluar el cumplimiento de los OCD. Para ello, es preferible establecer medidas cuantitativas, tales como límites de confianza, sistemas de ordenamiento numérico o calificaciones de la calidad de los datos. Es importante mencionar que los datos y su calidad dependen de los métodos o técnicas de estimación empleados; por ello, en la sección correspondiente se hace referencia al AC/CC de cada método. (Ver capítulo 4) Considerando que generalmente la instrumentación de las medidas cuantitativas es más compleja, una alternativa es usar OCD cualitativos, lo que puede hacerse mediante una evaluación crítica y exhaustiva de las fuentes de información y los datos obtenidos, así como de las limitaciones y fortalezas del inventario final. Así, esta guía ofrece una sección en la cual se muestra, a manera de orientación, cómo realizar una evaluación cualitativa del inventario. (Ver capítulo 5) 22

23 2. IDENTIFICACIÓN DE FUENTES FIJAS La adecuada caracterización de las fuentes fijas de emisión es determinante por dos razones, principalmente. Por un lado, marcar una clara diferencia entre una fuente fija y una fuente de área, proporciona certidumbre en la información reportada y evita duplicidad de información. Por otro lado, la oportuna identificación de la jurisdicción a la cual corresponde cada fuente de emisión, indica los posibles instrumentos a través de los cuales se puede obtener información asociada con cada fuente emisora. Algunos criterios usados para distinguir estas características son presentados en este capítulo Criterios para la distinción entre fuente fija y fuente de área A través de la experiencia acumulada al elaborar inventarios, se observa que existe cierta ambigüedad para delimitar las fuentes fijas y las fuentes de área; entendiendo como fuentes de área al conjunto de fuentes, numerosas y dispersas, que no pueden ser incluidas de manera efectiva en el inventario de fuentes fijas. La falta de un criterio claro para distinguir entre fuentes fijas y fuentes de área puede llevar al desarrollador del inventario a generar duplicidad de información, considerando alguna fuente tanto dentro de las fijas como de las de área. Sin embargo, esta imprecisión puede ser solucionada empleando algunos elementos y herramientas básicas que orienten la elaboración del inventario y delimiten claramente lo que se considerará como fuente fija y lo que se considerará como fuente de área. Por ejemplo, durante el desarrollo del INEM, 1999 se propusieron algunos criterios para el establecimiento y ajuste de umbrales que constituyeran los parámetros para distinguir un tipo de fuente de otra. Esto se realizó con base en la cantidad de contaminante emitido por año; sin embargo en la segunda etapa del desarrollo de este inventario, que incluyó únicamente a los estados de la frontera norte, se utilizaron umbrales un tanto altos, mismos que fueron reducidos en la tercera etapa que ya incluyó las otras 26 entidades federativas. Así, los umbrales utilizados en esta tercera etapa son: (INE-SEMARNAT, 2006) 23

24 1.0 Mg/año para NOx, SOx y COV 1.5 Mg/año para PM 10 Todos los establecimientos con emisiones iguales o mayores que cualquiera de estos umbrales se incluyeron en el inventario de fuentes fijas. Por el contrario, los establecimientos con emisiones por debajo de estos umbrales no se consideraron como fuentes fijas en el INEM y sus emisiones de combustión se contabilizaron en la correspondiente categoría de fuente de área, por ejemplo, uso industrial de combustibles. Estos parámetros fueron seleccionados con base en el hecho de que aún cuando en México predominan las pequeñas y medianas empresas, sus emisiones pueden ser significativas. Así mismo, a través de la información que se recaba, tanto en la federación como en los estados, sobre la actividad de dichas fuentes, se hace posible la estimación de sus emisiones con el nivel de detalle requerido por ser consideras como fuentes fijas. (INE-SEMARNAT, 2006) No obstante, este tipo de decisiones son tomadas de manera discrecional durante el proceso de desarrollo de un inventario y existen también otros factores que obligan a inclinarse por criterios más amplios o más estrechos. Tal es el caso de los recursos disponibles para el desarrollo del inventario y su cobertura geográfica, ya que si se cuenta con suficientes recursos o el área a cubrir es relativamente pequeña, se pueden estimar las emisiones de todas y cada una de las instalaciones industriales, comerciales y deservicios. Lo deseable sería considerar cada establecimiento como una fuente fija, ya que eso sería más preciso pero demandaría demasiados recursos para integrar y actualizar el inventario. Así, otras alternativas para distinguir una fuente fija de una fuente de área, además del establecimiento de umbrales con alguna base consistente, pueden ser (Radian, 1996): Las características propias de la fuente; por ejemplo, se pueden considerar como fuentes fijas las de un tipo y tamaño específico como calderas con entrada térmica mayor a 10,000 Btu/hr. La ubicación de la fuente; por ejemplo, se pueden considerar como fuentes fijas las fuentes que (independientemente de su tipo, tamaño o emisiones) se localicen en un establecimiento de tipo determinado, como en refinería de petróleo, fundición de acero, etc.). 24

