Generados por Fuentes Móviles. Introducción. En todas las grandes áreas urbanas la mayor fuente de contaminación atmosférica la constituye los vehículos automotores. Los mismos emiten gases orgánicos totales (TOG), monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx), óxidos de azufre (SOx) y material particulado (PM) entre otros (Radian International, 1997). Debido a la magnitud de las emisiones que se producen es que las fuentes móviles tienen una especial consideración dentro de las llamadas fuentes de área, utilizándose herramientas especiales para el cálculo de los factores de emisión, como el programa MOBILE 5. Proceso de Emisión en Vehículos Automotores Los procesos de emisión de contaminantes son variados. Constituyen una gran cantidad de especies contaminantes producto de numerosos procesos pero que en general e pueden resumirse en dos: Emisiones exhaustivas: que resultan de la combustión y son emitidas por los caños de escape: TOG, CO, NOX, SOX, PM, aire tóxico, (1,3 butadieno, benceno, formaldeido, etc) y especies que reducen la visibilidad como amónio, sulfatos y PM 2.5. Emisiones evaporativas: procedentes de los motores de los vehículos. Dentro de estas se encuentran: - emisiones evaporativas en marcha - emisiones evaporativas sin marcha - emisiones evaporativas durante la recarga - emisiones evaporativas diurnas El desarrollo de un inventario de emisiones de vehículos automotores consiste en cuantificar las emisiones que se producen en una población de vehículos con diversas características de emisiones. La ecuación básica utilizada para estimar las emisiones involucra una multiplicidad de factores. Para vehículos automotores el dato de actividad consiste en los kilómetros recorrido por los vehículos (VKT) que es el total de distancia recorrido por automóviles dentro del dominio considerado en el inventario, y los factores de emisión que son expresados en gramos de contaminante emitido por kilometro recorrido (VKT). Idealmente el VKT estimado debería obtenerse directamente de datos locales como conteo vehicular en distintos tipos de ruta. En muchos casos, estos datos son difíciles de obtener y se hace necesario realizar medidas alternativas de actividad vehicular como por ejemplo el consumo estadístico de
combustible en una región determinada. Los factores de emisión son estimados mediante un modelo de factores de emisión que se ajusta en cada caso a las condiciones locales. El Programa MOBILE5 para la Modelación de los Factores de Emisión. El modelo Mobile utiliza el lenguaje Fortran para estimar factores de emisión de Hidrocarburos (HC), Monoxido de carbono (CO), Oxidos de Nitrogeno (NOx) en vehículos que utilizan combustible nafta y diesel La primera generación del modelo MOBILE fue creada a mediados de la década del 70' por la EPA (Environmental Protection Agency) y tuvo diversas revisiones en la medida que se fueron sucediendo cambios en la legislación ambiental y avances tecnológicos. La versión más reciente del modelo MOBILE (versión MOBILES 5b) fue realizada en setiembre de 1996 y fue adaptada a la Ciudad de Córdoba bajo la denominación M5NU-Cba por el Observatorio Ambiental Municipal en el año 1998. Se tomó como punto de partida la versión original del MOBILE5 que fuera adaptada para la Ciudad de Méjico y denominada el M5mcma. Metodología para el Calculo de los Factores de Emisión. Conceptos básicos (...) Dentro del modelo MOBILE5, el cálculo de la tasa de emisión base (BER) es el primer paso para estimar los factores de emisión de los vehículos automotores. La BER se fundamenta en datos obtenidos en pruebas de laboratorio sobre vehículos en uso, bajo condiciones de prueba estandarizada (es decir a temperatura estándar, características del combustible, ciclos de manejo, entre otros). Se realiza un análisis estadístico a la información así obtenida con la finalidad de derivar ecuaciones que reflejen el comportamiento de las BER. En general, las ecuaciones que definen las BER incorporan una tasa de emisión a kilometraje cero y una tasa de deterioro. La tasa de emisión a kilometraje cero describe las emisiones de vehículos nuevos, mientras que la tasa de deterioro describe cómo se incrementan las emisiones al incrementarse el kilometraje. La tasa de emisión base sin embargo no corresponden exactamente a las emisiones vehiculares, más bien ella representa las emisiones medidas bajo condiciones de prueba altamente controladas. Con la finalidad de reconciliar las diferencias que existen entre las emisiones medidas en pruebas y las emisiones actuales, deberán ser aplicados diferentes factores de ajuste a las emisiones actuales. Hay factores de ajuste adicionales que son únicamente aplicables en circunstancias muy especiales de un contaminante (corrección al CO por baja temperatura). Después de que han sido calculados los factores de emisión base para cada año modelo con los apropiados ajustes, se calculan los factores de
