ANLISIS SOCIAL DE ALTERNATIVAS PARA REDUCIR LA EMISIN DE CONTAMINANTES AL AIRE EN EL REA METROPOLITANA DE MONTERREY

Abril de 1996

Participantes: Ing. Jess Jos Espinoza Mendivil Lic. Carlos Agustn Gorrosino Hernndez Lic. Jess ngel Govea Loredo Ing. Jorge Alfonso Moreno Velasco Lic. Jorge Ramos Mora Ing. Alfonso Zamora Martnez Lic. Mara Dolores A. Zapico Sifuentes

NDICE RESUMEN EJECUTIVO Y CONCLUSIONES CAPTULO I ASPECTOS FSICOS, DEMOGRFICOS Y ECONMICOS DEL REA

METROPOLITANA DE MONTERREY (AMM) 1.1 Aspectos fsicos

1.1.1 Localizacin y extensin territorial 1.1.2 Geografa y topografa 1.1.3 Vientos predominantes 1.1.4 Temperatura 1.1.5 Precipitacin pluvial

1.2 Aspectos demogrficos y econmicos 1.2.1 Demografa 1.2.2 Actividad econmica 1.2.3 Infraestructura

CAPTULO II ASPECTOS TCNICOS SOBRE LA CONTAMINACIN DEL AIRE 2.1 Origen de contaminantes en el aire 2.2 Principales contaminantes en el AMM

2.2.1 Monxido de carbono (CO) 2.2.2 xidos de azufre (SO2) 2.2.3 xidos de nitrgeno (NOx) 2.2.4 Ozono (O3) 2.2.5 Partculas suspendidas totales (PST)

CAPTULO III TEORA ECONMICA PARA LA EVALUACIN DE LA CONTAMINACIN DEL AIRE

3.1 Beneficios y costos de la contaminacin 3.2 Nivel ptimo de contaminacin

3.2.1 Programas y estudios para el diseo de polticas econmicas para el control de la contaminacin atmosfrica

3.3 Polticas econmicas para el control de la contaminacin atmosfrica CAPTULO IV DIAGNSTICO DE LA CONTAMINACIN DEL AIRE EN EL AMM 4.1 Relacin de aspectos climticos con la contaminacin

4.1.1 Geografa 4.1.2 Direccin y velocidad de los vientos 4.1.3 Temperatura 4.1.4 Precipitacin pluvial

4.2 Origen de los contaminantes del aire 4.2.1 Fuentes antropognicas

4.2.2 Fuentes naturales 4.3 Sistema de monitoreo ambiental (SIMA)

4.3.1 Medicin de los contaminantes por estacin 4.3.2 Horas sobre la norma de calidad del aire 4.3.3 Comportamiento de los contaminantes 4.3.4 Marco regulatorio

4.4 Conclusiones 4.5 Alternativas de solucin

4.5.1 Fuentes antropognicas 4.5.2 Fuentes naturales 4.5.3 Modelos de dispersin

CAPTULO V SUSTITUCIN DE COMBUSTIBLE Y CAMBIOS TECNOLGICOS EN EL SECTOR PRODUCTOR DE ENERGA

5.1 Evaluacin privada 5.1.1 Cambio de combustleo por gas natural 5.1.2 Intercambio de equipo actual por otro con nueva tecnologa

5.2 Evaluacin social 5.2.1 Intercambio de combustible 5.2.2 Intercambio del equipo actual por otro con nueva tecnologa

CAPTULO VI ANLISIS DE ALTERNATIVAS PARA REDUCIR LA EMISIN DE CONTAMINANTES POR FUENTES MVILES

6.1 Antecedentes 6.2 Anlisis de alternativas para reducir la emisin de contaminantes

6.2.1 Eliminacin de unidades contaminantes 6.2.2 Mejoramiento de la calidad de los combustibles 6.2.3 Sustitucin de combustibles 6.2.4 Diseo de tecnologas menos contaminantes 6.2.5 Alternativas de impuestos

6.3 Conclusiones CAPTULO VII ESTABLECIMIENTO DE UN MERCADO DE BONOS DE EMISIN 7.1 Implementacin en el AMM 7.2 Asignacin 7.3 Criterio de decisin 7.4 Resultados esperados 7.5 Costos asociados al programa 7.6 Consideraciones 7.7 Alcance del esquema

7.8 Simulacin numrica CAPTULO VIII INCORPORACIN DE UNA VARIABLE AMBIENTAL PARA PROYECTOS

DE PAVIMENTACIN DE CALLES EN EL AMM 8.1 Metodologa

8.1.1 Antecedentes generales 8.1.2 Estimacin de reduccin de emisiones de partculas

CAPTULO IX CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y LIMITACIONES 9.1 Conclusiones

9.1.1 Fuentes antropognicas 9.1.2 Fuentes naturales

9.2 Recomendaciones 9.3 Limitaciones

9.3.1 Composicin de los combustibles 9.3.2 Composicin de emisiones segn su fuente de emisin 9.3.3 Estudios del medio ambiente

ANEXOS

ANEXO 1 Clasificacin de partculas contaminantes ANEXO 2 Estimacin de las emisiones de fuentes fijas por gas natural, 1995 ANEXO 3 Estimacin de emisin de contaminantes al aire por el sector industrial y productor

de energa ANEXO 4 Estimacin de las emisiones de contaminantes por consumo de combustleo ANEXO 5 Estimacin de porcentajes de contribucin de combustleo y gas natural en las

emisiones totales por su consumo, 1995 ANEXO 6 Emisin por quema de combustible ANEXO 7 Emisin con combustibles alternos ANEXO 8 Estimacin de emisiones por fuentes mviles ANEXO 9A Estimacin de las emisiones de NOx por vehculo y modelo ANEXO 9B Reduccin de emisiones por avances tecnolgicos ANEXO 10 Estimacin de las emisiones de fuentes mviles en base a su factor de emisin y

su consumo de combustible ANEXO 11 Clculo de contribuciones de fuentes fijas y mviles a la emisin de contaminantes ANEXO 12 Estimacin de la reduccin de emisiones por el intercambio de combustibles ANEXO 13 Costos actuales de generacin de energa en base a combustleo y gas natural ANEXO 14A Costos de generacin de energa en base a gas natural ANEXO 14B Costos de generacin de energa en base a gas natural ANEXO 15 Sustitucin de equipo cambio tecnolgico

ANEXO 16 Clculo de los incrementos en costos y beneficios por la sustitucin de combustleo por gas natural

ANEXO 17 Estimacin de los beneficios por disminucin de costos de salud, derivados de la posible reduccin en el nivel de concentracin de contaminante pm-10 (microgramos por metro cbico) en el aire

ANEXO 18 Clculo de los incrementos en costos y beneficios derivados del proyecto de cambio tecnolgico

ANEXO 19 Dependencias encargadas del medio ambiente ANEXO 20 Inventario de automviles privados en el AMM ANEXO 21 Estimacin de impuesto por contaminacin y programa de verificacin para autos

marca NISSAN, tipo SEDN austero ANEXO 22 Comentarios panel evaluador GLOSARIO DE TRMINOS ABREVIATURAS BIBLIOGRAFA