25 Otra herramienta que se utiliza frecuentemente para evitar el conteo duplicado de emisiones es el cotejo contra el registro de consumo de combustible. En este caso, se toma el consumo de combustible total reportado en el estado o región de que se trate y se le resta el consumo de combustibles estimado para las fuentes fijas. De esta manera, se obtiene el dato que corresponde al consumo de combustibles de fuentes de área y se hacen los ajustes necesarios en las estimaciones para este tipo de fuentes. Esta conciliación aplica para diferentes tipos de combustibles; por ejemplo, en el INEM 1999 se utilizó para: destilados, residuales, gas natural, gas licuado de petróleo (LP) y queroseno (petróleo diáfano) y se limitó a los establecimientos industriales. Con base en ello, se hicieron los ajustes procedentes a los datos de fuentes de área, mismos que quedaron claramente señalados en los apéndices del inventario. (INE- SEMARNAT, 2006) 2.2. Criterios para la identificación de fuentes fijas por jurisdicción El marco legal y normativo mexicano en materia de medio ambiente se encuentra en la Ley General de Equilibrio Ecológico y Protección al Ambiente (LGEEPA), tiene sustento en la Constitución Política de los Estados Unidos Mexicanos y se complementa con las disposiciones establecidas tanto en otras leyes generales como en la legislación ambiental de cada una de las entidades federativas, los instrumentos municipales y los Reglamentos y Normas Oficiales Mexicanas. Estos instrumentos prevén claramente la competencia y responsabilidad de la autoridad federal y la competencia y responsabilidad de los gobiernos de cada una de las entidades federativas, así como de los municipios. Con base en esta delimitación de funciones, existen fuentes de emisión de jurisdicción federal, estatal y municipal. La LGEEPA especifica 11 sectores industriales de jurisdicción federal, cuyas actividades y emisiones están reguladas por la autoridad federal. Así, son consideradas como fuentes fijas de jurisdicción federal aquellas instalaciones industriales cuyas actividades correspondan a los siguientes giros o sectores: (Art. 111-Bis de la LGEEPA) 25

26 Química Petróleo y petroquímica Pinturas y tintas Automotriz Celulosa y papel Metalúrgica Vidrio Generación de energía eléctrica Asbesto Cementera y calera Tratamiento de residuos peligrosos El reglamento de esta Ley en materia de prevención y control de la contaminación atmosférica especifica los subsectores específicos que se considerarán como de jurisdicción federal. También, establece que serán de jurisdicción federal las instalaciones, obras o actividades industriales, comerciales y de servicios que realicen las dependencias y entidades de la administración pública federal, así como la industria del asbesto y aquellas que por su complejidad requieran la intervención federal, entre otras. (Art. 11 y 17 BIS del reglamento de la LGEEPA en materia de prevención y control de la contaminación atmosférica) El resto de los establecimientos industriales son, por exclusión, considerados como fuentes fijas de jurisdicción estatal, tal como lo establecen la Ley General y el Reglamento en comento. (Art. 7 de la LGEEPA) Así, por ejemplo, en el INEM 1999 se consideraron como fuentes fijas de jurisdicción estatal los siguientes establecimientos y giros industriales: (INE-SEMARNAT, 2006) Productos agrícolas y alimenticios Productos de madera y derivados Bebidas y tabaco Productos minerales no metálicos (excepto cemento, cal y yeso, que pertenecen a la jurisdicción federal) Textiles y curtido de pieles Ingenios azucareros Manufactura de cerámica y productos de barro Recubrimiento industrial de superficies y operaciones de pintura industrial 26

27 Las fuentes fijas de jurisdicción municipal, por su parte, se refieren a los establecimientos mercantiles y de servicios ubicados en el territorio del municipio (Art. 8 de la LGEEPA), como por ejemplo: Hospitales Hoteles Panaderías Baños públicos Tintorerías Lavanderías Talleres mecánicos automotrices, etc. Sin embargo, algunas de estas fuentes de emisión, como son las panaderías, tintorerías, estaciones de servicio, etc., se incluyen en el inventario de emisiones de fuentes de área. Ante esto, es indispensable asegurarse de evitar el doble conteo de emisiones a través de alguno de los métodos, criterios o herramientas mencionados en la subsección anterior. Una vez que se ha establecido lo que se considerará como fuente fija y se ha determinado la jurisdicción de cada fuente, es más sencillo localizar las posibles fuentes de información respecto de la misma. Así, existen diversos documentos que se encuentran en poder de diversas autoridades, dependiendo de la jurisdicción de la fuente de que se trate que pueden proveer información para la estimación. A continuación se mencionan los documentos utilizados comúnmente para obtener información de las fuentes fijas de acuerdo con su jurisdicción Fuentes de información para fuentes fijas de jurisdicción federal En el ámbito federal, la Licencia Ambiental Única (LAU) es el instrumento de regulación directa para el sector industrial. Entre sus principales características destaca que esta licencia es única para cada establecimiento industrial y reúne los requisitos, trámites y autorizaciones de impacto ambiental y riesgo, de emisiones a la atmósfera, generación de residuos peligrosos y de servicios hidráulicos. Así mismo, esta licencia se otorga una sola vez y en forma definitiva, aunque debe renovarse si la instalación cambia de ubicación o de giro industrial, o cuando se hacen modificaciones 27

