Modelación de cuencas atmosféricas como herramienta para la gestión de la calidad del aire

Transcripción

1 Modelación de cuencas atmosféricas como herramienta para la gestión de la calidad del aire II Taller sobre implicaciones en política de nuevos hallazgos científicos sobre contaminación atmosférica Rodolfo Iniestra Instituto Nacional de Ecología Guadalajara, Jal. Octubre 3 y 4 de 2008

2 Contenido Antecedentes Objetivos Metodología Resultados preliminares Siguientes pasos Conclusiones

3 Antecedentes

4 Qué es una cuenca atmosférica? Área cubierta por un volumen de aire que tiene características similares y que está separada de otros volúmenes de aire por patrones de tiempo o topográficos (Idaho Department of Environmental Quality). Espacio geográfico delimitado parcial o totalmente por elevaciones montañosas u otros atributos naturales con características meteorológicas y climáticas afines, donde la calidad del aire a nivel estacional está influenciada por las fuentes de emisión antropogénicas y naturales en el interior de la misma, y en cierto casos, por el transporte de contaminantes provenientes de otras cuencas atmosféricas (propuesta de reglamento de la LGEEPA en materia de prevención y control de la contaminación de la atmósfera) Región geográfica delimitada por los obstáculos topográficos (líneas costeras, formaciones montañosas, etc), de tal manera que dentro de ésta se modifica la circulación general de la atmósfera sobre la superficie (capa límite de la atmósfera), dando lugar a la formación de los vientos locales, diferentes del flujo de la atmósfera libre (Davydova,??).

5 Cuál es el objetivo de la gestión por cuenca atmosférica? Gestionar de manera preventiva y consistente la calidad del aire a través de toda la cuenca atmosférica, en contraposición a los métodos usados en el pasado, los cuales suelen ser reactivos y estar acotados por fronteras políticas. Conocimiento detallado de la dinámica atmosférica Toma de decisiones soportada técnicamente Gestión de la calidad del aire eficiente y eficaz Prevención en lugar de reacción Protección de la salud pública Buena calidad del aire en el largo plazo

6 Dónde se ha hace gestión de la calidad del aire por cuenca atmosférica? En diversas partes del mundo, tal como: Estados Unidos Canadá Filipinas Europa (p.e. Reino Unido y Grecia) se han definido cuencas atmosféricas siguiendo diversos criterios, entre los que se incluyen meteorológicos, geográficos y político administrativos.

7 Cuándo es conveniente hacer uso del concepto de cuenca atmosférica? Las fuentes de emisión y los impactos asociados están localizados en una área geográfica extendida Los problemas de calidad del aire se relacionan con patrones meteorológicos, topográficos y de emisión comunes a un área El transporte atmosférico de los contaminantes hacia adentro y hacia fuera de un área definible ocurre de manera regular Se requieren esquemas regionales de gestión complementarios a los definidos en la normatividad vigente Se requiere de la participación de tomadores de decisiones de más de una entidad federativa

8 Ventajas de la gestión por cuenca atmosférica Carácter preventivo Aseguramiento de una buena calidad del aire en el largo plazo (25 años) Basado en la dinámica atmosférica y no en fronteras políticas Contempla a todos los contaminantes al mismo tiempo Propicia el desarrollo de agendas ambientales conjuntas en varias entidades Permite el establecimiento de un mercado de emisiones

9 Retos de la gestión por cuenca atmosférica Puede requerir de la conformación de una autoridad adicional para la toma de decisiones (p.e. CAM) Demanda la recolección y análisis detallado de información científica para caracterizar apropiadamente la dinámica de la contaminación en cada cuenca Desarrollo de infraestructura y capacidades analíticas Existencia de diferencias en la regulación ambiental de diferentes entidades dentro de una misma cuenca Diferencias en los perfiles políticos de la autoridades ambientales

10 Antecedentes en México LGEEPA Art Para controlar, reducir o evitar la contaminación de la atmósfera, la Secretaría tendrá las siguientes facultades: ( ) X. Definir niveles máximos permisibles de emisión.de tal manera que no se rebasen las capacidades de asimilación de las cuencas atmosféricas y se cumplan las NOM de calidad del aire; No existe en México una definición de cuencas atmosféricas No se ha definido ninguna metodología a través de la cual se puedan definir las cuencas y estimar las capacidad de asimilación de éstas.