GLOSARIO DE TRMINOS Ambiente.- Conjunto de elementos naturales o inducidos por el hombre que interactan en un espacio y tiempo determinado. Aprovechamiento racional.- Es la utilizacin de los elementos naturales en forma que resulte eficiente, socialmente til y procure su preservacin y la del ambiente. reas naturales de inters social.- Las zonas del municipio no consideradas estatales o federales en que los ambientes originales no han sido significativamente alterados por las actividades del hombre y que por consiguiente quedan sujetas a proteccin. Compuestos con azufre.- SO2 bixido de azufre. Contaminacin visual.- Es el desorden producido por desperdicios en reas pblicas incluyendo mal manejo de gravados en monumentos, edificios, casas, etc. As como el que producen los anuncios publicitarios en nmero excesivo, mal colocados que obstruyen la visibilidad o que alteren la fisonoma urbana o natural. Contaminacin.- La contaminacin del aire, puede ser definida como la presencia en la atmsfera de uno o ms contaminantes o de cualquier combinacin de ellos que causen desequilibrio ecolgico. Contaminante.- Toda materia o energa en cualquiera de sus estados fsicos y formas, que al incorporarse, o acten en la biosfera, agua, suelo, flora, fauna o cualquier elemento natural que altere o modifique la composicin natural. Contaminantes primarios.- Son los emitidos por emisores fijos, fbricas y automviles. Contaminantes secundarios.- Se forman en la atmsfera por reaccin qumica entre los contaminantes primarios se incluye el ozono. Contingencia ambiental.- Es toda aquella situacin de riesgo, derivada de actividades humanas y fenmenos naturales que puedan poner en peligro la integridad de uno o ms ecosistemas. Control.- Son todos aquellos actos tendientes a lograr la preservacin ecolgica y que incluyen la inspeccin, la vigilancia y aplicacin de las medidas necesarias para el cumplimiento de este ordenamiento y de ms leyes aplicables. Ecosistema.- Es la unidad bsica fundamental de interaccin de los organismos vivos entre s, y de stos con el ambiente en un espacio y tiempo determinado. Educacin ecolgica.- Son todos aquellos programas educativos continuos referentes a la ecologa donde se modelen conductas sanas encaminadas a respetar el medio en que vivimos. Elemento natural.- Los elementos fsicos, qumicos y biolgicos que se presentan en un tiempo y lugar determinado sin la induccin de las personas. Emergencia ecolgica.- Situacin derivada de las actividades humanas o fenmenos naturales que al afectar severamente sus elementos, pone en peligro los ecosistemas. Emisin.- Descarga directa o indirecta a la atmsfera de toda sustancia, en cualquiera de sus estados fsicos o de energa. Equilibrio ecolgico.- Relacin de interdependencia entre los elementos que conforman el ambiente que hace posible la existencia, transformacin y desarrollo de la persona y dems seres vivos. Fuente fija.- Toda instalacin establecida en un solo lugar. Fuente mvil.- Equipo y maquinarias no fijos. Hidrocarburos oxigenados.- Son vapores emitidos a la atmsfera por manipulacin de la gasolina, rociado de pintura, entre otros. Son cancergenos. Inmisin.- La entrada de aire a los pulmones.

Morbilidad.- Porcin de enfermos en lugar y tiempo determinado. Monxido de carbono.- Molcula de oxgeno y carbono, producto de la combustin incompleta de los motores y es arrojado por los escapes de los autos. xidos de carbono.- El bixido de carbono CO2 es producto de quemar carbn, petrleo, una propiedad es que absorbe la radiacin.

RESUMEN EJECUTIVO Y CONCLUSIONES 1. Definicin y objetivo del proyecto El rea Metropolitana de Monterrey (AMM) constituye el centro de la actividad industrial y

econmica del Estado de Nuevo Len, y su concentracin urbana ha generado los problemas propios de un rea industrial, entre ellos, la contaminacin del aire, ocasionando con esto una preocupacin tanto para las autoridades como para la sociedad.

El diagnstico de la condicin ambiental del aire en el AMM muestra que efectivamente la contaminacin es un problema para la sociedad. El nmero de horas sobre la norma de calidad del aire se duplic en 1994 con 1,368 horas comparado con 1993 con 628 hrs.; las horas (345 hrs.) sobre la norma de 1995 sufrieron una baja considerable lo que se estima fue provocado por el cierre de industrias y la baja inversin en la obra pblica. Derivado de este diagnstico, surge la idea de realizar un proyecto con el objetivo de analizar medidas para reducir las emisiones al aire, cuyo anlisis econmico demuestre la conveniencia para la sociedad de su materializacin. El grado de profundidad del anlisis de cada medida vara en funcin del nivel de informacin disponible, la cual es restringida. Al respecto, las principales limitantes observadas para la elaboracin del estudio fue la falta de informacin sobre los efectos de los contaminantes a la sociedad, as como el comportamiento de stos una vez que se encuentran en la atmsfera de la regin de estudio. En este sentido se carece de estudios de barrido ambiental, as como de modelos de dispersin de contaminantes para el AMM que permitan establecer la relacin entre emisiones e inmisiones. En razn de ello, el trabajo se centrar en el anlisis de las emisiones de contaminantes.

2. Situacin actual El rea Metropolitana de Monterrey (AMM) cuenta con aproximadamente 2,800,000

habitantes, y ocupa 3,623.4 kilmetros cuadrados, el 5.6% del territorio estatal cuya superficie comprende 9 de los 51 municipios que lo integran.

Se estima que operan en el Estado 8,892 empresas industriales, de las cuales el 96.8% estn establecidas en el AMM. Asimismo, se considera que el inventario de parque vehicular asciende a 698,000 unidades, provocando con esto que la contaminacin al aire no sea provocada por la magnitud de las emisiones, sino porque stas se concentran en pequeas reas del medio ambiente circunscrito a los centros urbanos.

Por otra parte, el medio fsico del AMM dificulta la diseminacin de contaminantes; se caracteriza por tener vientos dominantes provenientes del este y sureste en el

verano, es decir del municipio de Guadalupe hacia el municipio de Santa Catarina; situacin que cambia en la poca invernal en la cual los vientos provienen del

noreste, es decir del municipio de San Nicols hacia Santa Catarina, lo que nos seala hacia dnde son arrastrados los contaminantes por accin elica. Durante el ao, los vientos registran una velocidad promedio entre 4 y 15 km/hr, (se considera

que un nivel de 25 km/hr resultara ptimo para una fcil dispersin de los contaminantes), los cuales, al chocar con la Sierra Madre Oriental y el Cerro de la

Silla bajan an ms su velocidad, provocando que los contaminantes queden atrapados en la zona. El clima es semiseco y clido lo que explica que la

precipitacin pluvial sea escasa (623.5 mm en promedio por ao) y temperaturas que alcanzan los 40C en verano y hasta -2C en el invierno.

En funcin de la concentracin de fuentes de emisin y las caractersticas climticas de la zona, se puede delinear la problemtica ambiental del AMM. En este sentido, la emisin de contaminantes al aire en el AMM se realiza por dos tipos de fuentes: antropognicas, que a su vez se dividen en fijas y mviles, y naturales. Las fijas corresponden a los sectores industrial y de generacin de energa; y las mviles a unidades de transporte; las

naturales son terrenos talados en los cuales no se han realizado obra alguna, tal es el caso del rea correspondiente al ro Santa Catarina cuya superficie est compuesta de tierra suelta lo que contribuye a la contaminacin del aire debido a que el viento eleva partculas.

