Modelos Gualberto Hernandez Guangopolo

DIRECCIÓN DE GESTIÓN DE LA

CALIDAD AMBIENTAL

Elaboración

Byron Arregui G.

Ma. Virginia Ribadeneira L.

Verónica Ordoñez O.

Revisión

Edith Puga

Modelos de Dispersión de Contaminantes de las Centrales Termoeléctricas Gualberto Hernández y

Guangopolo

Dirección de Gestión de la Calidad Ambiental

IMPACTO A LA CALIDAD DEL AIRE PRODUCTO DE LA GENERACIÓN TÉRMICA EN QUITO i

TABLA DE CONTENIDO

1 INTRODUCCIÓN 1

2 OBJETIVO GENERAL 1

3 ALCANCE DELMODELO 1

4 DESCRIPCIÓN TEÓRICA DEL MODELO GAUSSIANO 2

4.1.1 Descripción teórica del modelo de dispersión gaussiano 2 4.1.2 Las ecuaciones básicas 3 4.1.3 Velocidad del viento y altura efectiva de emisión 5 4.1.4 Coeficientes de dispersión 5 4.1.5 Altura efectiva de emisión 6

5 CONDICIONES METEOROLÓGICAS 6

5.1 RESUMEN DE LAS CONDICIONESATMOSFÉRICAS 8

6 CÁLCULO DE EMISIONES Y FACTORES DE EMISIÓN 10

6.1 TASA DE EMISIÓN 10 6.2 FUENTE REPRESENTATIVA (FR) 11 6.3 INGRESO DE DATOS AL MODELO 12

7 ESCENARIOS PARA LA MODELACIÓN 13

8 RESULTADOS ENTREGADOS POR EL MODELO 13

8.1 SUPERFICIES CONTINUAS DE CONCENTRACIÓN 14 8.1.1 Construcción de TIN (Triangulated Irregular Network) 14

9 RESUMEN DE RESULTADOS 15

9.1 MODELO NO. 1: OPERACIÓN CONJUNTA DE LAS CENTRALES DE GUANGOPOLO Y GUALBERTO HERNÁNDEZ 15 9.2 MODELO NO. 2: OPERACIÓN INDIVIDUAL DE LA CENTRAL GUANGOPOLO 16 9.3 MODELO NO. 3: OPERACIÓN INDIVIDUAL DE LA CENTRAL GUALBERTO HERNÁNDEZ 16

10 ANÁLISIS Y CONCLUSIONES 17

11 RECOMENDACIONES 36

12 BIBLIOGRAFÍA 37

13 ANEXO 1: RESULTADOS QUE ARROJA EL PROCESO DE MODELACIÓN 37

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 4-1: Valores del exponente p como una función de la estabilidad atmosférica (EPA, 1992) 5 Tabla 5-2: Clave para la definición de categorías de estabilidad de Pasquill (Zannetti, 1990) 7 Tabla 5-3: Criterios simplificados para estimar la clase de estabilidad atmosférica y la altura de la mezcla 8 Tabla 5-4: Resumen de las Condiciones de Estabilidad Atmosférica 8 Tabla 6-1: Valores de emisión para la Central Gualberto Hernández 11 Tabla 6-2: Valores de emisión calculados para la Central Guangopolo 11 Tabla 6-3: Cálculo de las tasas de emisión para cada Fuente Representativa 12 Tabla 6-4: Esquema de ingreso de los datos meteorológicos 13


IMPACTO A LA CALIDAD DEL AIRE PRODUCTO DE LA GENERACIÓN TÉRMICA EN QUITO ii

Tabla 9-1: Resultados arrojados por el Modelo ISC Prime para la operación conjunta de las Centrales Termoeléctricas de Guangopolo y Gualberto Hernández 15

Tabla 9-2: Resultados arrojados por el Modelo ISC Prime para la operación individual de la Central Guangopolo 16 Tabla 9-3: Resultados arrojados por el Modelo ISC Prime para la operación individual de la CentralGualberto Hernández 16 Tabla 10.1: Comparación de los resultados del modelo matemático con los Límites Máximos Permitidos y los valores de

Emergencia. 36

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 4-1: Dispersión atmosférica de los contaminantes según el modelo gaussiano 3 Figura 5-1: Clases de Estabilidad Atmosférica 9 Figura 5-2: Distribución porcentual y direcciónal del viento en el área de Influencia de la Central Guangopolo 10 Figura 6-1: Modelo Digital de Elevación del Área de Influencia 12 Figura 8-1: Resultado gráfico de los resultados entregados por el modelo matemático 14 Figura 10-1: Variación de la velocidad del viento a lo largo del día 17 Figura 10-2: Distribución de las velocidades del viento por rangos o categorías 18 Figura 10-3: Variación de la temperatura del aire a lo largo de día 18 Figura 10-4: Distribución de los valores de Altura Efectiva de Emisión a lo largo del día 19 Figura 10-5: Concentraciones de Material Particulado para un período de análisis anual. 20 Figura 10-6: Concentraciones de Material Particulado para un período de análisis de 1 hora. 21 Figura 10-7: Concentraciones de Material Particulado para un período de análisis de 8 horas 22 Figura 10-8: Concentraciones de Material Particulado para un período de análisis de 24 hora. 23 Figura 10-9: Concentraciones de Óxidos de Nitrógeno para un período de análisis anual. 24 Figura 10-10: Concentraciones de Óxidos de Nitrógeno para un período de análisis de 1 hora. 25 Figura 10-11: Concentraciones de Óxidos de Nitrógeno para un período de análisis de 8 horas 26 Figura 10-12: Concentraciones de Óxidos de Nitrógeno para un período de análisis de 24 hora. 27 Figura 10-13: Concentraciones de SO2 para un período de análisis anual. 28 Figura 10-14: Concentraciones de SO2 para un período de análisis de 1 hora 29 Figura 10-15: Concentraciones de SO2 para un período de análisis de 8 horas 30 Figura 10-16: Concentraciones de SO2 para un período de análisis de 24horas 31 Figura 10-19: Concentraciones de CO para un período de análisis anual. 32 Figura 10-20: Concentraciones de CO para un período de análisis de 1 hora 33 Figura 10-21: Concentraciones de CO para un período de análisis de 8 horas 34 Figura 10-22: Concentraciones de CO para un período de análisis de 24horas 35


IMPACTO A LA CALIDAD DEL AIRE PRODUCTO DE LA GENERACIÓN TÉRMICA EN QUITO 1

1 INTRODUCCIÓN

De acuerdo a las estadísticas1 sobre las preocupaciones ciudadanas respecto de los problemas ambientales en el Distrito Metropolitano de Quito (DMQ), la principal de ellas es el deterioro de la calidad del aire, la cual esta vinculada directamente a la calidad de los combustibles que se consumen en el Distrito Metropolitano, especialmente en el centro urbano de la ciudad.

