Agosto 2009

Agosto 2009

Evaluación de Estrategias de Control de Emisiones

en la ZMVM

J. Víctor Hugo Páramo FigueroaDirector General de Gestión de la Calidad del Aire

Proceso de Gestión de la Calidad del Aire en la Ciudad de México

En la Ciudad de México y su área conurbada se ha logrado instrumentar un proceso completo de gestión de la calidad del aire.

Información básica de entrada para la utilización de la modelación

MM5

Topografía y uso de sueloCondiciones

meteorológicas

Emisiones

Modelo de Simulación

de la Calidad del Aire

MM5

Topografía y uso de sueloCondiciones

meteorológicas

Emisiones

Modelo de Simulación

de la Calidad del Aire

Antecedentes de la modelación de la calidad del aire en la ZMVM

En 1991, inicio el Estudio Global de la Calidad del Aire, donde el Instituto Mexicano del Petróleo y el Laboratorio Nacional de los Álamos se dieron a la tarea de desarrollar modelos de Calidad del Aire para la Ciudad de México.

Los resultados de este estudio indicaban que la

generación de ozono en la ZMVM, era más sensible a las reducciones de NOx.

Inicios de la modelación de la calidad del aire en la SMA-DF

En los años 2000-2001, se desarrolló por primera vez en la SMA-GDF la información de emisiones distribuida geográfica y temporalmente, se

realizó una caracterización de los COT

Se desarrolló el primer inventario de emisiones para modelación fotoquímica

Esto posibilitó la modelación de escenarios con MCCM para simular diversas medidas de control de emisiones propuestas en el ProAire 2002-

2010, a instrumentarse en la ZMVM

Modelación de la calidad del aire en la ZMVM en la planeación del PROAIRE 2002-2010

Unas de las primeras aplicaciones hechas con MCCM, fue estimar la concentración de ozono, en el año 2010, al no aplicarse medidas de control de emisiones; y comparativamente, las concentraciones del mismo contaminante al aplicarse control de emisiones en fuentes fijas y móviles.

D1 65x65 celdas 18kmD2 46x46 celdas 6kmD3 40x37 celdas 2km

D03

Inventario de Emisiones del año 1998 para planear la elaboración del PROAIRE 2002-2010

Estrategia No. de medidasVehículos y transportes 38Industria 7Servicios 9Conservación de Recursos Naturales 15Protección de la Salud 8Educación ambiental 4Fortalecimiento Institucional 8Total 89

0100,000200,000300,000400,000500,000600,000700,000

1998 2010 SinMedidas

EMIS

ION

ES D

E H

CT

Y N

OX

(ton/

año)

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

EMIS

ION

ES D

E PM

10

(ton

/año

)PM10 SO2 CO NOX HCFuentes puntuales 3,093 12,442 9,213 26,988 23,980Fuentes de área 1,678 5,354 25,960 9,866 247,599Fuentes móviles 7,133 4,670 1,733,663 165,838 187,773Total 11,904 22,466 1,768,836 202,692 459,352

Sector Emisiones [ton/año]

Ozono en la estación Plateros(3 al 10 de mayo de 1998)

0

0.1

0.2

0.3

0.4

1 9 17 25 33 41 49 57 65 73 81 89 97 105

113

121

129

137

145

153

161

169

177

185

Hora

Con

c. (p

pm)

MCCM

RAMA

Coef. Corr. 0.88

Ozono en la estación PlaterosDía de interés primario

0

0.1

0.2

0.3

0.4

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Hora

Con

c. (p

pm)

MCCM

RAMA

Coef. Corr. 0.97

Resultados de calibración del modelo (Datos medidos vs Datos estimados)

Resultados: Calidad del AireCaso base 1998 vs. Escenario 2010 sin medidas adicionales