Las fuentes fijas bsicamente contaminan por la quema de combustibles que utilizan para sus procesos. En el AMM se utilizan principalmente dos tipos: combustleo y gas natural. Como se observa en el cuadro 1, el combustleo contribuye con ms del 95% de los contaminantes emitidos por fuentes fijas.

Cuadro 1 Emisin de contaminantes por consumo de combustibles en el AMM (Tns/ao, 1995)

Combustible Consumo (m3/ao)

PST CO NOx SO2

Combustleo 919,836 21,524 125,098 20,328 51,235 Gas Natural 123,681,483 138 303 556 1,051 Total 124,601,319 21,663 125,401 20,884 52,286

PST: partculas suspendidas totales NOx : xidos de nitrgeno CO : monxido de carbono SO2 : bixido de azufre Fuente: Elaboracin en base a factores de emisin obtenidos de tesis Estimacin de las

emisiones a la atmsfera por quema de combustibles en AMM, ITESM, Romo, Nlida, 1994. Consumo de combustibles proporcionados por PEMEX, Gerencia Comercial Zona Norte, estadsticas de ventas.

Para el caso de fuentes mviles, las emisiones se deben a la baja eficiencia en la quema de combustibles (gasolina y diesel) que utilizan las unidades de transporte y la incierta calidad de los mismos. En el cuadro 2 se observan las emisiones estimadas. Cuadro 2 Emisin de contaminantes por tipo de fuente mvil en el AMM (Tns/ao, 1995)

Transporte PST CO NOx SO2 HC Carga 1,647 12,358 13,682 8,551 5,079 Pasaje 69 30,632 533 114 2,854 Automviles 2,068 251,988 10,480 560 10,459 Total 3,784 294,979 24,695 9,225 18,392

Fuente: Elaboracin en base a factores de emisin obtenidos de tesis Estimacin de las emisiones a la atmsfera por quema de combustibles en AMM, ITESM, Romo, Nlida, 1994. Consumo de combustibles proporcionados por PEMEX, Gerencia Comercial Zona Norte, estadsticas de ventas.

El cuadro 3 sintetiza la participacin de las fuentes fijas y mviles en la emisin de contaminantes, cuya suma constituye la emisin por fuentes antropognicas.

Cuadro 3 Emisin de contaminantes por fuentes antropognicas en el AMM (Participacin porcentual, 1995)

Fuentes PST CO NOx SO2 Fijas 85.1 29.8 45.8 85.0 Mviles 14.9 70.2 54.2 15.0 Total 100.0 100.0 100.0 100.0

Fuente: Elaboracin en base a factores de emisin obtenidos de tesis Estimacin de las emisiones a la atmsfera por quema de combustibles en AMM, ITESM, Romo, Nlida, 1994. Consumo de combustibles proporcionados por PEMEX, Gerencia Comercial Zona Norte, estadsticas de ventas.

De las fuentes naturales se han considerado como fuentes de emisin de partculas, el rea del cauce del ro Santa Catarina que atraviesa la ciudad de Monterrey de este a oeste, las vialidades sin pavimento, las colonias y lotes baldos carentes de drenaje sanitario provocando el defecamiento al aire libre, y fuentes externas cuyas partculas viajan y se suspenden en el aire que cubre el AMM. La participacin de emisiones de cada una de stas tambin se desconoce por la carencia de un estudio de caracterizacin de partculas que estime los volmenes emitidos. Con el fin de generar informacin sobre los niveles de contaminantes en el AMM, la Subsecretara de Ecologa del Gobierno del Estado, estableci a finales de 1992 el Sistema Integral de Monitoreo Ambiental (SIMA) que consta de cinco estaciones de monitoreo fijas y dos mviles, con las cuales a partir de enero de 1993 se han medido las inmisiones de cinco contaminantes: PM-10 (partculas menores a 10 micras), CO, NOx, SO2 y O3 (ozono). Las PM-10, que son una parte de las PST (partculas suspendidas totales), no pueden ser retenidas por la mucosa nasal del ser humano; el CO, los NOx y el SO2 son gases primarios y el O3 es un gas secundario formado por reaccin qumica en la atmsfera en presencia de luz solar. Para evaluar la calidad del aire y su impacto en la salud se implement el ndice Metropolitano de la Calidad del Aire (IMECA), que fija un nivel de 100 unidades como norma de calidad del aire adecuada para el hombre. Este ndice homogeneiza el nivel de dao causado por los contaminantes a la salud. De las mediciones realizadas por el SIMA para el reporte de los IMECAS de cada contaminante se desprende el cuadro 4, en el cual se muestra que los contaminantes que han rebasado la norma de calidad del aire son: PM-10, NOx y el O3, aunque este ltimo no se considera relevante debido a que no ha sido significativo el nmero de horas sobre la norma respecto a los primeros dos.

Cuadro 4 Horas y meses sobre la norma de los contaminantes en el AMM (1993-1995) Ao PM-10 CO NOx SOx O3 TOTAL

Horas sobre la norma 1993 439 0 110 0 79 628 1994 1227 0 108 0 33 1368

1995a 249 3 87 0 6 345

Nmero de meses en que se super la norma 1993 8 0 6 0 10 1994 11 0 6 0 11

1995a 4 1 1 0 4

Fuente: Subsecretara de Ecologa, Informe de Monitoreo Atmosfrico, (Monterrey, N.L.) a/ Datos a octubre de 1995.

De la informacin analizada hasta este punto se pueden desprender las siguientes consideraciones: PM-10 y NOx son los contaminantes que causan problema en el AMM. Por falta de un estudio de partculas no es posible determinar el grado de

participacin en las emisiones de PM-10 de las fuentes que las emiten. La quema de combustible utilizado en las fuentes fijas y las fuentes mviles es una

de las principales causas de emisin de NOx. 3. Definicin y evaluacin de proyectos

En funcin de las principales fuentes de emisin de PM-10 y NOx se han identificado una serie de proyectos que sera conveniente evaluar, ya que coadyuvan a reducir los niveles actuales de emisin de estos contaminantes en el AMM. Sin embargo, dadas las limitantes de informacin y tiempo, aunado al criterio de seleccin da como resultado el anlisis de los siguientes proyectos. La seleccin de proyectos a analizar o evaluar parte de la premisa que sern aquellos que de implementarse ocasionarn un impacto considerable en la reduccin de emisiones, contribuyendo as con el objetivo del presente estudio al tiempo que se busca impacten en la mejora de la calidad del aire en la zona de estudio. 3.1 Cambio de combustleo por gas natural

a) Definicin La utilizacin de combustleo para la generacin de energa y calor en el AMM trae

consigo una alta emisin de contaminantes al aire, por tal motivo se propone la sustitucin del uso de combustleo por gas natural.