La percepción de la ciudadanía sobre la calidad del aire ambiente no dista de los resultados reportados por la Red de Monitoreo Atmosférico a diversos niveles, los cuales no disciernen entre las fuentes de contaminación, sino que registran los valores finales de calidad del aire ambiente. Si bien se conoce el consumo de combustibles en la ciudad esta asociado mayoritariamente al consumo vehicular, no es menos cierto que la cantidad de combustible usado para la generación termoeléctrica en el DMQ corresponde a un porcentaje considerable.

De acuerdo a los reportes del ente regulador del Sector Eléctrico (CONELEC), el consumo de combustibles fósiles de las centrales Gualberto Hernández y Guangopolo durante el año 2011 fuer mayor a 14 millones de galones2, equivalente al consumo del 7% del parque automotor de Quito. Si se considera que los combustibles usados por dichas centrales (Bunker, diesel industrial y fuel oil) tienen un contenido de azufre muy superior al de uso vehicular; la carga de óxidos de azufre y material particulado emitida por estas dos centrales sería significativamente mayor.

La Agenda Ambiental de Quito 2011-2016, en consideración de la preocupación ciudadana respecto de la calidad del aire, estableció la Meta 3.1: “Se ha reducido en al menos 10% la carga contaminante de las emisiones atmosféricas…”, para lo cual es necesario investigar sobre otras fuentes de contaminación atmosférica diferentes a la vehicular, la cual ya ha venido siendo regulada en el DMQ desde el año 2003.

El presente informe expone los resultados de los modelos matemáticos usados para estimar el impacto a la calidad del aire, producto de la operación de las centrales térmicas existentes en el DMQ. Para ello se ha escogido el uso de un modelo detallado de dispersión de contaminantes atmosféricos, aprobado por la US EPA (Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos), el cual ha sido alimentado con la información meteorológica de la Red de Monitoreo Atmosférico, los resultados de los controles públicos a las centrales termoeléctricas, monitoreos internos de las empresas y la información topográfica del DMQ a escala 1:5000, es decir se ha utilizado la mejor información disponible.

2 OBJETIVO GENERAL

Calcular el aumento en las concentraciones de SOx, NOx, Material Particulado y CO2, producto de la operación de las centrales de generación termoeléctrica en la ciudad de Quito.

3 ALCANCE DELMODELO

El modelo aplicado se basa en lo estipulado por el Screening Procedures for Estimating the Air Quality Impact of Stationary Sources, Revised (US EPA, 1992). El modelo desarrollado permite encontrar las concentraciones de contaminantes atmosféricos para concentraciones máximas horarias, máximas diarias y promedio anuales.

1Agenda Ambiental de Quito 2 Reporte de producción y consumo de combustibles para las centrales de generación eléctrica en el Cantón Quito (CONELEC 2012)



Para esto se incorporaron los datos meteorológicos recolectados en la Estaciones Meteorológica Los Chillos de la Red de Monitoreo Atmosférico del MDMQ, la configuración de terreno en el área de influencia y los datos de emisión reportados por control público y Termopichincha.

4 DESCRIPCIÓN TEÓRICA DEL MODELO GAUSSIANO

En Ecuador aun cuando el uso de los modelos de dispersión está reglamentado, tanto en el Texto Unificado de Legislación Secundaria del Ministerio del Ambiente (TULSMA), y en el Reglamento Ambiental para Actividades Eléctricas (RAAE), aun no existen disposiciones técnicas específicas sobre la modelación matemática de la dispersión de contaminantes atmosféricos, por lo tanto, para este análisis se siguen los lineamientos establecidos por la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (USEPA o EPA), por ello, la base teórica para esta parte del estudio constituye la versión 2005 del Anexo W de la Parte 51 (Pt. 51, App. W) de la Ley de AireLimpio (Clean Air Act, 40 Code of Federal Regulations), titulado “Revision to the Guideline on Air Quality Models: Adoption of a Preferred General Purpose (Flat and Complex Terrain) Dispersion Model and Other Revisions; Final Rule” (EPA, 2005).

La norma nacional establece dos niveles durante la modelación matemática: 1) TULSMA, Numeral 4.1.4.3 del Libro VI, Anexo 3: “…Una fuente fija nueva, remodelada o modificada, y que se determine como significativa, deberá establecer aquellos contaminantes emitidos por la misma, que son significativos para con la calidad del aire ambiente. Para tal efecto se utilizará un modelo de dispersión de tipo preliminar, ejemplo SCREEN, de la US EPA…” y 2) TULSMA, Numeral 4.1.4.5 del Libro VI, Anexo 3: “…De tratarse de una o varias fuentes fijas nuevas significativas, o varias fuentes existentes modificadas, la evaluación deberá efectuarse mediante un modelo de dispersión del tipo detallado, con capacidad para incluir diferentes fuentes fijas, y con capacidad de predecir concentraciones de contaminantes para períodos de tiempo mayores a una hora, e inclusive, de predecir la concentración anual de un determinado contaminante…”3

El primer nivel consiste en técnicas preliminares y relativamente simples de estimación del impacto sobre la calidad del aire causado por una fuente específica, denominadas en inglés “screening techniques”, mientras que en el segundo caso –para fuentes significativas- se recurre a modelos de tipo detallado donde se involucran las condiciones meteorológicas a nivel horario y se obtienen las concentraciones de calidad del aire a nivel del suelo para largos períodos de tiempo (concentraciones promedio anuales).

En general los modelos (screening) son simplificaciones del concepto de dispersión Gaussiano y para el caso concreto de este estudio, esas variaciones consideran la existencia de fuentes fijas puntuales, o de manera más exacta grupos limitados de fuentes fijas puntuales, por ello, el enfoque que se seguirá en el análisis estará referido en el Pt. 51, App. W y consta en el documento “Screening Procedures for estimating the Air Quality Impact of Stationary Sources, Revised” (EPA, 1992).

4.1.1 DES CRI P CIÓN T EÓRI CA D EL MO DELO DE DI SP ER S IÓN GAUS SI ANO

El modelo se basa en una simple fórmula que describe la concentración tridimensional generada por una fuente puntual que opera bajo condiciones fijas meteorológicas y de emisión, considerando que la dispersión provocada sigue un patrón estadístico normal o gaussiano en los ejes vertical y transversal con respecto a la dirección del viento (ver Figura 4-1). Se asume que el contaminante no experimenta ninguna reacción química.

