4 Informe de Calidad del Aire Gran Área Metropolitana de

Costa Rica: 2011

Monitoreo de Calidad del Aire� El monitoreo de la calidad del aire se debe llevar a cabo de una

manera continua para poder observar los cambios en lasconcentraciones de los contaminantes con el tiempo.

� El monitoreo, junto con los modelos de predicción y losinventarios de emisiones, son parte integral de la gestión de lacalidad del aire.

� Ésta se encuentra directamente vinculada con el cumplimiento deobjetivos económicos, de evaluación y de regulación.

Gran Área Metropolitana de Costa Rica

Concentración del 67% de toda la industria del

país

Consumo del 58% del combustible expendido

en Costa Rica

Concentración del 57% de la población

2 632 554 hab

Circulación de aprox592 351 vehículos

diariamente

Velocidad de circulación promedio de 12 km/h en ciudad

Emisión de 564 350 Ton de contaminantes

al año

HC

ANTICICLÓNRADIACIÓN SOLAR

ALTURA DE CAPA DE MEZCLA

NOX

SO2

CO

PM2.5

O3NH3PM10

PM2.5

PM10

Condición en la cual una sustancia se encuentra en exceso respecto a suconcentración ambiental normal y tiene además un impacto medible en lacalidad del aire, en el ecosistema o en la salud humana

Los contaminantes del aire pueden ser-gases de origen (natural o antropogénico)-partículas sólidas o líquidas (naturales o antropogénicas)-primarios o secundarios

Contaminación del Aire

PartículasEl término partículas suspendidas se refiere acualquier material sólido o líquido que es capaz depermanecer en suspensión en el aire ambiente pormedios físicos o mecánicos.

Las partículas menores a 10 micrómetros (PM10)son generadas principalmente por la resuspensióndel polvo del suelo, la minería y el tráfico de lascarreteras, mientras que las partículas menores a2.5 micrómetros (PM2.5) son emitidas durante lacombustión de diesel, búnker y producidas a partirde la condensación de los gases de combustión delos vehículos a gasolina.

En el caso de las PM2.5 hay una importantecontribución de las partículas secundarias que seforman en la atmósfera a través de procesosfotoquímicos, y también pueden ser transportadasdesde fuentes industriales remotas

PARTÍCULAS PM10: RESULTADOS AÑO 2011

Sitio de

Monitoreo

Promedio

aritmético anual

(µg/m3)

Límite de

Exposición

Crónica

Valor Máximo

registrado en 24

horas (µg/m3)

Límite de

Exposición

Aguda

Desviación

Estándar

(µg/m3)

Número

de datos

válidos

Catedral SJ 24

Costa Rica:

50 µg/m3

OMS

20 µg/m3

83

Costa Rica:

150 µg/m3

OMS

50 µg/m3

11 78

MOPT SJ 26 126 15 59

Hatillo, SJ 32 144 21 106

La Uruca, SJ 32 79 10 120

Zapote, SJ 22 46 7 114

Escazú, SJ 23 63 8 110

Asunción, BE 54 124 19 104

La Ribera, BE 33 117 13 124

Heredia, HE 45 96 20 91

Lindora, SA 26 84 11 125

Cartago, CA 28 78 10 119

Moravia, MO 20 46 6 122

Santo Domingo 21 43 6 117

Alajuela, AL 26 50 6 99

45 µg/m326 µg/m3

28 µg/m3

20 µg/m3

22 µg/m332 µg/m3

26 µg/m3

23 µg/m3

21 µg/m3

54 µg/m3

dicnovoctsepagojuljunmayabrmarfebene

70

60

50

40

30

20

10

Month

Pro

medio M

ensual PM 1

0 (ug/m3)

Asunción, BE

Heredia

La Uruca

Alajuela

Cartago

Santa Ana

Moravia

Variable

Año 2011

TENDENCIAS EN LAS CONCENTRACIONES DE PM10 EN

LA GAM: 2008-2011

El comportamiento depende del sitio de muestreo y no responde a una tendencia generalizada