emisión para la composición de la flota, con la inclusión de factores de ajustes adicionales. Los factores de emisión para la composición de la flota es dado por la siguiente ecuación: Los factores de ajuste adicionales considera los efectos de las velocidades de tráfico características en áreas específicas, el uso de aire acondicionado, carga extra y remolques. Después de estos ajustes, cada factor de emisión ajustado es ponderado con la fracción de viaje para cada año-modelo. Finalmente, los factores de emisión ponderados para cada uno de los 25 año-modelo son sumados, dando como resultado un factor de emisión compuesto (Moreno Rivero, 1998). Aplicación del MOBILE5 a la Ciudad de Córdoba Recapitulando lo explicado hasta aquí, en la Ciudad de Córdoba se utilizó el modelo MOBILE- M5MCMA desarrollado en FORTRAN y basado en el MOBILE-5A de la EPA de los Estados Unidos que fuera modificado por Radian International para desarrollar los factores de emisión aplicados a la flota vehicular que circula en la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM). Se utilizó este último programa para la Ciudad de Córdoba considerando que los modelos de vehículos automotores mejicanos tienen una mayor similitud con los de nuestro país, respecto a los de Estados Unidos. El modelo calcula los factores de emisiones evaporativos y de escape para los contaminantes CO, HC y NOx en g/km, basándose en una flota vehicular promedio que consume como combustibles nafta o gasoil. Los tipos de vehículos que incluye el modelo son: Automóviles ligeros de nafta (vehículo tipo familiar) Camionetas a nafta Camionetas a gasoil (y tipo trafic) Vehículo a nafta pesado (no considerado) Automóviles ligeros diesel (vehículo tipo familiar) Camión diesel mediano (no considerado) Camiones pesados diesel (incluye la flota urbana de pasajeros) Motocicletas
Resultados A los fines de procesar y organizar la información ambiental, se ha sectorizado el ejido urbano superponiéndole un cuadriculado. Las cuadrículas poseen 2 km de lado, contienen en término medio 40 (cuatrocientas) manzanas catastrales, y se han denominado cuadrículas ambientales. Las cuadrículas ambientales son las unidades muestreales mínimas. Todo el conjunto constituyen la denominada grilla ambiental. Cada una de ella se identifica con una letra de la A hasta la letra L en sentido Oeste-Este y un número, desde el 0 (cero) hasta el 12 (doce) en sentido Norte-Sur. En la figura 1 se puede observar el mapa del éjido urbano de la ciudad de Córdoba mostrando las cuadrículas ambientales y las cinco zonas en que se dividió a la ciudad para la estimación de emisiones de móviles. La división por cuadrículas es utilizada para organizar el mapa completo de Córdoba, y por lo tanto es la misma para otras partes del inventario. Los resultado que pueden obtenerse teniendo ajustado un modelo de estimación de emisiones son numerosos. Pueden ser a nivel global (toda la ciudad), a nivel de cuadrículas, e incluso de una sola calle o arteria. Por ejemplo, las diferencias de las emisiones por flotilla, año-modelo, estacionales, etc. Para ilustrar estas posibilidades presentamos los resultados del modelado de las emisiones de fuentes móviles en las cuadrículas de la ciudad, y del tránsito pesada y transporte público de pasajeros a nivel de arterias. El inventario de emisiones de fuentes móviles ha determinado que los hidrocarburos (HC),el monóxido de carbono (CO)y los óxidos de nitrógeno (NOX) liberados en conjunto superan la 110.000 toneladas anuales en la ciudad de Córdoba.En el micro centro (cuadrícula F6), los contaminantes emitidos superan las 6000 toneladas al año decreciendo a medida que nos alejamos de la zona central. En la figura 2, 3 y 4 se muestran las emisiones de CO, NOx y HC respectivamente, en cada cuadrícula ambiental, en ellos se nota claramente que la máxima liberación de contaminantes se produce en el microcentro de la ciudad. En la figura 5 se muestran las emisiones de contaminantes de por fuentes móviles en la calle 27 de abril ente Bs. As. y Belgrano (cuatro cuadras céntricas) Las figuras 6 y 7 muestra una proyección de las emisiones hasta el año 2020, en que puede verse una disminución debido a que el modelo va considerando las mejoras tecnológicas que irán siendo implementada en los vehículos, como la inyección de combustible y el uso de catalizadores. Sin embargo esta, esta disminución de las emisiones se ve opacada cuando el parque automotor crece descontroladamente. Un ejemplo de esto lo encontramos en la Zona Metropolitana del Valle de Toluca, México, cuyas características poblacionales son similares a las de Córdoba (1.200.000 habitantes), que
sufrió en los últimos años un aumento de mas del 50% de su flota vehicular llegando a los 400.000 vehículos, quienes emiten unas 350.000 toneladas anuales.