3Las cursivas son del autor…



FIGURA 4-1: DISPERSIÓN ATMOSFÉRICA DE LOS CONTAMINANTES SEGÚN EL MODELO GAUSSIANO

Fuente: Ministerio del Ambiente de Nueva Zelanda, 2007

Elaboración: Byron Arregui Gallegos

4.1.2 LAS ECUACION ES BÁS ICAS

En áreas de terreno simple un modelo gaussiano tipo SCREEN de la USEPA calcula las concentraciones a corto plazo (una hora); que luego deben ser comparadas con los niveles de significancia o estándares de calidad del aire. Para terrenos complejos el modelo ISC (Industrial Source Complex) Prime provee concentraciones para varios periodos de tiempo: 1 hora, 8 horas, 24 horas y anuales. La expresión matemática del modelo gaussiano para el cálculo de las concentraciones instantáneas (una hora), causadas por la emisión desde cada fuente fija puntual, es la siguiente:

Ecuación 4-1: Fórmula general del modelo Gaussiano

donde:

cj : Concentración de corto plazo del contaminante en un punto de coordenadas (x, y, z) determinadas, en g/m3

Q : Tasa de emisión, en g/s u : Velocidad del viento a la altura efectiva de emisión, en m/s

y : Desviación estándar de la distribución espacial de la concentración o coeficiente de dispersión en la dirección transversal, este parámetro es función de la distancia en la dirección del viento (eje x) entre la fuente de emisión y el punto receptor, en m

2

z

2

yzyj

zhe

2

1exp

y

2

1exp

u2

Qc



z : Desviación estándar de la distribución espacial de la concentración o coeficiente de dispersión en la dirección vertical, este parámetro es función de la distancia en la dirección del viento (eje x) entre la fuente de emisión y el punto receptor, en m

y : Distancia horizontal transversal desde el receptor a la línea central de la pluma, en m z : Distancia vertical desde el receptor a la línea central de la pluma, en m he : Altura efectiva de emisión; es decir, altura física de la fuente más la elevación de la

pluma debido a la velocidad de salida (cantidad de movimiento) y a la diferencia térmica entre la salida y el ambiente (bouyancia térmica).

Con fines de comparación entre el valor obtenido y la norma correspondiente (Verificación del cumplimiento de la Norma Legal), la concentración se calcula para un receptor localizado a nivel del suelo, debido a que el objetivo de la simulación es el de comparar las concentraciones resultantes con las normas de calidad del aire, y sobre la línea central de la pluma, donde se presentan los valores más altos de concentración de los contaminantes. Entonces, con y = 0 y z = 0, la Ecuación 4-1 se reduce a:

Ecuación 4-2: Fórmula general para concentraciones a nivel del suelo

2

zzyj

he

2

1exp

u2

Qc

Para mayor precisión del modelo, es posible introducir en la fórmula básica el efecto del suelo en la dispersión de los contaminantes gaseosos, asumiendo que el suelo no actúa como sumidero; es decir, existe un fenómeno de reflexión en la superficie. Este fenómeno se simula suponiendo la existencia de una fuente virtual, idéntica a la real, pero que se proyecta desde el suelo hacia abajo, emitiendo en esa dirección; por lo tanto, la Ecuación 4-3 se modifica de la siguiente manera:

Ecuación 4-3: Fórmula general para concentraciones a nivel del suelo y reflexión desde el suelo

2

z

2

zzyj

he

2

1exp

he

2

1exp

u2

Qc

Esta última consideración es válida a partir de la distancia en la dirección del viento en que la pluma efectivamente toca el suelo (x*), lo cual ocurre cuando la altura efectiva de emisión (he) es igual a 2 veces el

coeficiente de dispersión vertical (z). Por lo tanto, antes de x* se emplea la Ecuación 4-2 y a partir de allí, la Ecuación 4-4.

Ecuación 4-4: Fórmula general para concentraciones a nivel del suelo y reflexión desde el

suelo a partir de x* = 2z

2

2

1exp

zzy

j

he

u

Qc

El modelo computacional ISC Prime utilizado, que es una versión pública de la US EPA, emplea este conjunto de fórmulas y criterios para proporcionar los valores de las concentraciones instantáneas del contaminante para las distintas condiciones de estabilidad atmosférica y velocidad del viento posible.



4.1.3 VELO CI DAD DEL VI ENT O Y ALTUR A EFECTIV A DE EMI SIÓN

La posición normal del anemómetro en las estaciones meteorológicas del MDMQ es a los 10 metros de altura, pero las fuentes de emisión tienen alturas normalmente diferentes por que lo que debe calcularse sobre elevación de la pluma y corregir el valor de velocidad del viento a esta altura.

El documento de la USEPA, Screening Procedures for Estimating the Air Quality Impact of Stationary Sources, indica que la velocidad del viento debe ser determinada a través de la siguiente expresión matemática,

p

11 z

z

u

u

donde:

u : Velocidad del viento a la altura z, en m/s

u1 : Velocidad del viento a la altura z1, en m/s

p : Exponente positivo

Esta ley es válida para rangos comprendidos entre los 10 y los 300 m; sobre ellos, se recomienda su utilización con precaución. Para este caso, dadas las alturas de chimenea consideradas, el rango es plenamente respetado.

El valor de p, por su parte, depende tanto de la rugosidad de la superficie, como de la condición de estabilidad atmosférica. Los valores recomendados por la USEPA en numeral 7.2.3 del Guideline on Air Quality Models (versión 2005) para esta simulación se presentan en la Tabla 4-1, donde es importante anotar que la diferenciación entre urbano y rural depende de dos factores: (a) la utilización del suelo en el área de 3 km. a la redonda de la fuente, entendido como el porcentaje de ocupación del suelo por infraestructura vial y edificaciones, menor al 50% para ser considerado rural y (b) la densidad poblacional, siendo 750 hab/km2 el umbral que divide una condición de la otra (EPA, 2005).

TABLA 4-1: VALORES DEL EXPONENTE P COMO UNA FUNCIÓN DE LA ESTABILIDAD ATMOSFÉRICA (EPA, 1992)

Categoría de Estabilidad Exponente rural Exponente urbano

A 0.07 0.15

B 0.07 0.15

C 0.10 0.20

D 0.15 0.25

E 0.35 0.30

F 0.55 0.30

Fuente: Guideline on Air Quality Models, USEPA 2005.

4.1.4 CO EFI CI EN TES DE DI SP E R SIÓN

El método de cálculo se basa en el empleo de relaciones semi-empíricas, considerando las distintas categorías de estabilidad atmosférica y la distancia viento abajo de la fuente en que se encuentra el receptor. En el pasado lo más común era utilizar diagramas o ábacos para calcular el valor de estos coeficientes; sin embargo, en la actualidad, existen distintas fórmulas disponibles para este cálculo a través de sistemas informáticos.

Los modelos recomendados por el literal b) numeral 7.2.3 del Guideline on Air Quality Models (versión 2005) de la USEPA (EPA, 2005) se utilizan los coeficientes de Pasquill-Gifford para áreas rurales y los de McElroy-Pooler para áreas urbanas.



4.1.5 ALTUR A EFECTIV A DE EMI SIÓN

La altura física de emisión es el resultado de añadir la elevación de la pluma (h) a la altura física de la fuente (hs). Este fenómeno de elevación de la pluma es el resultado de la flotación de la corriente de gas debido a la diferencia térmica respecto del aire ambiente y el momentum vertical o cantidad de movimiento ascensional asociado a la velocidad de salida de los gases.