Sitio de Monitoreo Promedio Anual (µg/m3)

2008 2009 2010 2011

Catedral, SJ 29 27 28 24

Plantel MOPT, SJ 26 28 26

La Uruca, SJ 37 32

Hatillo, SJ 35 32

Zapote, SJ 29 22

Escazú 22 23

Ribera, BE 41 38 34 33

Asunción, BE 51 52 54

Heredia 51 40 56 45

Lindora, SA 26 26

Cartago 28 28

Moravia 20 20

Santo Domingo 22 21

Alajuela 25 26

PromedioAritméticoAnual

Límite de Exposición Crónica

Valor máximo en 24 horas

Límite de ExposiciónAguda

EdificioMunicipalidad

de San José 28

México:15 µg/m3

USEPA:15 µg/m3

OMS: 10 µg/m3

41

México:65 µg/m3

USEPA:35 µg/m3

OMS: 25 µg/m3

La Asunción, BE 31 76

Moravia 11 32

Heredia 30 78

La Uruca 18 46

PARTÍCULAS PM2,5: RESULTADOS AÑO 2011

Se soprepasa tanto el límite de exposición crónica como aguda

Concentración de PM2,5 en la GAM: Año 2011

BELÉN 68% HEREDIA 74% LA URUCA 85% SAN JOSE 87%

MORAVIA 96%

PORCENTAJE DE CUMPLIMIENTO DIARIO DEL LÍMITE DE EXPOSICIÓN AGUDO

Distribución de tamaño y masa de las partículas

Diferencias de composición entre partículas PM10 y PM2,5 en la GAM

SJ-03*C1 MO-01*C1 HE-01*C1

BE-02*C1 SJ-06*C1

OM

EC

SIA

Crustal

Sea Salt

Trace Metals

Category

0,6%3,6%

15,9%

21,3%

17,3%

41,3%

0,8%4,8%

22,7%

27,2% 7,2%

37,3%

0,5%2,2%11,3%

16,1%

10,1%

59,8%

0,6%2,8%

15,2%

16,4%

9,8%

55,2%

0,7%3,2%

16,6%

23,1%

10,2%

46,2%

CONTRIBUCIÓN DE LOS DISTINTOS COMPONENTES A

LAS PM2,5 PARA LA GAM 2011

PM2.5 Ra

iny se

ason

PM2.5 Dr

y se

ason

PM10

Rainy

sea

son

PM10

Dry sea

son

100

80

60

40

20

0

Contr

ibution (%

)

