Consideraciones sobre calidad del aire y salud pública Néstor Y. Rojas, PhD Profesor Asociado Departamento de Ingeniería Química Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá
Dinámica de la contaminación
Contaminantes del aire y la Escala global: Interés: equilibrio de ecosistemas Calentamiento global por gases de efecto invernadero CO2 Metano CFCs Otros Destrucción de la capa de ozono CFCs HCFCs Otros Lluvia ácida Otros atmósfera Escala local/regional: Interés: Salud y bienestar de la población Regulados PM10 Ozono (O3) Óxidos de nitrógeno (NOx) Óxidos de azufre (SOx) Hidrocarburos (HC) o VOCs Monóxido de carbono (CO) No regulados Hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) Benceno, Tolueno, Xileno
Tendencias en contaminación n del aire Países desarrollados: SO 2 : se reduce, por debajo de límites l OMS PM : fracción gruesa se reduce, las finas y ultrafinas en aumento NO x, O 3 : constantes o en incremento a menudo por encima de límites l OMS Países en desarrollo, o en transición: n: SO 2 : en ascenso, por encima de límites l OMS PM : en ascenso NO x, O 3 : en ascenso, por debajo de límites l OMS
El material particulado es el contaminante clave por sus efectos sobre la salud y las frecuentes excedencias a los límites recomendados o normativos
Emisiones de material particulado por diversas fuentes Fuentes naturales Partículas gruesas por erosión, polen, tejidos, Partículas finas por condensación de vapores Riesgo: bajo Industrias y fuentes móviles Partículas gruesas por erosión, resuspensión de polvo, desgaste mecánico Partículas finas por combustión, condensación de VOCs, sulfatos, nitratos
Emisiones de material particulado por diversas fuentes Vehículos pesados: 99% de las emisiones de PM10 (Uniandes, 2004) Atribuible a combustible diesel de baja calidad, tecnologías viejas, conducción agresiva
Emisiones de la Flota Vehicular Bogotana (Behrentz, 2006) Emisiones (toneladas/dia) Km/dia CO VOC NOX PM 10 Vehiculos particulares 20,000,000 950 70 40 0.15 Motos 2,000,000 85 45 1 Taxi 12,000,000 270 25 20 0.3 Bus 4,000,000 690 40 60 3.5 Camion 1,500,000 490 30 30 2 Total 40,000,000 2500 200 150 6 El aporte de Transmilenio al inventario de emisiones de PM 10 es de menos del 2%
Los efectos de combustibles deben tener en cuenta la exposición personal a los contaminantes
Caracterización del material particulado en dos vías de transporte público colectivo y masivo en Bogotá M. Espinosa, N.Y. Rojas Universidad de Los Andes
Punto de muestreo Av. Caracas
Punto de muestreo Carrera 7a
Punto de muestreo Sitio base (limpio)
Concentración de material particulado Concentración de PM 10 - microgramos de partículas de tamaño inferior a 10 micras por cada metro cúbico de aire - 60.00 50.00 49.65 PM10 40.00 30.00 24.64 20.00 10.00 8.80 0.00 Sitio limpio en la Sabana Avenida Caracas con Calle 46 Lugar de muestreo Carrera 7a con Calle 42
70 60 EA RSMC RCMC Emisión total (T/d) 50 40 30 20 10 0 CO/10 CO2/100 2 COV NOx x SOx*20 x PM10*20 Emisiones para la categoría de buses en la ciudad de Bogotá en el escenario de renovación de buses incluyendo mejoramiento en la calidad del diesel. EA =Estado actual; RSMC = Renovación sin mejoramiento de combustible (Diesel moderado 5000 ppm azufre); RCMC = Renovación con mejoramiento de combustible (500 ppm azufre).
Día hábil típico Durante paro de transporte 2006 Bogotá - Fotos tomadas en condiciones meteorológicas equivalentes. Franco, 2006
Cost Benefit Analysis of Low Sulfur Fuels Katherine Blumberg, ICCT Partnership for Clean Fuels and Vehicles November 4, 2005 Mexico City
Fuels are the key to clean vehicles Diesel particulate filters can reduce PM emissions by more than 95% -- if low sulfur fuels are available. Sulfur impacts all catalyst technologies for gasoline and diesel engines and prevents the introduction of the most advanced technologies. Reducing sulfur also reduces emissions from existing vehicles PM from all diesels CO, HC, and NOx from catalyst-equipped gasoline vehicles
Argentina: 2007 Industry standard below 1200 ppm Diesel Sulphur Levels, LAC Mexico: NOM 086 (Dec 2005) 80 ppm petrol, 15 ppm diesel beginning in 2007, national from 2009 Peru: 50 ppm from 2010 Brazil: 2009 target 50 ppm nationally
Reducción de Azufre: Clave para reducir material particulado - Niveles de azufre de menos de 500 ppm y menos abren la puerta a vehículos más limpios - Menos de 50 ppm, permiten la introducción de las últimas tecnologias - Diseños de motor de vehículos importados pueden necesitar mejores combustibles para operar adecuadamente
Cost benefit analysis Cost-benefit analysis of low sulfur fuels and stringent vehicle standards: Mobile source emissions modeling Exposure analysis Quantification and valuation of health benefits Comparison of benefits with costs of low sulfur fuels and advanced vehicles
Cost & benefits in 2030 for 14 Mexico (preliminary analysis) 12 costs 10 benefits Billion USD 8 6 4 2 - Mexico City National
Conclusions (Mexico) The benefits of low sulfur fuels and stringent vehicle standards are much greater than the costs, in Mexico and all over the world. The costs of cleaner fuels are reasonable, similar to the average weekly fluctuation of market prices and much less than the rise in prices due to recent market conditions. Delaying implementation will only cause increased health costs and decreased competitiveness for Mexican industries.
Contenido de Azufre El contenido de azufre en los combustibles diesel es la variable más importante para la reducción de emisiones de material particulado. Las moléculas de azufre actúan como núcleos de condensación y favorecen la formación de material particulado. Altos contenidos de azufre no permiten el uso de tecnologías de control de emisiones (analogía con el plomo en las gasolinas).
Resultados primera sesión 1. La medida estructural de más alto impacto en el mejoramiento de la calidad del aire es la reducción del contenido de azufre del diesel, por lo menos a niveles inferiores a 50 ppm, pero no debe ser una medida única. 2. Se sugiere crear o fortalecer mecanismos de seguimiento y exigencia del cumplimiento de los compromisos de Ecopetrol.
Resultados primera sesión (2) 3. El aseguramiento de la calidad del diesel exige acciones de mantenimiento y control en la infraestructura de transporte, almacenamiento y distribución del combustible. 4. El mejoramiento de la movilidad y el transporte es quizás la segunda medida más importante después de mejorar la calidad del combustible.
Resultados primera sesión (3) 5. Se requiere de una mejor armonización institucional, y desarrollo de una política consistente entre combustibles, movilidad, comercio exterior, hacienda, calidad del aire y salud pública. 6. Es necesario el fortalecimiento de la capacidad de laboratorios de motores y emisiones, monitoreo de la calidad del aire y vigilancia en salud pública.
Compromisos institucionales Existe el compromiso de diversas instituciones para continuar el desarrollo de acciones efectivas hacia el mejoramiento de la calidad del aire e iniciativas de armonización interinstitucional.
Fuente: Conama
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