b) Impacto La realizacin del cambio de combustibles generara como resultado una disminucin en la emisin de contaminantes (NOx, CO, PST, SO2) en el AMM, tal y como se muestra en el cuadro 5. Para estimar estas reducciones se tomaron en cuenta las capacidades calorficas de ambos combustibles, para de esta forma calcular que cantidad de gas natural se requiere para sustituir los

niveles actuales de consumo de combustleo y alcanzar la misma generacin de calor. Cuadro 5 Reduccin de emisiones por el intercambio de combustleo por gas

natural (ton/ao/1995) Fuente PST CO NOx SO2

Combustleo 21,524 125,098 20,328 51,235 Emisin al utilizar gas natural

Industria 575 1,726 708 325 Energa 148 167 5,936 4,307 Total 723 1,893 6,644 4,632

Reduccin de emisiones Emisin 20,801 123,205 13,684 46,603 Porcentaje 97 98 67 91 Fuente: Elaboracin en base a factores de emisin obtenidos de tesis

Estimacin de las emisiones a la atmsfera por quema de combustibles en AMM, ITESM, Romo, Nlida, 1994. Consumo de combustibles proporcionados por PEMEX, Gerencia Comercial Zona Norte, estadsticas de ventas.

c) Evaluacin La evaluacin se efecta de acuerdo a los datos proporcionados por una sola empresa. Los beneficios privados consisten en los ahorros de costos y el incremento en la oferta de vapor que representa el uso de gas natural en lugar de combustleo y en el aprovechamiento del tiempo liberado por menor tiempo de mantenimiento que se da por uso de gas natural, adicionalmente hay posibles beneficios por imagen, al ser menos contaminante. Los beneficios netos que se generan por la alternativa de utilizar slo gas natural surgen por el incremento en la oferta de vapor en $2301,685 menos el incremento en los costos por $1667,440 lo cual representa un ahorro de $634,246 pesos. Si adems se considera la utilizacin del tiempo muerto de las mquinas a las que se tena que dar el mantenimiento por utilizar combustleo (3 das al ao), se generan beneficios totales por incremento de produccin de $ 628,020 aproximadamente. Es importante hacer notar que la inversin inicial en estas alternativas es cero, ya que se cuenta en la actualidad con la infraestructura que se requiere para el cambio. Tomando en cuenta estas consideraciones puede observarse que resulta

conveniente efectuar el cambio de combustleo por gas natural, si no existieran las restricciones administrativas actuales, es por esto que se

sugiere que se quiten estas restricciones para que el proyecto se realice. Para efectuar una evaluacin social de esta medida se requiere agregar los cambios favorables en la salud de las personas como consecuencia de la disminucin en los niveles de inmisin y cuantificar estos beneficios a una tasa de descuento social. Por lo que la rentabilidad social debe ser an mayor. Se estimaron ciertos beneficios (presumiblemente atribuibles al proyecto) en caso de reducirse los niveles actuales de inmisin de PM-10.

3.2 Cambio de combustleo por gas natural con nueva tecnologa a) Definicin

La instalacin de equipo ms eficiente (se requiere menor uso de combustible para generar la misma energa) permitir, con un consumo

menor de combustible, generar mayor cantidad de calor a la vez que disminuir la emisin de contaminantes. En esta alternativa s se incurren en costos de inversin, por lo que se realiza la siguiente evaluacin para

determinar la rentabilidad del proyecto. b) Impacto

La realizacin del cambio de combustibles y la incorporacin de tecnologa moderna generara como resultado una disminucin en la emisin de contaminantes por el incremento en la eficiencia de los

procesos. c) Evaluacin

La capacidad a instalar es de 40 mega-watts (MW), lo que representa casi la capacidad actual. La inversin inicial por la adquisicin de este equipo

es aproximadamente $750,000 dlares/MW lo cual dara un total de $240000,000 de pesos, considerando un tipo de cambio de $7.50.

Los beneficios estimados que se obtendran seran bsicamente en ahorro por consumo de combustible, ya que para producir una misma cantidad de energa, van a requerir la mitad de combustible debido a la eficiencia del equipo (54%, vs. 27% del equipo actual). Ver cuadro 6, en donde se puede observar que el proyecto resulta rentable para la empresa. Cuadro 6 Evaluacin privada del cambio tecnolgico (pesos de enero de 1996)

Concepto Monto Beneficios anuales por incremento de oferta $ 3,037,172 Beneficio por ahorro de consumo de combustible $ 26,899,957 Beneficios anuales totales $ 29,937,956 Inversin inicial $ 240,000,000 VPN (r=11.06%, n=25) $ 11,022,469

Fuente: Elaborado en base a informacin proporcionada por la empresa en estudio.

En lo que respecta a la evaluacin social, el anlisis se altera al utilizar una tasa de descuento y un tipo de cambio social, lo que modifica el monto de inversin y el valor presente de los beneficios y costos, ver cuadro 7.

Cuadro 7 Evaluacin social del cambio tecnolgico (pesos de enero de 1996) Concepto Monto

Beneficio por liberacin de recursos $26899,956.87 Beneficio por mayor consumo (incremento de oferta) $ 3037,172.73 Beneficios anuales totales $29937,129.60

Costos de inversin inicial Compra de equipo $ 181474,480 VPN (r=18%, n=25) - 17811,011

Fuente: Elaborado en base a informacin proporcionada por la empresa en estudio

En este caso, al incorporar los posibles beneficios por salud, sera rentable si la calidad del aire para PM-10 pasa de un promedio de 145 IMECAS a otro por debajo de los 126 (en un escenario medio).

3.3 Anlisis de alternativas para reducir la emisin de contaminantes por fuentes mviles a) Definicin

La creacin de un mecanismo de incentivos para renovar el parque vehicular busca generar, a travs de variables de precios en el mercado, las seales econmicas adecuadas que lleven a la sustitucin de los vehculos viejos por otros menos contaminantes. Al mismo tiempo, se busca generar alternativas que internalicen los costos sociales originados por el consumo de vehculos contaminantes.

b) Proyectos propuestos i) Eliminacin de unidades contaminantes ii) Mejoramiento de la calidad de los combustibles iii) Sustitucin de combustibles iv) Diseo de tecnologas menos contaminantes v) Alternativas de impuestos

Impuesto a los combustibles Impuesto a la circulacin en zonas de alta congestin Impuesto a las emisiones

Los factores principales que inciden en los niveles de emisin por parte de las fuentes mviles son el nmero total de unidades del parque vehicular, los factores promedio de emisin de los vehculos y los kilmetros recorridos. Es por ello que los proyectos propuestos buscan incidir sobre alguno(s) de dichos factores.

3.4 Establecimiento de un mercado de bonos de emisin. El establecimiento de un mercado de bonos transables de emisin de contaminantes en el AMM, consiste en delimitar un nivel mximo de emisin de contaminantes para las industrias en la zona. De este modo, las empresas debern evaluar la conveniencia de emitir contaminantes de acuerdo al monto asignado o bien, invertir en equipos para reducir sus emisiones a la vez que vende en el mercado el equivalente a otras empresas que requieran los bonos.