28 al proceso original que cambiarán las condiciones originales de descarga o emisiones de la instalación (SEMARNAT, 2009a). Como fuente de información sobre instalaciones emisoras federales, la LAU nos permite conocer datos generales sobre la ubicación, operación y funcionamiento de los establecimientos industriales. Estos datos son útiles al momento de realizar una estimación de emisiones de fuentes fijas en una zona determinada. Por otro lado, la Cédula de Operación Anual (COA) es, como su nombre lo indica, el instrumento que contiene el reporte anual relativo a la emisión y transferencia de contaminantes ocurrido en el año calendario anterior. La COA solicita al usuario llenar información respecto de las secciones siguientes: (SEMARNAT, 2009b) Información técnica general Generación de contaminantes a la atmósfera Uso y descargas de agua Generación, manejo y transferencia de residuos peligrosos Emisiones y transferencia de contaminantes De esta manera, como fuente de información, la COA puede proveer al desarrollador del inventario con datos sobre cantidades de emisiones a la atmósfera, descargas de agua, generación de residuos y sustancias tóxicas que ocurrieron como resultado de la operación de la instalación. Además, puede ser posible encontrar también información más detallada sobre la fuente de emisiones, así como de sus procesos y el equipo de control de emisiones con que cuenta, e incluso una proyección de los volúmenes de contaminación para el siguiente período de reporte. Existen otras fuentes de información adicionales que proporcionan datos útiles durante el desarrollo de un inventario de emisiones de fuentes fijas. Dichas fuentes de información pueden ser cuestionarios, encuestas, datos estadísticos o históricos, entre otras, y se encuentran documentadas con mayor detalle en la sección Fuentes de información para fuentes fijas de jurisdicción estatal y municipal Como se dijo anteriormente, corresponde a las entidades federativas y a los municipios el control y prevención de la contaminación atmosférica proveniente de 28

29 establecimientos industriales, mercantiles y de servicios que no estén considerados como federales. Para ello, cada entidad cuenta con su respectiva legislación y regulación en esta materia, estableciendo los instrumentos y herramientas que se utilizan en su jurisdicción para el control de las fuentes fijas de emisión y el registro de su operación. Prácticamente en cada entidad se cuenta con una figura similar a la LAU y la COA utilizadas en el ámbito federal; sin embargo, es posible que entre entidades existan diferencias en las características y el formato, e incluso en los nombres, de estos instrumentos de reporte y recopilación de datos sobre las fuentes fijas y su actividad. A continuación se presentan un par de casos a manera de ejemplo. En el Estado de Veracruz, la Ley Estatal de Protección Ambiental (LEPA) establece que todas las fuentes fijas de competencia estatal requerirán de una Licencia Ambiental de Funcionamiento (LAF). (Art. 134 de la LEPA) Además de la licencia de funcionamiento, en el estado de Veracruz existe una herramienta de reporte periódico denominada Cédula Estatal de Operación Anual (CEOA). El tipo de información que recopilan estas herramientas respecto de las industrias de jurisdicción estatal es similar al caso federal; se incluyen datos, del año inmediato anterior, sobre emisiones de contaminantes atmosféricos normados, descargas y transferencia de contaminantes en el agua, así como de generación, manejo y transferencia de residuos sólidos urbanos y de manejo especial, entre otros. Los formatos para dar cumplimiento con estas obligaciones estatales están disponibles en Internet, y la información contenida en estos documentos es resguardada por la Secretaría de Desarrollo Social y Medio Ambiente del Estado de Veracruz, a través de la Coordinación General de Medio Ambiente. En el Estado de Nuevo León, la Ley Ambiental del Estado (LAE) establece que las fuentes fijas de competencia estatal requerirán de una Licencia de Funcionamiento. (Art. 138 de la LAE) Así mismo, la vigencia de dicha licencia se renueva con la presentación de una Cédula de Operación Anual, durante el mes de abril de cada año. (Art. 139 y 140 del reglamento de la LAE) Nuevamente, la información recopilada es similar a la exigida a nivel federal o en otros estados y es resguardada por la Agencia de Protección al Medio Ambiente y Recursos Naturales de Nuevo León. En los dos ejemplos anteriores hemos visto cómo es que los Estados dan seguimiento a las actividades industriales de su jurisdicción; sin embargo, aún cuando se tenga 29