Isolíneamáxima: 0.32ppm

Suma de ozono en la capa superficial: 246.9660ppm

Celdas: 1330

Altura de la capa superficial: 14.1m

Concentración máxima de ozono: 0.33

CASO BASE 1998p p mConcentración de ozono e l 9 de M ayo, 15h

PED

MER

XALTLA

-99.40 -99.30 -99.20 -99.10 -99.00 -98.90

19.20

19.30

19.40

19.50

19.60

19.70

0.040.060.080.100.120.140.160.180.200.220.240.260.280.300.320.340.36

PED

MER

XALTLA

CES



Celdas: 1330



CASO BASE 1998p p mConcentración de ozono e l 9 de M ayo, 15h

PED

MER

XALTLA

-99.40 -99.30 -99.20 -99.10 -99.00 -98.90

19.20

19.30

19.40

19.50

19.60

19.70

0.040.060.080.100.120.140.160.180.200.220.240.260.280.300.320.340.36

PED

MER

XALTLA

CES



Celdas: 1330



ESCENARIO DE REFERENCIA 2010Concentración de ozono e l 9 de M ayo a las 15h

p p m

-99 .40 -99.30 -99.2 0 -99 .10 -99 .00 -98.90

19.20

19.30

19.40

19.50

19.60

19.70

0.040.060.080.100.120.140.160.180.200.220.240.260.280.300.320.340.36

PED

MER

XALTLA

CES



Celdas: 1330



ESCENARIO DE REFERENCIA 2010Concentración de ozono e l 9 de M ayo a las 15h

p p m

-99 .40 -99.30 -99.2 0 -99 .10 -99 .00 -98.90

19.20

19.30

19.40

19.50

19.60

19.70

0.040.060.080.100.120.140.160.180.200.220.240.260.280.300.320.340.36

PED

MER

XALTLA

CES

Escenario 210 sin medidasConcentración de Ozono el 15 de Mayo, 15 h

Caso base 1998 Concentración de Ozono el 15 de Mayo, 15 h

Medidas• Establecimiento y aplicación de límites de emisión más

estricto para vehículos nuevos a gasolina• Adaptación de sistemas de control de emisiones a

vehículos no equipados desde fábrica (retrofit)• Renovación de la flota vehicular de transporte de

pasajeros de baja capacidad• Sustitución de transporte de pasajeros de mediana

capacidad por vehículos nuevos de alta capacidad• Establecimiento y aplicación de límites de emisión más

estrictos para vehículos nuevos a diesel• Aceleración de la eliminación de vehículos viejos de uso

privado• Renovación de autobuses de la RTP y STE• Renovación de la flota de transporte de carga local• Expansión del Metro• Establecimiento de una red de trenes suburbanos• Ampliación de la red de trolebuses y tren ligero• Localización de taxis en bases• Reconversión energética en la industria• Control de emisiones contaminantes en el sector industrial• Instrumentación de programas de producción más limpia• Disminución de emisiones generadas por las plantas de

energía eléctrica situadas en la ZMVM• Reducción de emisiones en lavanderías de lavado en seco• Reducción de emisiones de gas L.P. en instalaciones

domésticas

Medidas consideradas en el Escenario 2010

Reducción de emisiones

17% en HC, 43% NOx, 16% SO2, 26% CO y 18% en partículas PM10

Resultados de la modelación Escenario 2010 sin y con medidas adicionales

Escenario 2010 sin medidas adicionalesConcentración de ozono el 9 de Mayo a las 15h

ppm

-99.40 -99.30 -99.20 -99.10 -99.00 -98.90

19.20

19.30

19.40

19.50

19.60

19.70

0.040.060.080.100.120.140.160.180.200.220.240.260.280.300.320.340.36

PED

MER

XALTLA

CES

-99.40 -99.30 -99.20 -99.10 -99.00 -98.90

19.20

19.30

19.40

19.50

19.60

19.70

0.040.060.080.100.120.140.160.180.200.220.240.260.280.300.320.340.36

Escenario 2010 con medidas

Concentración de ozono el 9 de Mayo a las 15hppm

PED

MER

XALTLA

CES

Análisis de frecuencias03-11 Mayo (todo el periodo)

0

20,000

40,000

60,000

80,000

100,000

120,000

0-50 50-100 100-150 150-200 200-250

Rango IMECA

Ocu

rren

cias

CB-1998 E-2010 SM E-2010 CM

SM.- Sin Medidas, CM.- Con Medidas

Resultados de la modelación: Caso base 1998 vs. Escenario 2010 con y sin medidas adicionales

Concentraciones máximas de Ozono

0.270

0.280

0.290

0.300

0.310

0.320

0.330

0.340

0.350

0.360

CB1998 E-2010 SinMedidas adicionales

E-2010 ConMedidas

Con

cent

raci

ón (p

pm)

0.0275ppm(7.65%)

0.0541ppm(15.03%)

7.38%

Resultados de la modelación: Caso base 1998 vs. Escenario 2010 con y sin medidas adicionales

Algunas aplicaciones del modelo MCCM en la ZMVM

• Estimación de la calidad del aire por redistribución de emisiones del transporte de carga en la Ciudad de México de 7 a 9 de la mañana.