Existen diversos estudios que presentan ecuaciones semi-empíricas para proceder a este cálculo; sin embargo, el modelo escogido utiliza las denominadas ecuaciones de Briggs para la elevación final (EPA, 2001). Estas ecuaciones consideran las distintas condiciones de estabilidad atmosférica (inestable, neutra o estable) para establecer la preponderancia de los factores anotados, fuerza ascensional térmica o cantidad de movimiento, en la elevación final de la pluma y, por lo tanto, la altura efectiva de emisión. Al igual que en el caso de los coeficientes de dispersión, una explicación detallada de este aspecto y de la forma como está incorporada en el modelo puede encontrarse en la Sección 1.1.4 del Volumen II de la User’s Guide for the Industrial Source Complex (ISC3) Dispersion Models (EPA, 1995).

En todos los casos de análisis la relación entre velocidad de salida de los gases y la velocidad del viento es mayor a 1.5 (Vs/u >1.5), por lo que no es necesario considerar la caída del flujo de gas; por lo que la altura efectiva de emisión ha sido calculada en base a las siguientes Ecuaciones de Briggs (1972).

Ecuación 4-5: Ecuaciones de Briggs para atmósferas Neutras e Inestables

Si Fb <55, la ecuación a utilizar es: h=21.4 (Fb

34⁄

u)

Si Fb 55, la ecuación a utilizar es: h=38.7 (Fb

35⁄

u)

Ecuación 4-6: Ecuaciones de Briggs para Atmósferas Estables

Si Fb 55, la ecuación a utilizar es: h=2.6 (Fb

u S)

13⁄

S:par metro de estabilidad S=g

Ta* (

Fb

u S)

13⁄

5 CONDICIONES METEOROLÓGICAS

Un contaminante emitido a la atmósfera es arrastrado por las corrientes de aire siguiendo la dirección predominante del viento. Los movimientos perpendiculares al viento y la turbulencia colaboran en la dispersión de dicho contaminante. La velocidad del viento afecta en gran medida la concentración de contaminantes en un área. Mientras mayor sea la velocidad del viento, menor será la concentración de contaminantes. El viento diluye y dispersa rápidamente los contaminantes en el área circundante. La predicción del desplazamiento de la pluma de una sustancia emitida a la atmósfera alrededor del punto de emisión, es un tema de gran interés en el ámbito de la Calidad del Aire, y suele ser manejado con los modelos gaussianos de dispersión que permiten calcular las concentraciones de sustancias en los puntos de interés. Los modelos permiten variar las condiciones



meteorológicas, topográficas y las características de las fuentes emisoras, para crear escenarios que ayuden a determinar los factores que intervienen en la ocurrencia de las peores condiciones de contaminación.

La aplicación de un modelo detallado de dispersión de contaminantes atmosféricos requiere el uso de datos meteorológicos también detallados; dirección del viento, velocidad del viento y radiación solar o nubosidad que son conocidos como datos primarios: y otros obtenidos a partir de éstos, como son las categorías de estabilidad atmosférica en base a la clasificación de Pasquill y la altura de mezcla urbana y rural. Esto permitirá conocer el comportamiento real de la pluma de dispersión, vale decir, la ubicación de las zonas más afectadas por la caída de los contaminantes. (Arregui, 2007). En cuanto a la información de la fuente, los datos requeridos se refieren a las dimensiones de la fuente emisora, así como sus características físicas.

Para el presente caso, se han usado los datos meteorológicos de la estación Los Chillos de la Red de Monitoreo Atmosférico; la información recolectada presenta datos horarios para un periodo de 2 años, cumpliendo perfectamente con lo solicitado por la norma técnica. Cabe anotar que la legislación ambiental nacional exige el uso de un año de datos meteorológicos.

Las categorías de estabilidad son usadas en los modelos gaussianos para facilitar la estimación de los parámetros de dispersión lateral y vertical. El esquema de clasificación propuesto por Pasquill en 1961, es el más recomendado ya que los parámetros de dispersión asociados a este esquema son obtenidos a partir de curvas que relacionan las clases de estabilidad con la distancia horizontal (x) en la dirección del viento (Curvas de Pasquill-Gifford). Para determinar la estabilidad atmosférica presente a cada hora, en función de los datos registrados se realizó una clasificación de acuerdo a la siguiente tabla:

TABLA 5-2: CLAVE PARA LA DEFINICIÓN DE CATEGORÍAS DE ESTABILIDAD DE PASQUILL (ZANNETTI, 1990)

Insolación / nubosidad Velocidad del viento (m/s)

< 2.0 2.0 a < 3.0 3.0 a < 5.0 5.0 a < 6.0 6.0

Insolación fuerte (día) A A-B B C C

Insolación moderada (día) A-B B B-C C-D D

Insolación ligera (día) B C C D D

Completamente cubierto (día o noche) D D D D D

0.5 cubierto de nubes (noche) F E D D D

0.4 cubierto de nubes (noche) F F E D D

Las letras corresponden a las siguientes categorías: A, muy inestable; B, inestable; C, ligeramente inestable; D, neutra; E, ligeramente estable; y, F, estable.

Fuente: Pasquill, 1990

Las categorías de estabilidad propuestas en el cuadro anterior, contemplan dos parámetros bien definidos: la velocidad del viento y nubosidad. Es necesario clasificar cada registro mediante una condición que refleje la distribución mostrada en la tabla superior, para lo cual es requerido el manejo de las diversas funciones establecidas en el programa Microsoft Excel. Finalmente se contabilizan los resultados de cada clase y se establecen los porcentajes de tiempo para cada categoría de estabilidad atmosférica.

Por otra parte, la altura de mezcla o también conocida como capa de mezcla se define como la capa inferior de la atmósfera en la que el penacho se desarrolla y asciende libremente en dirección vertical. Para modelos detallados de última generación, la altura de mezclado se obtiene de sistemas de meteorológicos en altura, como Sodar o Sondas; sin embargo, ante la ausencia de estos datos, para el cálculo de este parámetro se utilizó la siguiente clave [Spadaro, 1991]:



TABLA 5-3: CRITERIOS SIMPLIFICADOS PARA ESTIMAR LA CLASE DE ESTABILIDAD ATMOSFÉRICA Y LA ALTURA DE LA

MEZCLA

Velocidad del viento, m/s

Clase de Pasquilli

Altura de la mezcla, m

Día de alta

insolación*

0-2 2-3 3-5 > 5

A (muy inestable) B (inestable)

C (ligeramente inestable) D (neutral)

1 600 1 200 800 560

Día de baja

insolación

0-2 2-3 3-5 > 5

B C D D

200 800 560 560

Noche 0-2 2-3 3-5 > 5

F (estable) F

E (ligera estabilidad) D (neutral)

200 200 320 560

Nublado D 560

Fuente: Spadaro, 1991

Elaboración: DGCA, mayo 2012

5.1 RESUMEN DE LAS CONDICIONESATMOSFÉRICAS

La estación climática más cercana representativa del sitio de análisis corresponde a la Estación Meteorológica Los Chillos de la Red de Monitoreo Atmosférico. Los datos registrados corresponden al periodo comprendido entre el 01/Ene/2010 y 31/Dic/2011.