11 Objetivos

12 Desarrollar una propuesta metodológica para la determinación de cuencas atmosféricas en México Identificar de manera preliminar cuencas atmosféricas en México a través de la aplicación de la metodología propuesta

13 Propuesta metodológica

14 Principios generales La identificación de cuencas debería considerar como punto de partida, al menos, la inclusión de ciudades mexicanas con redes de monitoreo y/o con problemas de calidad del aire. ZMVM ZMG ZMVT ZMM Puebla Salamanca Cd. Juárez Tijuana Mexicali Altamira Tuxpan Campeche Coatzacoalcos Los periodos a considerar en el análisis deberían ser aquellos en los que existe la mayor probabilidad de ocurrencia de altos niveles de contaminación Enero Mayo Octubre Diciembre La metodología debería ser fácil de entender y aplicar, además de flexible para considerar el dinamismo de una cuenca.

15 Propuesta metodológica para definir cuencas atmosféricas Uso de trayectorias hacia adelante (forward) de parcelas atmosféricas cerca de la superficie en zonas urbanas Las parcelas están arregladas simétricamente en una malla a distancias de 5km de separación La integración de las trayectorias se hace por 24 horas, tiempo en que se espera viajen una distancia de alrededor de 430 km suponiendo vientos promedio de 5 m/s La dispersión de las trayectorias define el grado de concentración de éstas en el tiempo y el espacio La definición de cuenca atmosférica mediante el criterio de concentración de parcelas

16 Topografía Datos avn x 1 MM5 Liberación de parcelas 6,9,12,15,18,21,24 hrs Uso de suelo Campos de viento 3D 4 x 4 km Análisis de trayectorias de las parcelas (Krishnamurti y Bounova,1996) Integración espacio temporal de parcelas Matriz de densidad de parcelas Paso de tiempo: 5 minutos Enero, Mayo, Octubre y Diciembre Tomando en cuenta las parcelas que permanecen dentro de la capa límite Visualización de isolíneas (GIS) Definición preliminar de cuencas atmosféricas

17 Se propone el uso de parcelas, analizando su trayectoria en base al campo de viento, orografía, y la estructura vertical de la atmósfera.

18 Elementos para la definición de cuenca atmosférica mediante densidad de parcelas Parcelas Posición inicial Parcelas Posición final Cuenca Atmosférica vientos

19 Análisis de trayectorias

20

21 Resultados preliminares

22 Patrones de dispersión encontrados

23 Monterrey, N. L.

24 Altamira, Tamps.

25 Tuxpan, Ver.

26 Monterrey, Altamira y Tuxpan

27 Calidad del aire en la ZMM, 1999

28 Guadalajara, Jal.

29 Cuencas Atmosféricas del Estado de Jalisco Estudio de Ordenamiento Ecológico Territorial de Jalisco diagnóstico de los subsistemas

30 Toluca, Edo. Mex.

31 Distrito Federal

32 Puebla, Pue.

33 Toluca, D. F. y Puebla

34 Siguientes pasos

35 Definir criterios adicionales para acotar las fronteras de cada cuenca Población Emisiones Geo-políticos Calidad del aire Estimar la capacidad de carga de cada cuenca, una vez acotadas sus fronteras.

36 Conclusiones

37 Atributos de la metodología propuesta Emplea un concepto fácil Es un esquema fácil de implementar Se puede aplicar a diferentes urbes que lleven a cuencas de diverso tamaño Flexibilidad de monitorear cambios interanuales en los tamaños de las cuencas que estén asociados a posibles cambios en los patrones de circulación La cuenca se puede ajustar para quedar definidas en términos de las fronteras político administrativas más cercanas

38 Retos impuestos por la metodología propuesta Requiere datos de viento (3-d) con buena resolución temporal (1 hr) o un modelo meteorológico de mesoescala El uso de modelos de mesoescala requiere capacidad adicional Se requieren numerosos experimentos para considerar la variabilidad meteorológica No considera las variaciones de la altura de la capa de mezcla en la densidad de las trayectorias

39 Para información posterior : Verónica Garibay vgaribay@ine.gob.mx Rodolfo Iniestra riniestr@ine.gob.mx