• Estimación de la calidad del aire por redistribución de emisiones del transporte de carga en la Ciudad de México de 7 a 10 de la mañana.

• .Modelación de la calidad del aire en la ZMVM, con la actualización del Programa Hoy no Circula 2004.

• Aplicación de limites de emisión más estrictos para autos particulares a gasolina, establecidos en la NOM-041.

• Contribución de las emisiones biogénicas a la concentración de ozono en la ZMVM”

• Modelación fotoquímica de los escenarios de Precontingencia y fase I en la ZMVM.

• Estimación de ozono en la ZMVM, asociado a las emisiones de 14 plantas generadoras de electricidad.

Algunas aplicaciones del modelo MCCM en la ZMVM

• Estimación de ozono en la ZMVM, asociado a las emisiones de 14 plantas generadoras de electricidad y cierre de la Termoelecrita Jorge Luque.

• Estimación de las concentraciones de ozono en el 2005 con la simulación de 13 medidas de control de emisiones, incluidas en el PROAIRE 2002-2010”

• Estimación de las concentraciones de ozono en el 2006 con la simulación de 14 medidas de control de emisiones, incluidas en el PROAIRE 2002-2010”

• Modelación del impacto en la calidad del aire por ozono con la aplicación fe 6 medidas metropolitanas de reducción de emisiones.

• Modelación del impacto en la calidad del aire por ozono con la aplicación del Programa Hoy no Circula sabatino.

• Estimación de las concentraciones de ozono con la reducción de emisiones de las medidas incluidas en el plan verde hasta el 2015.

Ejemplo de aplicación de la modelación en 13 Medidas de reducción de emisiones, del PROAIRE 2002-2010

Emisiones del año 2002 en [ton/año]

Para la estimación de las concentraciones de ozono con la simulación de 13 medidas de control de emisiones incluidas en el PROAIRE 2002-2010, se tomó como base el inventario de emisiones del año 2002

Estimar las variaciones de ozono al implantar 13 medidas de control de emisiones incluidas en el PROAIRE 2002-

2010

PM10 SO2 CO NOx COTFuentes puntuales 4,246 3,579 6,880 19,543 75,933Fuentes de área 12,781 40 7,612 11,818 412,432Fuentes móviles 4,444 4,929 1,927,101 156,311 204,347Total 21,471 8,548 1,941,593 187,672 692,712

SectorEmisiones

Aplicación de la modelación en 13 Medidas de reducción de emisiones, del PROAIRE 2002-2010

Medidas1. Modernización del "Programa de Verificación Vehicular"2. Substitución de convertidores catalíticos3. Uso de combustibles alternos4. Actualización del "Programa Hoy No Circula"5. Renovación de taxis6. Programa de autorregulación de unidades a diesel7. Renovación del transporte público operado por RTP8. Substitución del transporte de mediana capacidad por

transporte de alta capacidad9. Programa ostensiblemente contaminante10.Corredor Insurgentes (Metrobus)11.Construcción del segundo piso del periférico y otras

vialidades y distribuidores12.Programa de reducción de emisiones en las 300

industrias más emisoras13.Recuperación de vapores en estaciones de servicio14.Reducción de fugas de Gas L. P.

Reducción de emisiones

9% en COT, 31% NOx, 16% SO2, 17% CO y 18% en partículas PM10

Dominios de la Modelación de la Calidad del aire en la ZMVM en la planeación del PROAIRE 2002-2010

D1 90X115 celdas 27km D2 100x112 celdas 9kmD3 76x94 celdas 3kmD4 91x100 celdas 1km

D04

Comparación de ozono estimado y medido en las estaciones UAM Iztapalapa y Xalostoc

UIZ

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

DIAS DE FEBRERO

O3

(PPM

)

RAMA MCCM

13 14 15

XAL

0.00

0.02

0.04

0.06

0.08

0.10

0.12

DIAS DE FEBRERO

O3

(PPM

)

RAMA MCCM

13 14 15

Coef. Corr. 0.876

Coef. Corr. 0.812

Escenario sin la aplicación de medidas Escenario con la aplicación de medidas

Resultados: Mapas de comparación de ozono con y sin la aplicación medidas

Análisis de frecuencias

Comparación de los resultados de la modelaciónEscenario sin y con medidas

0

50

100

150

200

250

300

350

0-20 21-40 41-60 61-80 81-100 101-120

Rangos IMECA

Con

curr

enci

as

Escenario sin medidas Escenario con medidas

En la Ciudad de México existen grupos dedicados a la modelación de la calidad del aire en el IMP, la UNAM, la UAM, el INE, el Centro Mario Molina y la SMA del DF, entre otras.