TABLA 5-4: DATOS DE LA ESTACIÓN METEOROLÓGICA LOS CHILLOS

Parámetro

CÓDIGO LCH

NOMBRE Los Chillos

COORDENADAS GEOGRÁFICAS 78°27'36'' W, 0°18'00'' S

ALTITUD H=2453

DIRECCIÓN Terraza de Andinatel (Av. Ilaló, Vía a El Tingo)

EQUIPAMIENTO O3, PM10, MET

Fuente: Red de monitoreo Atmosférico.

En cuanto al análisis estadístico de los datos meteorológicos, se puede mencionar que éste busca encontrar dos parámetros fundamentales para la modelación de contaminantes atmosféricos: a) Las direcciones dominantes del viento, y b) La condiciones de estabilidad atmosférica, también dominantes en el área de influencia de las facilidades.

Las condiciones meteorológicas se resumen en la capacidad de dispersión o movimiento de los contaminantes en la atmósfera; para el presente caso, estas se presentan bajo la siguiente distribución porcentual durante el año:

TABLA 5-4: RESUMEN DE LAS CONDICIONES DE ESTABILIDAD ATMOSFÉRICA

Estabilidad atmosférica Porcentaje

A: Muy inestable 6.40%

B: Inestable 30.33%

C: Poco inestable 9.35%



Estabilidad atmosférica Porcentaje

D: Neutra 7.85%

E: Relativamente estable 0.76%

F: Estable 45.31%

Total general 100%

Fuente: Red de Monitoreo Atmosférico, 2010, 2011


Los resultados muestran una dominancia de las condiciones Estables a Neutras, indicando bajas posibilidades de dispersión de los gases; es decir, que las concentraciones de contaminantes pueden resultar elevadas.

FIGURA 5-1: CLASES DE ESTABILIDAD ATMOSFÉRICA

Fuente: DGCA, mayo 2012



FIGURA 5-2: DISTRIBUCIÓN PORCENTUAL Y DIRECCIÓNAL DEL VIENTO EN EL ÁREA DE INFLUENCIA

DE LA CENTRAL GUANGOPOLO

Fuente: Red de Monitoreo Atmosférico, mayo 2012

Elaboración: DGCA 2012

6 CÁLCULO DE EMISIONES Y FACTORES DE EMISIÓN

6.1 TASA DE EMISIÓN

Puesto que todas las fuentes a modelar son fuentes en operación, se usan valores de emisión medidos4, ya sean estos a través de controles públicos realizados por el laboratorio de la Secretaría de Ambiente como de los informes de monitoreo de emisiones presentados por CELEC – Termopichincha (Central termoeléctrica Guangopolo) o la Empresa Eléctrica Quito (Central Gualberto Hernández), para lo cual la forma de calcular la tasa de emisión es multiplicar directamente la concentración en ppmv (partes por millón en volumen) por la densidad del gas contaminante corregida a las condiciones de chimenea y por el flujo volumétrico también en condiciones de chimenea.

4 El proceso estadístico a través del cual se determine el valor más probable de emisión desde las fuentes reales, estaría sujeto a la disponibilidad y cantidad de datos medidos.



6.2 FUENTE REPRESENTATIVA (FR)

Otra variación importante de la ecuación original tiene que ver con la consideración de múltiples fuentes fijas puntuales similares, en lugar de una sola. Para incorporar este procedimiento, la USEPA recomienda la utilización de una fuente representativa.

La fuente representativa debe ser determinada con precaución, por ejemplo, si las chimeneas están separadas máximo 100 metros o si la altura, flujo volumétrico o temperatura de escape difieren en más de un 20% el resultado de su aplicación puede conllevar a resultados inaceptables.

Para el presente caso se ha dividido el número total de fuentes en dos, esto es: FR1 para todas las fijas de la Central Guangopolo y FR2 para todas las fuentes fijas de la Central Gualberto Hernández.

TABLA 6-1: VALORES DE EMISIÓN PARA LA CENTRAL GUALBERTO HERNÁNDEZ

GEN DIAMETRO CHIMENEA

ALTURA CHIMENEA

TEMP_CHIM TEMP_CHIM VEL_CHIME NOx SO2 CO MP

m m C K m/s g/s g/s g/s g/s

1 0.76 5.70 431.49 704.49 56.69 27.94 9.27 1.96 0.57

2 0.75 5.80 455.28 728.28 57.49 20.54 9.4 2.53 0.71

3 0.75 5.80 458.06 731.06 61 26.72 10.5 1.7 0.27

PROM 0.75 5.77 448.28 721.28 58.39 25.07 9.72 2.06 0.52

Fuente: Laboratorio de la Secretaría de Ambiente, junio 2012

Elaboración: DGCA, junio 2012

TABLA 6-2: VALORES DE EMISIÓN CALCULADOS PARA LA CENTRAL GUANGOPOLO

PARÁMETROS MOTOR 1 MOTOR 3

MOTOR 4

MOTOR 7

Altura geométrica de la chimenea (m) 5.410 5.410 5.410 5.410

Diámetro de la chimenea a la altura del puerto (m) 0.730 0.730 0.730 0.730

Velocidad promedio de gases (m/s).para MP 48.040 48.040 48.040 48.040

Velocidad promedio de gases (m/s). 48.040 48.040 48.040 48.040

Temperatura chimenea (ºC) 365.258 357.720 348.388 331.728

Presión barométrica (mmHg) 568.617 568.617 568.617 568.617

MP (mg/dsm3) 127.600 116.700 128.550 148.050

MP (mg/Nm3) 139.279 127.381 140.316 161.600

O2 (% vol.) 11.505 11.390 12.128 13.213

CO (ppmv) 121.975 138.475 122.750 204.025

SO2 (ppmv) 397.425 460.600 435.550 263.425

NO2 (ppmv) 2083.475 2093.550 2046.475 469.875

Flujo (V*A) MP 20.107 20.107 20.107 20.107

Flujo (V*A) 20.107 20.107 20.107 20.107

NOx (g/s) (condiciones de chimenea) 28.268 28.744 28.519 6.728

SOx (g/s) (condiciones de chimenea) 7.502 8.798 8.445 5.248

CO (g/s) (condiciones de chimenea) 1.007 1.157 1.041 1.778

MP (g/s) (condiciones de chimenea) 1.004 0.930 1.039 1.230

Fuente: Informes de monitoreo de emisiones, entregado por CELEC-Termopichincha.

Elaboración DGCA, junio 2012



TABLA 6-3: CÁLCULO DE LAS TASAS DE EMISIÓN PARA CADA FUENTE REPRESENTATIVA

Parámetro Unidad FR1: Guangopolo

FR2: Gualberto Hernández

Este UTM-WGS84 783775 783780

Norte UTM-WGS84 9970006 9969890

Elevación Msnm 2437 2440

Altura de la chimenea Msnm 5.41 5.8

Temperatura K 683.73 721.28

Velocidad de Salida m/s 48.04 58.39

Diámetro m 0.73 0.75

SO2 g/s 29.99 29.17

NOx g/s 92.26 75.2

MP g/s 4.2 1.55

CO g/s 4.98 6.19

Fuente: DGCA, mayo 2012

6.3 INGRESO DE DATOS AL MODELO

El ingreso de los datos de emisiones al modelo se realiza con la ayuda de software con una interface gráfica amigable al usuario.