Secondary Ions

Sea Salt

Trace Elements

Crustal Material

EC

OM

C1

SJ-03 Sampling Site

VARIACIÓN TEMPORAL EN LA COMPOSICIÓN QUIMICA DE LAS PARTICULAS EN LA GAM 2011

CONTRIBUCION DE LAS FUENTES A LA COMPOSICIÓN QUIMICA DE LAS PARTICULAS PM

2,5 EN LA GAM 2011

PCA UNMIX PMF

Marino 6,7 8,1 9,5

Material Crustal 14,5 16,3 17,1

Tráfico 25,3 28,8 18,7

Aerosoles Secundarios 35,8

Industrial 12,1 15,9 16,1

Nitrato secundario 11,4 14,8

Sulfato secundario 8,75 11,3

Combustión Búnker 7,7

122 ng/m3

157 ng/m3

69 ng/m3

11 ng/m3

8 ng/m3

7 ng/m3

18 ng/m3

Concentración de Cobre en partículas en la GAM

102 ng/m3

377 ng/m3

125 ng/m3

83 ng/m3

20 ng/m3

27 ng/m3

78 ng/m3

Concentración de Manganeso en partículas en la GAM

140 ng/m3

94 ng/m3

4,6 ng/m3

3,8 ng/m3

2,9 ng/m3

3,5 ng/m3

6,8 ng/m3

5,7 ng/m3

3,9 ng/m3

Concentración de Plomo en partículas en la GAM

3,9 ng/m3

3,9 ng/m3

Evolución de Factores de Enriquecimiento:2007-2011

2007 2008 2009 2010 2011

Cobre 40,6 45,3 57,8 62,4 65,9

Cromo 0,89 1,27 0,95 1,34 1,58

Níquel 2,37 1,86 2,86 3,16 2,98

Vanadio 5,67 6,17 4,98 7,24 8,11

Plomo 45,1 67,4 55,4 72,3 79,8

Níquel 1,34 2,27 1,86 2,44 2,90

Manganeso 4,65 7,8 5,2 17,3 22,9

Se suelen calcular con el fin de identificar las posibles fuentes y lacontribución de las emisiones antropogénicas a los niveles demetales en las partículas:

FE = (E/R) Aire / (E/R) suelo

0,835

0,794

0,831

0,941

0,867

0,855

0,953

Acidez de las partículas en la GAM

0,842

0,872

Dióxido de Nitrógeno: San José

Resultados de NO2 en San José: 2011Sitio de Muestreo Promedio Anual (ug/m3)

Hospital San Juan Dios 55

Catedral Metropolitana 43

Estación al Pacífico 29

Bomba La Castellana 42

Barrio Lujan 26

Barrio Francisco Peralta 26

Barrio La Cruz 21

Avenida 10 AyA 29

Tribunal Supremo Elecc. 19

Iglesia Santa Teresita 23

JAPDEVA 40

Barrio México 26

Barrio Pithaya 29

Numar 41

Resultados de NO2 en Belén: 2011

Sitio de Muestreo Promedio Anual (ug/m3)

Antiguo Hotel Herradura 42

Plaza La Asunción 44

Residencial Cariari 19

Firestone 31

Hotel Marriot 25

Iglesia de la Ribera 24

Parque Recreativo Ojo de Agua 28

Municipalidad de Belén 42

Polideportivo Belén 20

Cruce Belén –Santa Ana 40

Kimberly Clark 19

PRECIPITACIÓN TOTAL

El dióxido de carbono de la atmósfera provoca que el agua de lluvia sea ligeramente ácida,sin embargo, las emisiones volcánicas y los óxidos de nitrógeno y azufre emitidos en laciudad reaccionan con el agua incrementando el nivel de ácidez.

La lluvia ácida se deposita lejos de las fuentes de emisión, ocasionando daños aconstrucciones y monumentos, bosques y cultivos, y a los ecosistemas acuáticos

Resultados de Precipitación Total: 2011

pH SO42-

mg/l

NO3-

mg/l

Cl-

mg/l

F-

mg/l

NH4+

mg/l

NO2-

mg/l

San José 3,77 2,21 0,94 0,88 0,10 0,41 0,34

Heredia 3,82 2,32 0,75 1,12 0,08 0,49 0,31

Belén 3,95 2,11 0,83 0,93 0,08 0,44 0,35

CONCLUSIONES• Las concentraciones de partículas PM10 tienden a estabilizarse condisminuciones significativas en varios puntos.

• Persisten los incumplimientos en las concentraciones de partículas PM2,5 en4 de los 5 sitios de monitoreo. Para este contaminante se incumplen tanto ellímite de exposición agudo como crónico. Debido al impacto de estecontaminante en la salud pública, se debe trabajar en la generación deestándares y políticas de calidad del aire para abatir estas concentraciones.

• Las principales fuentes de partículas corresponden al tráfico vehicular, laactividad industrial, aerosoles secundarios y el polvo de origen crustal.

• Algunos metales pesados en las partículas presentan un patrón definido dedistribución mostrando concentraciones mayores para los sitios industriales yaquellos ubicados al noroeste del área metropolitana

CONCLUSIONES

• Metales como el plomo, el cobre y el manganeso en partículas presentan unaevolución significativa en el factor de enriquecimiento del año 2007 al 2011 loque evidencia el incremento en el aporte antropogénico.