Una condicin para el establecimiento de un mercado de bonos de emisin, es un estudio o modelo de dispersin de contaminantes para el AMM, ya que as podr determinarse el efecto neto de las emisiones para cuantificar las fuentes emisoras y su impacto en el rea de anlisis, para poder determinar el destino final de las emisiones. Una vez efectuado el cambio propuesto sobre el uso de combustibles, se identificarn cuatro sectores como los ms contaminantes de acuerdo a factores de emisin sobre consumo de combustibles, siendo los siguientes: i) Cemento ii) Industria bsica del hierro y acero iii) Produccin de energa iv) Otras industrias (15 aprox.) De este modo, el esquema de partida debe contemplar a estas empresas, ya que representarn arriba del 90% de las emisiones por fuentes fijas en el AMM. La asignacin de bonos se sugiere sea gratuita con un cargo extra que represente un ingreso para la autoridad reguladora. Las empresas interactuantes en el mercado s debern pagar el precio fijado para cada bono. En materia de costos de transaccin y de monitoreo para el cumplimiento de los niveles de emisin se contempla lo siguiente: Para reducir los costos de transaccin debe haber informacin pblica sobre los precios de los bonos, ya que se minimizan los costos por negociaciones bilaterales, a la vez que las empresas pueden establecer un horizonte de planeacin en base a la tendencia que muestren los precios de los bonos en el mercado. En cuanto a control, se sugiere que sean las mismas empresas las que comprueben mediante auditoras que estn cumpliendo con los niveles de emisin adquiridos, aunque esto debe acompaarse de un eficaz sistema de castigo para aquellas industrias que fuesen sorprendidas falseando informacin. Este mecanismo de control de emisiones puede asegurar el crecimiento econmico del AMM, de manera ordenada y manteniendo un nivel de calidad del aire adecuado a las normas mexicanas.

3.5 Incorporacin de una variable ambiental para proyectos de pavimentacin de calles en el AMM a) Definicin

La generacin de partculas (PM-10) debido a la falta de pavimentacin y urbanizacin de ciertas zonas en el AMM contribuyen a la contaminacin, dado que la pavimentacin de calles es un programa de inversin regular a nivel Municipal, se ha estimado conveniente sugerir que se incorpore una variable de impacto ambiental o indicador en el proceso de priorizacin y eleccin de las reas a pavimentar y urbanizar. Cabe hacer mencin que parte de los polvos est compuesta por heces fecales causantes principales de enfermedades y muerte por enfermedades gastrointestinales que ocupan el mayor nmero de camas en los hospitales, tanto en Monterrey como en el pas. Por tanto se sugiere un procedimiento para ello, con lo cual se incorporar como variable de decisin el costo por contaminar para evitar enfermedades.

b) Impacto Los beneficios de pavimentar se veran reflejados en el ahorro en tiempo de

transporte, menores gastos de operacin y mantenimiento de los vehculos, menos enfermedades, menor ensuciamiento de casas y estructuras.

c) Evaluacin La reduccin en la emisin de partculas est calculada sobre la base de un factor de emisin elaborado por la EPA (Agencia de Proteccin al Ambiente, por sus siglas en ingls), el cual toma en cuenta trfico vehicular, velocidad de circulacin, cantidad de material fino en el suelo y humedad de la superficie. El AMM tiene una superficie urbanizada de 38,675 hectreas, conformada por ms de 1,300 colonias, de las cuales, alrededor de 600 hectreas son las que requieren pavimentacin. Esto nos indica que ms del 96% del AMM ya cuenta con la pavimentacin. El costo de este proyecto sera slo el estudio a realizar del aporte a la contaminacin por PM-10 de las diferentes reas y calles no pavimentadas, las cuales deben contraponerse con los beneficios por menor contaminacin. An cuando no se dispone de informacin cuantitativa, estimaciones a nivel primario muestran que este es un proyecto socialmente rentable.

4. Conclusiones La finalidad del proyecto ha sido hacer una evaluacin econmica de diferentes alternativas que ayuden a reducir las emisiones de contaminantes al aire, con el objetivo que esto redunde en una mejora en la calidad del aire en el AMM. Se apunt que la contaminacin ya representa un problema para la ciudad y su zona metropolitana, por lo que de no tomarse decisiones en el corto plazo con el fin antes planteado, el panorama no resulta halagador, debido a las tendencias naturales de crecimiento urbano de la zona. De este modo, la evaluacin socioeconmica de las medidas analizadas resulta fundamental para la toma de decisiones en materia de calidad ambiental, ya que como se ha observado, la problemtica es compleja y abarca las ramas de ingeniera, economa, sociologa, epidemiologa y qumica-ambiental, ya que las externalidades afectan a todos y para proponer una solucin que nos lleve a un ptimo paretiano requiere el adecuado anlisis de todas la variables involucradas. Aqu la conveniencia ineludible de seguir estudiando el tema y atacar el problema desde diferentes campos de investigacin y desarrollo.

En este sentido, el anlisis de las medidas lleva a sugerir la realizacin de estudios de factibilidad de los esquemas planteados, y efectuar los estudios que sean convenientes para poder cuantificar los beneficios marginales sociales de instrumentar estas polticas. Sin embargo, los resultados aqu mostrados permiten sugerir la realizacin de las medidas analizadas, ya que se obtendran beneficios netos positivos para la comunidad del AMM.

CAPTULO I ASPECTOS FSICOS, DEMOGRFICOS Y ECONMICOS DEL REA METROPOLITANA DE MONTERREY (AMM) 1.1 Aspectos fsicos

1.1.1. Localizacin y extensin territorial Nuevo Len, Estado cuya capital es la ciudad de Monterrey se localiza al

noreste de la ciudad de Mxico como se muestra en el mapa N 1.1; comprende 64,555 kilmetros cuadrados, el 3.3% de la superficie del pas.

Colinda al norte con los Estados de Coahuila y Tamaulipas y Estados Unidos de Amrica; al este con el Estado de Tamaulipas; al sur con el Estado de

Tamaulipas y el Estado de San Luis Potos y al oeste con los Estados de San Luis Potos, Zacatecas y Coahuila.1

Mapa 1.1 Repblica Mexicana Al estado de Nuevo Len lo integran 51 municipios, que para efectos de la

actividad gubernamental se han agrupado en 6 regiones econmicas denominadas:

i) rea Metropolitana de Monterrey (AMM) ii) Centro Perifrico iii) Noroeste iv) Noreste v) Citrcola

1 INEGI, Anuario Estadstico del Estado de Nuevo Len , Edicin 1993 (Mxico,

1994), pg. 3. SECRETARA DE GOBERNACIN y Gobierno del Estado de Nuevo Len, Los Municipios de Nuevo Len, (Monterrey, N.L. 1988), pg. 14.

Nuevo Len

Cd. de Mxico

vi) Sur El AMM est conformada por los siguientes municipios2:

i) Apodaca ii) Escobedo iii) Garca iv) Garza Garca v) Guadalupe vi) Jurez vii) Monterrey viii) San Nicols ix) Santa Catarina

La superficie que conforma el AMM, es de 3,623.4 kilmetros cuadrados, el 5.6% de la superficie estatal. El mapa 1.2 muestra la ubicacin y dimensin del AMM.

2 CMARA DE LA INDUSTRIA DE LA TRANSFORMACIN NUEVO LEN e

INSTITUTO TECNOLGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY, Nuevo Len ante el Reto del Futuro, Tomo 1, (ITESM, Monterrey, N.L., 1993).