La configuración del terreno se introduce al programa a través de DTM (Modelo digital del terreno), esto permite incorporar la variable posicional de cada punto de análisis (valores de x, y, z en la ecuación básica), a la vez que permite realizarlo en toda el área de estudio y no únicamente en ubicaciones discretas. La Figura 6-1 muestra el modelo digital de elevación del área de influencia del proyecto.

FIGURA 6-1: MODELO DIGITAL DE ELEVACIÓN DEL ÁREA DE INFLUENCIA

Fuente: Cartas topografías IGM.




Los datos meteorológicos que requiere el modelo para el análisis deben ingresarse bajo el esquema presentado en la siguiente tabla, y de la cantidad de los mismos depende la calidad de los resultados finales.

TABLA 6-4: ESQUEMA DE INGRESO DE LOS DATOS METEOROLÓGICOS

Añ

o

mes

día

ho

ra

Dir

ecci

ón

del

Vie

nto

(gra

do

s)

Vel

oci

dad

del

vie

nto

(m/s

)

Tem

per

atu

ra

(K)

Est

abili

dad

Alt

ura

de

mez

clad

o

urb

ana

(m)

Alt

ura

de

mez

clad

o r

ura

l

(m)

Vel

oci

dad

de

Fri

cció

n

(m/s

)

2011 01 01 1 165.24 3.99 286.2 1 515.6 515.6 0.01

… … … … … … … … … … …

Para el presente estudio se usaron 7786 registros horarios, de acuerdo a la estación considerada se cuentan con todos los registros meteorológicos en el periodo analizado.

7 ESCENARIOS PARA LA MODELACIÓN

De acuerdo a Plan Operativo Anual (POA 2012), deben realizarse modelo de dispersión para cada una de las cuatro centrales térmicas existentes dentro de la ciudad de Quito: Central Termoeléctrica de Guangopolo, Central Termoeléctrica Gualberto Hernández y Central Termoeléctrica Luluncoto; adicionalmente se previó realizar un modelo para la operación conjunta de las Centrales de Guangopolo y Gualberto Hernández ya que estas se encuentran en la misma ubicación geográfica provocando impactos acumulativos directos. No se realizó el análisis de la Central Luluncoto, en vista que no se encuentra en operación desde hace más de un año.

El presente informe corresponde a los modelos de la Central Guangopolo, Gualberto Hernández y su operación conjunta.

8 RESULTADOS ENTREGADOS POR EL MODELO

El modelo computacional entrega los resultados de forma gráfica para toda el área de estudio; para cada punto de análisis entrega un valor de concentración (formato vector) permitiendo realizar un análisis geográfico del comportamiento de los contaminantes en la atmósfera; sin embargo, los resultados han sido trasladados a un sistema de información geográfica para un mejor análisis.



FIGURA 8-1: RESULTADO GRÁFICO DE LOS RESULTADOS ENTREGADOS POR EL MODELO

MATEMÁTICO

Fuente: Software de Modelación, ISC Prime


8.1 SUPERFICIES CONTINUAS DE CONCENTRACIÓN

En el modelo de Dispersión de Contaminantes, la estructura vector de los puntos representan una superficie de observaciones discreta; es decir, que no existe continuidad en los valores de concentración para la extensión total del área de influencia, únicamente se conocen los valores para los puntos calculados.

Con el objetivo de transformar las superficies discretas a continuas, existen métodos de interpolación que permiten un ajuste matemático estadístico para los cuales mediante las observaciones puntuales se puede determinar los valores intermedios entre dos puntos en función de la distancia de separación y del valor a calcularse, en este caso la concentración de cada punto. Otra forma de crear continuidad a una superficie es mediante la triangulación, gracias a la cual se obtienen los TIN (Triangulated irregular network) (Arregui, 2007).

8.1.1 CONS TR UCCIÓN DE TIN (TRI AN GULAT ED IR REGULAR NETWOR K)

La disposición preliminar de los puntos en función de distancias y direcciones con mayor densidad en longitudes cercanas a la fuente, permiten concluir que la mejor forma de crear una superficie continua de contaminantes es mediante la construcción de un TIN (Red de Triángulos Irregulares) puesto que en primer lugar la disposición de los puntos se ajusta al comportamiento horizontal de la concentración a lo largo de una dirección definida y además en comparación con los métodos de interpolación, la triangulación mantiene los valores originales calculados en la red. De ahí los valores resultantes de la triangulación son producto de la proporción lineal que



existe entre los segmentos de cada vértice que conforma un triángulo. Cada triángulo debe cumplir con la condición de Delaunay para lograr una triangulación más aceptable, es decir, que cada circunferencia circunscrita posea únicamente los tres vértices del triángulo que la conforma y nada más. Por ello la fuerza de figura para lograr esta condición hace que los triángulos que se formen sean lo más aproximados a los triángulos equiláteros. (Arregui, 2007)

El modelo matemático utilizado permite obtener las concentraciones anuales promedio, máximas horarias y máximas diarias al mismo tiempo.

9 RESUMEN DE RESULTADOS

A continuación se presenta los resultados para cada uno de los escenarios planteados (Modelos), en los cuales se muestran únicamente las concentraciones máximas encontradas, su ubicación geográfica y la comparación con los valores máximos permisibles establecidos por la Norma Ecuatoriana de Calidad del Aire (RO No. 464 de junio de 2011).

Los resultados detallados se presentan en el Anexo 1.

9.1 MODELO NO . 1: OPERACIÓN CONJUNTA DE LAS CENTRALES DE

GUANGOPOLO Y GUALBERTO HERNÁNDEZ

La tabla 9-1, presenta los resultados arrojados por el Modelo ISC Prime para la operación conjunta de las Centrales Termoeléctricas Gualberto Hernández y Guangopolo.

TABLA 9-1: RESULTADOS ARROJADOS POR EL MODELO ISC PRIME PARA LA OPERACIÓN CONJUNTA DE LAS

CENTRALES TERMOELÉCTRICAS DE GUANGOPOLO Y GUALBERTO HERNÁNDEZ

Contaminante Promedio Concentración

(ug/m3)

Este

WGS84

Norte

WGS84

LMP (ug/m3)

NECA - AM 050

CO ANNUAL 22.98 784666.31 9969734 N/A

CO 1-HR 843.66 784680 9969890 30000

CO 8-HR 402.88 784666.31 9969734 10000

CO 24-HR 152.00 784666.31 9969734 N/A

MP ANNUAL 12.54 784666.31 9969734 50

MP 1-HR 444.57 784630 9969890 N/A

MP 8-HR 213.20 784666.31 9969734 N/A

MP 24-HR 90.30 784666.31 9969734 100

NOX ANNUAL 352.22 784666.31 9969734 40

NOX 1-HR 12696.45 784680 9969890 200

NOX 8-HR 6102.51 784666.31 9969734 N/A

NOX 24-HR 2330.59 784666.31 9969734 N/A

SO2 ANNUAL 123.30 784666.31 9969734 60

SO2 1-HR 4478.24 784680 9969890 N/A

SO2 8-HR 2146.64 784666.31 9969734 N/A

SO2 24-HR 811.93 784666.31 9969734 125

Fuente: Resultados del modelo ISC3 Prime




9.2 MODELO NO . 2: OPERACIÓN INDIVIDUAL DE LA CENTRAL GUANGOPOLO

La tabla 9-2, presenta los resultados arrojados por el Modelo ISC Prime para la operación individual de la Central Termoeléctrica Guangopolo.