• Existe una tendencia a incrementar el grado de acidificación de las muestrasde precipitación total razón por la cual se debe explorar más a fondo causasde este fenómeno

• Las concentraciones de dióxido de nitrógeno continúan creciendo en la GAMpero a una tasa ligeramente menor que en años anteriores sobre todo ensectores comerciales y residenciales

Principales Retos en Materia de Gestión de Calidad del Aire

Emisiones de fuentes móviles en Costa Rica

0,00

2,00

4,00

6,00

8,00

10,00

12,00

14,00

16,00

18,00

20,00

1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

Año Modelo

Factor de emisión de GOTs (g/km)

Carga Pesada

Autobuses

Motocicletas

Automovil gasolina

Automovil Diesel

Factores de emisión de NOx generados por la flota vehicular en Costa Rica

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00

1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

Año Modelo

Factores de Emisión de NOx (g/km)

Carga Pesada

Autobuses

Motocicletas

Automovil gasolina

Automovil Diesel

Emisiones por fuentes móviles en Costa Rica año 2009

Tipo de

vehículo

Emisiones (ton/año)

PM10 PM2,5 GOT GOR SO2 NOx CO NH3

Automóviles

gasolina217,2 86,9 52212 36026 70,8 30371 137258 794,7

Automóviles

diesel166,1 124,6 1270 478,8 168,4 2313 909 7,3

Taxis Gasolina 14,1 5,64 1443 575,8 4,6 1996 7047 51,7

Taxis Diesel 34,9 26,2 156 62,4 35,6 246 157 1,5

Motocicletas 56,4 22,6 7688 3189 63,0 2317 36106 16,8

Autobuses 173,2 129,9 1439 777,1 257,1 16874 5141 12,1

Carga Liviana

Diesel612,3 459,2 3731 1007,4 627,8 17536 6570 42,7

Carga Liviana

Gasolina35,9 14,4 6005 4023 132,3 4448 125835 119,8

Carga Pesada 333,8 250,3 1632 783,4 290,2 11442 10219 23,3

TOTAL 1643,9 1119,7 75576 46923 1649,8 87543 329242 1069,9

Aporte por categoría de vehículo a las emisiones de PM10

PM 10

13%

10%1%

2%3%

11%38%

2%

20%

Automóviles gasolina

Automóviles diesel

Taxis Gasolina

Taxis Diesel

Motocicletas

Autobuses

Carga Liviana Diesel

Carga Liviana Gasolina

Carga Pesada

Aporte por categoría de vehículo a las emisiones de PM2,5

PM 2.5

8%11%

1%2%2%

12%

41%

1%

22%

Automóviles gasolina

Automóviles diesel

Taxis Gasolina

Taxis Diesel

Motocicletas

Autobuses

Carga Liviana Diesel

Carga Liviana Gasolina

Carga Pesada

Aporte por categoría de vehículo a las emisiones de NOx

NOx

35%

3%2%19%

20%

5%13%

0%3%

Automóviles gasolina

Automóviles diesel

Taxis Gasolina

Taxis Diesel

Motocicletas

Autobuses

Carga Liviana Diesel

Carga Liviana Gasolina

Carga Pesada

Evolución de las emisiones de fuentes móviles enCosta Rica 2003-2010

0

50000

100000

150000

200000

250000

300000

350000

200320

0420

0520

0620

0720

0820

0920

10

GOT

Año

Emision

(Ton/año)