Santa Catarina

Escobedo

ApodacaSan Nicols

Guadalupe

Garza GarcaMonterrey

Jurez

Garca

Mapa 1.2 Estado de Nuevo Len y AMM 1.1.2 Geografa y topografa

La Sierra Madre Oriental y el Cerro de la Silla forman parte del escenario natural del AMM. Otras variables geogrficas como el relieve, suelos,

humedad, clima y vegetacin constituyen las condiciones ambientales o naturales que determinan la direccin y expansin de la mancha urbana y su

potencialidad de crecimiento. El AMM se encuentra delimitada al sur por la Sierra Madre Oriental con elevaciones

superiores a 2,400 m.s.n.m. y otras entre 1,900 y 2,200 m.s.n.m. y el Cerro de la Silla con elevaciones entre 1,200 y 1,800 m.s.n.m., al norte por el Ro Pesquera, al este por los lmites del Municipio de Jurez y al oeste por el Cerro de las Mitras con elevaciones entre 1,900 y 2,000 m.s.n.m. Parte de la superficie urbana del AMM se asienta entre lomas y montaas que forman valles menores, como el de Santa Catarina, San Agustn, El Huajuco, Las Cumbres y El Topo, el resto de la mancha urbana se encuentra en la planicie de la Llanura Costera del Noreste.

1.1.3 Vientos predominantes En el verano predominan los vientos del este, que al chocar con la Sierra Madre Oriental producen precipitacin, provocando escasas lluvias en junio. Durante el verano y hasta principios de otoo los vientos del sureste de origen ciclnico provocan las precipitaciones mayores del ao, relativas al mes de septiembre. A finales de otoo inicia la corriente de vientos del oeste, de menor humedad que imprimen un clima de sequedad en la regin, lo cual dura hasta la primavera, aunque durante el invierno se presentan los vientos llamados nortes, que son corrientes de aire fro generadas en el centro norte de Estados Unidos, Canad e

incluso de la zona polar.3 La figura 1.1 muestra la circulacin de los vientos del este y sureste, que representan el 65% del total en el ao.

Figura 1.1 Vientos predominantes en el AMM Respecto a la velocidad de los vientos, el cuadro 1.1 registra los promedios por zona

para el AMM. Se observa que en el invierno (diciembre - marzo), la velocidad promedio es la ms baja en el ao, (menor a 4 km/hr.); crece en primavera y alcanza su mxima velocidad en verano, (principalmente en el mes de junio, hasta 14 kms/hr.); y decrece en el otoo.

3 LEAL, Javier y LIMN, Benjamn, Climatologa e Hidrologa en, Atlas de

Monterrey, (Monterrey, N.L., Gobierno del Estado de Nuevo Len, Universidad Autnoma del Estado de Nuevo Len, Instituto de Estudios Urbanos de Nuevo Len, Colegio de Mxico, 1995), pgs. 50-55.

Cuadro 1.1 Velocidad promedio de los vientos por zona en el AMM (Km/hr., 1995) Mes Zona AMM

Sureste Noreste Centro Noroeste Suroeste Promedio Ene 3.45 3.10 2.50 1.89 2.81 2.75 Feb 3.94 3.35 2.75 3.17 3.54 3.35 Mar 6.72 5.29 4.62 4.41 5.42 5.29 Abr 9.61 7.05 5.58 7.64 7.30 7.43 May 11.16 8.16 6.42 8.98 8.49 8.64 Jun 14.07 10.69 7.77 12.23 11.32 11.21 Jul 11.31 9.10 6.59 9.93 9.26 9.24 Ago 8.59 7.38 5.70 8.02 7.82 7.50 Sep 8.70 6.84 5.20 7.66 6.97 7.07 Oct 4.03 4.33 2.80 4.10 4.21 3.89 Nov 3.55 4.07 3.47 2.86 4.42 3.67 Dic 2.55 2.96 2.78 1.68 3.80 2.75

Anual 7.31 6.03 4.68 6.05 6.28 6.07

Fuente: SUBSECRETARA DE ECOLOGA., Informe de monitoreo atmosfrico, (Monterrey, N.L, 1995).

Como se observa en la grfica 1.1, los registros promedios mensuales de velocidad del viento forman una campana que crece entre enero y junio; y decrece hasta alcanzar su nivel inferior en diciembre.

Grfica 1.1 Velocidad promedio de los vientos por zona en el AMM, 1995 (Subsecretara de Ecologa., Informe de monitoreo atmosfrico, Monterrey, N.L, 1995).

2.753.35

5.29

7.438.64

11.21

9.24

7.5 7.07

3.893.672.75

0

2

4

6

8

10

12

Ene Mar May Jul Sep Nov

Km/h

r

1.1.4. Temperatura En el AMM, predomina el clima semiseco con variaciones de semiclido, clido y muy

clido, excepto en una porcin del municipio de Garza Garca que por ser zona boscosa y de mayor altitud respecto del resto del territorio presenta un clima semifro subhmedo. Las temperaturas registradas en el AMM se establecen entre -2C y 45C, con promedio anual de 22C. La grfica 1.2 muestra el comportamiento de la temperatura mxima, mnima y promedio en 1995, donde se observa que el mes de mayo es el que present el registro mximo, por encima de los 40 grados centgrados, aunque en promedio, los meses ms clidos son julio y agosto correspondientes al verano, mientras que en el invierno (diciembre y enero) se obtuvieron los registros menores.

Grfica 1.2 Temperatura mensual promedio en el AMM (Grados Centgrados,1995 (Subsecretara de Ecologa., Informe de monitoreo atmosfrico, Monterrey, N.L., 1995).

1.1.5. Precipitacin pluvial En el AMM, el periodo de mayor precipitacin durante el ao, corresponde al mes de

septiembre. El promedio anual de precipitacin pluvial es de 623.5 mm. segn cifras del Instituto Nacional de Estadstica Geografa e Informtica (INEGI).

En 1993 los meses que tuvieron mayor precipitacin fueron junio con 349.25 mm. y septiembre con 282.19 mm., los dems meses presentaron menos de 100 mm. siendo enero el de menor volumen con 2.79 mm. En 1994 septiembre fue el mes que tuvo mayor precipitacin con 177.8 mm., mientras que en el resto de los meses las lecturas registraron menos de 100 mm. correspondiendo al mes de julio la menor precipitacin con 9.65 mm. Por su parte en 1995 el mes de agosto fue el ms lluvioso con 258.32 mm., le sigui mayo con 119.63 mm y el resto registr menos de 100 mm; abril no tuvo precipitacin en ese ao.

Por ao la precipitacin acumulada fue de 925.07 mm para 1993 y de 721.61 para 1994, aos por encima del promedio, pero 1995 slo alcanz 573.01 mm. (sin contar el mes de diciembre por carecer del dato), ver grfica 1.3

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

45.00

Ene

Feb

Mar

Abr

May Jun Jul

Ago

Sep

Oct

No

v

Dic

mxima mnima promedio

Grfica 1.3 Precipitacin pluvial mensual en el AMM -milmetros,1993-1995- (Subsecretara de Ecologa., Informe de monitoreo atmosfrico, Monterrey, N.L.,1995).