TABLA 9-2: RESULTADOS ARROJADOS POR EL MODELO ISC PRIME PARA LA OPERACIÓN INDIVIDUAL DE LA CENTRAL

GUANGOPOLO


(ug/m3)

Este

WGS84

Norte

WGS84

LMP (ug/m3)

NECA - AM 050

CO ANNUAL 11.67 784617.06 9969742 N/A

CO 1-HR 411.86 784630 9969890 30000

CO 8-HR 202.00 784630 9969890 10000

CO 24-HR 97.35 784617.06 9969742 N/A

MP ANNUAL 9.84 784617.06 9969742 50

MP 1-HR 347.35 784630 9969890 N/A

MP 8-HR 170.36 784630 9969890 N/A

MP 24-HR 82.10 784617.06 9969742 100

NOX ANNUAL 216.25 784617.06 9969742 40

NOX 1-HR 7630.20 784630 9969890 200

NOX 8-HR 3742.37 784630 9969890 N/A

NOX 24-HR 1803.53 784617.06 9969742 N/A

SO2 ANNUAL 70.29 784617.06 9969742 60

SO2 1-HR 2480.27 784630 9969890 N/A

SO2 8-HR 1216.49 784630 9969890 N/A

SO2 24-HR 586.25 784617.06 9969742 125



9.3 MODELO NO . 3: OPERACIÓN INDIVIDUAL DE LA CENTRAL GUALBERTO

HERNÁNDEZ

La tabla 9-3, presenta los resultados arrojados por el Modelo ISC Prime para la operación individual de la Central Termoeléctrica Gualberto Hernández.

TABLA 9-3: RESULTADOS ARROJADOS POR EL MODELO ISC PRIME PARA LA OPERACIÓN INDIVIDUAL DE LA

CENTRALGUALBERTO HERNÁNDEZ


(ug/m3)

Este

WGS84

Norte

WGS84

LMP (ug/m3)

NECA - AM 050

CO ANNUAL 11.55 784715.56 9969725 N/A

CO 1-HR 459.96 784680 9969890 30000

CO 8-HR 216.14 784715.56 9969725 10000

CO 24-HR 90.04 784715.56 9969725 N/A

MP ANNUAL 2.89 784715.56 9969725 50

MP 1-HR 115.18 784680 9969890 N/A




(ug/m3)

Este

WGS84

Norte

WGS84

LMP (ug/m3)

NECA - AM 050

MP 8-HR 54.12 784715.56 9969725 N/A

MP 24-HR 22.55 784715.56 9969725 100

NOX ANNUAL 140.32 784715.56 9969725 40

NOX 1-HR 5587.87 784680 9969890 200

NOX 8-HR 2625.85 784715.56 9969725 N/A

NOX 24-HR 1093.83 784715.56 9969725 N/A

SO2 ANNUAL 54.43 784715.56 9969725 60

SO2 1-HR 2167.53 784680 9969890 N/A

SO2 8-HR 1018.56 784715.56 9969725 N/A

SO2 24-HR 424.30 784715.56 9969725 125



10 ANÁLISIS Y CONCLUSIONES

Del análisis estadístico de las condiciones meteorológicas, en lo que concierne a la velocidad del viento, se ha podido verificar que las magnitudes predominantes del vector velocidad son bajas, entre 0.5 y 3.1, con una frecuencia aproximada del 70%; así mismo los períodos de calma superan el 12%. Estas condiciones dan cuenta de una alta sensibilidad del área a la contaminación por fuentes de emisión de gases, ya que las bajas velocidad provocan a su condiciones no propicias para la movilidad y dispersión de los gases en la atmósfera.

FIGURA 10-1: VARIACIÓN DE LA VELOCIDAD DEL VIENTO A LO LARGO DEL DÍA

Fuente: Red de monitoreo atmosférico


La altura de las chimeneas tanto en el caso de la Central Termoeléctrica Guangopolo como Gualberto Hernández, son relativamente bajas (5.4 y 5.8 metros respetivamente), por lo que la altura efectiva de emisión es también baja, disminuyendo el área de dispersión de contaminantes antes de que estos toquen el suelo.



En la figura 10-1, se puede apreciar la distribución de las velocidades de viento en rangos o categorías.

FIGURA 10-2: DISTRIBUCIÓN DE LAS VELOCIDADES DEL VIENTO POR RANGOS O CATEGORÍAS



La variación de la temperatura del aire a lo largo del día, responde a la lógica de la meteorología sinóptica; el aire empieza a calentarse a partir de la salida del sol hasta la medía tarde donde la radiación del sol disminuye, luego de eso se enfría hasta el día siguiente donde se repite el fenómeno.

FIGURA 10-3: VARIACIÓN DE LA TEMPERATURA DEL AIRE A LO LARGO DE DÍA





El cálculo de las condiciones de estabilidad atmosférica a partir de la información proporcionada por las estaciones meteorológicas de la red de monitoreo atmosférico, demuestra condiciones de estabilidad atmosférico mayores al 50% para las clases F, E y D, esto es, Estable, Relativamente estable y neutra respectivamente; es decir, más del 50% del tiempo los contaminantes tienen a acumularse en la atmosfera, (Ver gráfico 5.1); esto confirma el criterio respecto de una alta sensibilidad ambiental de la zona respecto de las emisiones atmosféricas.

Las concentraciones reportadas por el modelo son analizadas únicamente para el tercer escenario, esto es, para la operación conjunta de las dos centrales, dado que este sería el más apegado a las condiciones reales de operación.

La altura de emisión varía a lo largo del día desde valores muy bajo en horas de la mañana donde predomina la estabilidad F (Atmósfera Estable), alturas relativamente altas a media mañana con variadas condiciones estabilidad, hasta las últimas horas de la tarde donde la altura vuelve a ser muy baja y vuelven a predominar las condiciones de estabilidad E y F. Estas características se repiten de manera general durante todos los meses del año.

FIGURA 10-4: DISTRIBUCIÓN DE LOS VALORES DE ALTURA EFECTIVA DE EMISIÓN A LO LARGO

DEL DÍA



Topográficamente, las centrales de Guangopolo y Gualberto Hernández se encuentran en una depresión junto al Río San Pedro, encajonado hacia el Este por el Ilaló y hacia el Oeste y noroeste por la ladera oriental de Quito; esta configuración geográfica determina las dos zonas más afectadas por la pluma de contaminantes: a) la ladera occidental del Ilaló, ubicada muy cerca de la central, y b) toda la ladera al noroccidente que sube a Quito.