GOT

CO

NOX

Renovación de la flota de Transporte Público

Categorías GOT CO NOx SO2 PM10

Autobuses 50% operando

con GLP

1097 3221 10266 142 76

50% unidades

alta eficiencia

1330 4864 9402 153 84

Sin sustitución 1669 5977 19959 301 194

Taxis

Gasolina

50% operando

con GLP

367 2420 938 2 6

50% unidades

TIER-2

240 3939 637 5 10

Sin sustitución 2901 9909 2739 6 17

Autobuses: EURO IV Taxis: TIER-02

ISOPLETAS Niveles de ozono en función de niveles de NOx y de

VOCs

¿Que hacer?Alternativa 1: Soluciones intensivas en capital

� Dar mas capacidad vial para reducir la congestión

� Construir sistemas de transporte masivo ferroviario (tren ligero-metro)

Alternativa 2:Cambiar los paradigmas

• Dar prioridad al transporte activo (a pie,en bicicleta) y al transporte público enbuses

• Restringir el uso indiscriminado deautomóviles

Autopista en EEUUFoto: FPPQQ

Amsterdam, HolandaFoto: FPPQQ

Soluciones intensivas en capital y suelo: Autopistas

� Usan gran cantidad de recursos

� Generan necesidades permanentes de mantenimiento y subsidios

� Privilegian a la minoría que usa vehículos privados

� Resulta en expansión urbana, consumo de tierra agrícola y áreas protegidas

� No genera desarrollo local: recursos y equipos son importados a la región

� Tienen largos tiempos de implantación

� No solucionan el problema

� No son sustentables en lo financiero, ambiental y social.

Un sistema de transporte urbano exitoso…

� Genera bajos costos y tiempos de viaje

� Permite acceso equitativo a las oportunidades de la vida urbana (servicios sociales, educación, salud, recreación)

� Proporciona soporte adecuado a la forma, tamaño y densidad deseada de la ciudad-región

� Contribuye al mejoramiento de la calidad de aire y el ambiente urbano, y la reducción de gases efecto invernadero

Londres, Inglaterra

Fotos: DHG Junio 2005

• Reducción nivel de azufre • Reducción del volumen de BENCENO (alta toxicidad)• Reducción promedio de OLEFINAS• Reducción en aromáticos

Mejora eficiencia de convertidores

catalíticos

Reducción emisiones de tóxicos de

ALTA PELIGROSIDAD

Reducción de NOxen autos

Mejores Combustibles Gasolinas

DieselMantener el nivel de azufre existente desde 2011

Reducción de emisiones de Partículas de todo el parque de vehículos diesel

Permite uso de dispositivo de alta eficiencia en reducción de emisiones de Material Particulado

y gases en buses y camiones

Cuenca Atmosférica

� Se reconoce como un espacio geográfico delimitado porelevaciones montañosas u otros atributos naturales concaracterísticas meteorológicas y climáticas afines donde lacalidad del aire a nivel estacional está influenciada por lasfuentes de emisión antropogénicas y naturales al interior de lamisma y por concentraciones de fondo que llegan a la cuenca

Capacidad de asimilación de ecosistemas� Es un estimado cuantitativo de la exposición (nivel de

concentración o depositación atmosférica) a uno o máscontaminantes bajo la cual no suceden efectos dañinossignificativos en elementos sensitivos específicos del ambiente oen la estructura o función del ecosistema de acuerdo alconocimiento presente.

� Con base a lo anterior se requiere de conocer la calidad del aireen una región (concentraciones ambientales) y esto se puedelograr mediante el empleo de modelos de calidad del aire quepuedan simular regiones amplias que el monitoreo atmosféricono puede abarcar.

� Así mismo los modelos de calidad del aire pueden calcular ladepositación que servirá de base para la identificación de lacuenca y con ello también la capacidad de carga de la misma.

Índices de Capacidad de Cuenca

� Los índices para determinar la capacidad de la cuenca serelacionan a la protección de la salud (exposición potencial,severidad, extensión e índice de peligrosidad) y protección acultivos (AOT40).

� Para protección a ecosistemas se requiere adicionalmente deobtener la capacidad de asimilación para azufre (S) y nitrógeno(N) (acidificación y eutrofización) de los diferentes tipos deecosistemas presentes dentro de la cuenca atmosférica a estudiar