Estudios recientes realizados por el grupo de expertos en modelación de los proyectos MCMA2003 y MILAGRO2006, indican que actualmente las concentraciones de ozono en la ZMVM son más sensibles a las variaciones de COV, a diferencia de lo que indicaba el Estudio Global de la Calidad del Aire realizado por el IMP a principios de los años 90 donde el ozono era influenciado en mayor medida por los NOx.

Estudios recientes de la modelación

Otros métodos de evaluación de estrategias de control

Tendencias de emisiones y concentración de PM10 y SO2

en la ZMVM

0

20

40

60

80

100

120

140

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006

Conc

entra

ción

[µg/

m3 ]

0

5,000

10,000

15,000

20,000

25,000

30,000

35,000

40,000

45,000

Emis

ión

[ton/

año]

Concentración Emisión

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006

Conc

entra

ción

[ppm

]

0

10,000

20,000

30,000

40,000

50,000

60,000

70,000

80,000

Emis

ión

[ton/

año]


SO2

PM10


Tendencias de emisiones y concentración de CO y

NOx en la ZMVM

0.00

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

0.09

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006

Conc

entra

ción

[ppm

]

0

50,000

100,000

150,000

200,000

250,000

300,000

Emis

ión

[ton/

año]


0

1

2

3

4

5

6

7

1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006

Conc

entra

ción

[ppm

]

0

500,000

1,000,000

1,500,000

2,000,000

2,500,000

3,000,000

3,500,000

4,000,000

4,500,000

5,000,000

Emis

ión

[ton/

año]


NOX

CO


69

85

103

9186

104

115

67

9285

75

100

126

91

75 7579

66 64

77

90

0

20

40

60

80

100

120

140

Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo

Hor

as

2006-2007 2007-2008 2008-2009

Frecuencia de horas con excedencias a la NOM por día de la semana

27

25

20

2324

17

20

31

24

22

26

20

15

25

27 27

23

2728

22

28

0

5

10

15

20

25

30

35

Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo

Día

s

2006-2007 2007-2008 2008-2009

Frecuencia de días limpios por día de la semana

Impacto de la aplicación del HNC sabatino en la calidad del aire en la Ciudad de México

Programa de Transporte Escolar

IMPULSO DEL SISTEMA DE IMPULSO DEL SISTEMA DE TRANSPORTE TRANSPORTE DE PASAJEROSDE PASAJEROS LIMPIO LIMPIO

Y EFICIENTE Y EFICIENTE

En el mes de febrero de 2009 se publicó:

• El Acuerdo que establece las mediadas para controlar y reducir la contaminación atmosférica y congestionamiento vial,

• El Decreto por el que se expide el Programa de Transporte Escolar en el DF, y

• El Manual de aplicación del Programa de Transporte Escolar en el DF.

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RESULTADOS DEL PROGRAMA RESULTADOS DEL PROGRAMA DEMOSTRATIVODEMOSTRATIVO

EMISIONES ANUALES EN AUTOMÓVIL (ton/año)

NOx HC CO PM10 CO2

Colegio Oxford 1.84 1.03 12.31 0.05 712

Inst. Cumbres Lomas 1.30 0.72 8.65 0.04 501

Inst. Cumbres Vista Hermosa 1.31 0.73 8.75 0.04 506

Total 4.45 2.48 29.71 0.13 1,719

EMISIONES ANUALES EN AUTOBUS (ton/año)

NOx HC CO PM10 CO2

Colegio Oxford 1.00 0.25 1.36 0.01 197

Instituto Cumbres Lomas 1.00 0.25 1.36 0.01 197

Instituto Cumbres Vista Hermosa 1.14 0.29 1.54 0.01 223

Total 3.14 0.79 4.26 0.03 617

85% menos de CO y PM10

64% menos de HC y CO2

29% menos de NOx

Con el uso de autobuses escolares, sólo en esas tres escuelas se dejan de emitir 1,130 ton de contaminantes al año

Los padres de familia recorrían alrededor de 7.1 millones de km/año para transportar a sus hijos (sumando los 3 colegios), en tanto que los camiones en los que ahora se realizan esos viajes sólo circulan 600 mil km/año, es decir 91.5% menos del kilometraje anterior recorrido en vehículos particulares.

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Director General de Gestión de la Calidad del AireJ. Victor Hugo Páramo Figueroa

[email protected]

Gracias por su atención

http://www.sma.df.gob.mx

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