1.2 Aspectos demogrficos y econmicos 1.2.1 Demografa4

En 1930 el Estado de Nuevo Len tuvo 417,497 habitantes; 60 aos despus (en 1990) su poblacin ascendi a 3,098,736 personas, es decir ms de 7 veces, lo que denota un elevado crecimiento de la poblacin. Los municipios que forman el AMM registraron para 1990 el 81.7 % de la poblacin total de la entidad federativa equivalente a 2,532,349 habitantes; de stos, 1,069,238 (42.2%) habitaron en el municipio de Monterrey, 535,560 (21.2%), en Guadalupe; 436,603 (17.2%) en San Nicols, y el complemento (19.4%) en los otros municipios que integran el AMM. Dadas estas concentraciones, se estima que ms de un milln quinientos mil personas realizan viajes en forma cotidiana, entendindose stos como el movimiento de por lo menos 500 metros de distancia entre el origen y el destino final. El nmero total de viajes diarios se ubica cerca de los 5.5 millones.

1.2.2 Actividad econmica El AMM concentra la actividad econmica del Estado ya que en ella se encuentran establecidas el 96.8% de la industria del Estado, el 84.9% de los establecimientos comerciales y el 85.5% de los relativos al sector servicios. El Estado de Nuevo Len en 1993 aport el 6.5% del Producto Interno Bruto (PIB) nacional; en la industria, su participacin fue de 7.8% del PIB sectorial nacional, cuyo subsector ms dinmico es el manufacturero que participa con el 9.4% del PIB.5

4 El anlisis de los aspectos demogrficos fueron realizados con base en

informacin derivada del INEGI, XI Censo de Poblacin y Vivienda 1990, Tomo I, Tomo II, Datos por Localidad/Integracin Territorial y Perfil Sociodemogrfico, (Mxico 1990).

5 Clculos regionales del PIB se basan en informacin de los Censos Econmicos

de periodicidad quincenal, inform el INEGI, mediante nota periodstica de El Norte-15A de fecha sbado 27 de enero de 1996.

ene

feb

mar ab

r

may jun ju

l

ago

sep

oct

nov dic

ene

feb

mar ab

r

may jun ju

l

ago

sep

oct

nov dic

ene

feb

mar ab

r

may jun ju

l

ago

sep

oct

nov

0

50

100

150

200

250

300

350

ene

feb

mar ab

r

may jun ju

l

ago

sep

oct

nov dic

ene

feb

mar ab

r

may jun ju

l

ago

sep

oct

nov dic

ene

feb

mar ab

r

may jun ju

l

ago

sep

oct

nov

1993 1994 1995

Dentro de la gama de productos que fabrica la industria se incluyen: alimentos y bebidas, textiles, artculos de piel, de madera y metlicos, qumicos bsicos, intermedios y otros orgnicos as como inorgnicos y electrnicos, adems de los productos de exportacin como minerales metlicos, no ferrosos y no metlicos, siderrgicos, qumica; de celulosa y papel, vidriera, cementera y metalmecnica. Para 1991, se estim en el Estado la existencia de 9,188 empresas industriales, de las cuales 8,892 correspondan al AMM, suma integrada por 145 grandes, 155 medianas, 1,083 pequeas y 7,509 micros.

1.2.3 Infraestructura6 a) Agua potable

Actualmente la red de distribucin da servicio al 96% de la poblacin. b) Drenaje sanitario

La cobertura actual es aproximadamente el 87% del total de la poblacin. c) Electricidad

Se cubre la demanda del 98.5% de la poblacin, del total de la energa elctrica la industria consume el 71%, el uso domstico 21% y el 8% restante el comercio, bombeo de agua y alumbrado.

d) Vialidad La demanda de vialidades pavimentadas se encuentra cubierta en un 96%

aproximadamente. Los municipios que presentan mayores reas viales carentes de pavimento son Santa Catarina con 560,000 m2 y Guadalupe con 325,000 m2.

CAPTULO II ASPECTOS TCNICOS SOBRE LA CONTAMINACIN DEL AIRE Para el presente estudio se ha considerado conveniente definir el concepto de contaminacin del aire, entendindose como la presencia en la atmsfera de una o ms sustancias o sus combinaciones, en cantidad y duracin tales que sean o tiendan a ser perjudiciales a la salud o al bienestar humano, la vida de los animales o de las plantas, o que interfieran en el goce de la vida o la propiedad.2

Los problemas de contaminacin surgen, no por la magnitud de las emisiones de origen antropognico, sino porque stas se concentran en pequeas reas del medio ambiente

circunscrito a los centros urbanos, donde se realizan las actividades diversas que las generan y la naturaleza mediante sus procesos meteorolgicos no logra diseminarlos, de tal

manera que ocasionan daos a la propia poblacin humana, la naturaleza misma y a la infraestructura de las ciudades.

Cabe destacar que la emisin de contaminantes, en general, propiciados por fuentes naturales es mayor que las originadas por fuentes antropognicas. 2.1 Origen de contaminantes en el aire

La atmsfera constantemente sufre cambios en su composicin, debido a la emisin de diversos compuestos. Estos compuestos provienen de dos fuentes:

i) Naturales: volcanes, polen, brisa del ocano, terrenos naturales (calles sin pavimentar y lotes baldos).

6 Datos obtenidos del Plan Estratgico del AMM 2020, Comisin de Desarrollo

Urbano del Estado de Nuevo Len, (Septiembre, 1995). 2 ROMO TIJERINA, NLIDA. Estimacin de las emisiones a la atmsfera por

quema de combustible en el AMM. (Tesis, ITESM Monterrey, N. L., 1994).

ii) Antropognicas: fuentes fijas (industriales, comerciales, residenciales, de energa y agricultura) y fuentes mviles (transporte).

Los contaminantes emitidos por estas fuentes a la atmsfera, se pueden dividir en: en gases y partculas. Cada una de estas divisiones comprende contaminantes primarios y secundarios.

Un contaminante primario, es aquel que es emitido directamente por cualquier proceso industrial o natural a la atmsfera y el contaminante secundario, es el que se forma en la atmsfera a partir de contaminantes primarios por reaccin qumica. En el anexo No. 1 se presenta la clasificacin de contaminantes primarios y secundarios.

Otro tipo de contaminante son los radioactivos, provenientes por ejemplo de minerales radiactivos, interaccin de radiacin csmica con gases atmosfricos y los derivados de fuentes antropognicas como los reactores nucleares, la industria atmica y la explosin de bombas nucleares, no relevantes para el caso del AMM.