A continuación se presentan los mapas de concentración para cada uno de los contaminantes y cada uno de los períodos de análisis. Estos han sido construidos sobre una imagen satelital de 5 metros/pixel de resolución; para representar la distribución geográfica de las concentraciones se ha usado una escala de amarillo a naranja para aquellos contaminantes que sobrepasan los límites máximos permisibles y de amarillo a azul para aquellos que se encuentran en cumplimiento de los valores normativos.



FIGURA 10-5: CONCENTRACIONES DE MATERIAL PARTICULADO PARA UN PERÍODO DE ANÁLISIS ANUAL.

Elaboración: DGCA, junio 2012.



FIGURA 10-6: CONCENTRACIONES DE MATERIAL PARTICULADO PARA UN PERÍODO DE ANÁLISIS DE 1 HORA.




FIGURA 10-7: CONCENTRACIONES DE MATERIAL PARTICULADO PARA UN PERÍODO DE ANÁLISIS DE 8 HORAS




FIGURA 10-8: CONCENTRACIONES DE MATERIAL PARTICULADO PARA UN PERÍODO DE ANÁLISIS DE 24 HORA.




FIGURA 10-9: CONCENTRACIONES DE ÓXIDOS DE NITRÓGENO PARA UN PERÍODO DE ANÁLISIS ANUAL.




FIGURA 10-10: CONCENTRACIONES DE ÓXIDOS DE NITRÓGENO PARA UN PERÍODO DE ANÁLISIS DE 1 HORA.




FIGURA 10-11: CONCENTRACIONES DE ÓXIDOS DE NITRÓGENO PARA UN PERÍODO DE ANÁLISIS DE 8 HORAS




FIGURA 10-12: CONCENTRACIONES DE ÓXIDOS DE NITRÓGENO PARA UN PERÍODO DE ANÁLISIS DE 24 HORA.




FIGURA 10-13: CONCENTRACIONES DE SO2 PARA UN PERÍODO DE ANÁLISIS ANUAL.




FIGURA 10-14: CONCENTRACIONES DE SO2 PARA UN PERÍODO DE ANÁLISIS DE 1 HORA




FIGURA 10-15: CONCENTRACIONES DE SO2 PARA UN PERÍODO DE ANÁLISIS DE 8 HORAS




FIGURA 10-16: CONCENTRACIONES DE SO2 PARA UN PERÍODO DE ANÁLISIS DE 24HORAS




FIGURA 10-19: CONCENTRACIONES DE CO PARA UN PERÍODO DE ANÁLISIS ANUAL.




FIGURA 10-20: CONCENTRACIONES DE CO PARA UN PERÍODO DE ANÁLISIS DE 1 HORA




FIGURA 10-21: CONCENTRACIONES DE CO PARA UN PERÍODO DE ANÁLISIS DE 8 HORAS




FIGURA 10-22: CONCENTRACIONES DE CO PARA UN PERÍODO DE ANÁLISIS DE 24HORAS




Los resultados para cada tipo de contaminante y para cada período de análisis se presentan en los Anexos

TABLA 10.1: COMPARACIÓN DE LOS RESULTADOS DEL MODELO MATEMÁTICO CON LOS LÍMITES MÁXIMOS PERMITIDOS

Y LOS VALORES DE EMERGENCIA.

Contaminante Promedio Concentración LMP (ug/m3) Concentraciones de contaminantes criterio que definen los niveles de alerta,

de alarma y de emergencia en la calidad del aire

(ug/m3) NECA - AM 050

ALERTA ALARMA EMERGENCIA

CO ANNUAL 22.98 N/A N/A N/A N/A

CO 1-HR 843.66 30000 N/A N/A N/A

CO 8-HR 402.88 10000 15000 30000 40000

CO 24-HR 152 N/A N/A N/A N/A

MP ANNUAL 12.54 50 N/A N/A N/A

MP 1-HR 444.57 N/A N/A N/A N/A

MP 8-HR 213.2 N/A N/A N/A N/A

MP 24-HR 90.3 100 150 250 350

NOX ANNUAL 352.22 40 N/A N/A N/A

NOX 1-HR 12696.45 200 1000 2000 3000

NOX 8-HR 6102.51 N/A N/A N/A N/A

NOX 24-HR 2330.59 N/A N/A N/A N/A

SO2 ANNUAL 123.3 60 N/A N/A N/A

SO2 1-HR 4478.24 N/A N/A N/A N/A

SO2 8-HR 2146.64 N/A N/A N/A N/A

SO2 24-HR 811.93 125 200 1000 1800


Como puede apreciarse, los valores encontrados para las concentraciones de SO2 anual, duplican los límites máximos permitidos; en el caso de los valores diarios, son superados en un 650%. Cabe anotar que los óxidos de azufre son generados a partir del uso de combustibles de mala calidad como el diesel industrial, el bunker y el residuo de petróleo, ricos en azufre.

Los óxidos de nitrógeno reportan valores muy elevados respecto de los límites máximos permitidos; en el caso de las concentraciones anules, estas son superadas en un 880%, las concentraciones horarias en un 6350%. Vale recordar que los óxidos de nitrógeno se generan a partir de la combustión a temperaturas muy elevadas, primordialmente en motores de combustión interna de tecnología anticuada.

11 RECOMENDACIONES

La dispersión de contaminantes atmosféricos depende de varios parámetros meteorológicos, físicos, geomorfológicos, atmosféricos que no son controlables. En este sentido la única forma de asegurar un bajo impacto a la calidad del aire es el controlar la emisión de contaminantes. En este sentido será necesario revaluar la ubicación de la Estación de Monitoreo Los Chillos; probablemente sea conveniente movilizarla a un sitio donde existe mayor influencia de las centrales termoeléctricas.

Es importante vigilar la calidad del aire en los puntos de mayor concentración reportados por el modelo matemático; por lo que es conveniente llevar la estación móvil de calidad el aire hasta uno de estos puntos



durante varios días seguidos. Será necesario llevar un control paralelo de las condiciones meteorológicas a fin de garantizar la correcta ubicación de la estación en función de la dirección del viento.

Respecto de la validación de los datos del monitoreo de calidad del aire, cabe anotar que los modelos de dispersión no son susceptibles de calibración o comparación pues consideran parámetros instantáneos meteorológicos y generales en cuanto a la fuente; es decir son de tipo regulatorio y preventivo, mientras que el monitoreo in situ; considerándolo como certero –lo cual ha sido ampliamente discutido a nivel científico mundial- depende de condiciones instantáneas tanto meteorológicas como de la fuente.

12 BIBLIOGRAFÍA

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Zannetti P. (1990). Air Pollution Modeling. Van Nostrand Reinhold. Estados Unidos.

DMQ, Agenda Ambiental de Quito., junio 2012

13 ANEXO 1: RESULTADOS QUE ARROJA EL PROCESO DE MODELACIÓN

Modelos Gualberto Hernandez Guangopolo

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