2.2 Principales contaminantes en el AMM En el AMM los contaminantes monitoreados son: i) Monxido de carbono (CO) ii) xidos de azufre (SOx) iii) xidos de nitrgeno (NOx) iv) Ozono (O3) v) Partculas menores a 10 micras (PM-10)

Sus caractersticas tcnicas, origen, fuentes de emisin y efectos que causan se comentan a continuacin:

a) Monxido de carbono (CO) El monxido de carbono es un gas primario no irritante, incoloro, inspido, casi inodoro y muy txico, que se produce por la combustin incompleta, es decir producto del inadecuado mezclado del combustible con el aire y la temperatura del proceso de combustin interna. Su concentracin base en la atmsfera es de 0.1 partes por milln (ppm). La principal fuente antropognica de CO al aire es el escape de los automviles, pero tambin es emitido por la quema de todos los combustibles derivados del carbn y del petrleo, regularmente realizada para produccin de energa elctrica, procesos industriales y residenciales. En Mxico se establece una norma de calidad del aire que indica que despus de 8 horas de exposicin a una concentracin de 13 ppm, este contaminante causa daos a la salud. Los principales efectos que genera la inmisin de CO son relativos al bloqueo del transporte que la hemoglobina hace del oxgeno en el torrente sanguneo. Afecta al sistema nervioso central y provoca cambios funcionales cardiacos, pulmonares, dolor de cabeza, fatiga, somnolencia, fallos respiratorios y hasta la muerte.

b) xidos de azufre (SOx) Los xidos de azufre de mayor importancia que se encuentran en el aire son, el bixido de azufre (SO2) y el trixido de azufre (SO3). El bixido de azufre (SO2) es un gas primario incoloro, no flamable y no explosivo que produce una sensacin gustatoria a concentraciones de 0.3 a 1 ppm en el aire, mientras

que a concentraciones mayores de 3 ppm tiene un olor irritable. Su concentracin base en el aire es de 0.0002 ppm. Su origen antropognico obedece a que el azufre se encuentra presente en el carbn y petrleo, por lo que la combustin de estos materiales para obtener calor y energa produce SO2. Las principales fuentes de emisin son plantas elctricas e industrias que usan carbn. La norma de calidad del aire considera que a partir de 0.13 ppm y a 24 horas de exposicin causa daos a la salud. Es considerado probablemente el contaminante del aire individual ms significativo, pues altas concentraciones de ste se han relacionado con los principales desastres de contaminacin del aire, con causas de muerte. La exposicin a este contaminante causa irritacin en los ojos y el tracto respiratorio, reduce las funciones pulmonares y agrava el asma, la bronquitis crnica y el enfisema. Por otra parte, genera en la atmsfera el trixido de azufre (SO3) por oxidacin del SO2 bajo la influencia de luz solar; ste a su vez forma cido sulfrico (H2SO4) con la humedad del aire lo que causa daos pulmonares.

En general los xidos de azufre en combinacin con las partculas y la humedad del aire, producen los efectos ms perjudiciales atribuidos a la contaminacin atmosfrica del aire:

i) Aceleran la corrosin de metales ii) Forman lluvia cida

c) xidos de nitrgeno (NOx) Los NOx de mayor importancia que se encuentran en el aire son el monxido de nitrgeno (NO) y el bixido de nitrgeno (NO2). El monxido de nitrgeno (NO), es un gas primario, incoloro, no flamable y no txico, cuya concentracin base en el aire es 0.0002 a 0.002 ppm. Por su parte el bixido de nitrgeno (NO2) es un gas primario, pardo rojizo, no inflamable, txico y de olor asfixiante y su concentracin base es de 0.0005 a 0.004 ppm. El gas del escape que emiten los autos constituye la fuente principal de NOx generada por fuentes mviles. Por su parte el bixido de nitrgeno (NO2) puede ser producto de la combustin de combustibles o por reaccin fotoqumica del NO en el aire.

Las principales fuentes de emisin de los NOx de fuentes fijas son las plantas elctricas, industrias que usan combustibles para sus procesos y el transporte.

Como finalmente el NO se convierte en NO2, la norma se establece para este ltimo. Se indica que existe riesgo a partir de concentraciones de 0.21 ppm y una hora de exposicin. Los efectos a la salud que causa son: irritacin de pulmones, y agravamiento de enfermedades respiratorias y cardiovasculares.

d) Ozono (O3) El O3 es un gas secundario que se forma por reaccin qumica en la atmsfera: El bixido de nitrgeno (NO2 ) con la interaccin de luz solar produce monxido de nitrgeno (NO) y oxgeno atmico, el cual al reaccionar con el oxgeno molecular (O2) forma el ozono.

NO2 + luz solar NO + O O + O2 O3

La norma de calidad del aire considera que a partir de 0.11 ppm de concentracin en el aire y una hora de exposicin este contaminante genera daos a la salud.

Los efectos que se le atribuyen al O3 son: reduce la fotosntesis en las plantas; agrieta el hule sinttico; decolora telas y en las personas causa irritacin en los ojos y el tracto respiratorio, agrava las enfermedades respiratorias y cardiovasculares. Tiene efectos mayores en presencia de partculas y SO2 en el aire.

e) Partculas suspendidas totales (PST) Las partculas miden entre 0.1 y 500 m3 de dimetro. Son materiales slidos y lquidos, dispersos y arrastrados por el aire que tienen un tiempo de suspensin entre unos pocos segundos hasta algunos meses. El tamao de las partculas se relaciona positivamente con la velocidad de depsito. Las partculas muy pequeas se depositan muy lentamente por lo cual viajan durante grandes perodos y recorren grandes distancias. Las partculas que son liberadas al ambiente por actividades humanas se forman

de distintas maneras. Las de tamaos menores a 1 micra se producen por condensacin y las de tamaos mayores por trituracin o combustin. Los

modos en que se producen partculas por combustin son: por medio de condensacin de materiales vaporizados, reacciones qumicas que producen cmulos moleculares, procesos mecnicos que liberan cenizas, espreado de

lquidos que produce ceniza fina y combustin parcial que produce holln. Las principales fuentes de emisin de partculas son industrias, fuentes de produccin de energa y fuentes naturales. Se estima que el 85% de las emisiones de partculas provenientes de fuentes antropognicas se deben a la produccin de energa. Las principales fuentes naturales de emisin son debidas a la erosin de los suelos en los terrenos naturales por la accin de los vientos, asimismo, dentro de las ciudades una fuente que produce partculas son las calles sin pavimentar. Las calles pavimentadas constituyen una fuente de emisin de partculas ya que los polvos que se depositan en ellas son levantados al aire por el flujo vehicular. Otra fuente importante en la generacin de partculas, se debe al defecamiento al aire libre, ya que debido a la accin del viento, las heces fecales son transportadas por el aire.

Algunas partculas introducidas en la atmsfera por las actividades del hombre sirven como ncleo de condensacin que influyen en la formacin de nubes, lluvia y nieve. Otros efectos que provocan son: ensuciamiento de materiales, aumento en las reacciones qumicas en la atmsfera y disminucin de la visibilidad y de la radiacin solar, afectando por ste ltimo el crecimiento de las plantas.

Las partculas suspendidas totales se dividen en dos grupos: i) menores a 10 m (PM-10) ii) entre 10 y 500 m

Las PM-10 no pueden ser retenidas por la mucosa nasal causando efectos en la salud humana. Las partculas respirables se determinan sobre la base de la probabilidad de inhalacin, como se presenta a continuacin.

Dimetro de las partculas (m): 10 5 3.5 2.5 2 % de inhalacin: 0 25 50 75 100

La norma mexicana establece que despus de 275 g/cm con un promedio de exposicin de 24 horas genera daos en la salud humana.

3 Un centmetro equivale a 10,000 m (micras o micrmetros).

Los daos que causan las PM-10 son irritacin en las vas respiratorias, agravamiento del asma, enfermedades cardiovasculares y gastrointestinales. Su acumulacin en los pulmones origina silicosis y asbestosis.

CAPTULO III TEORA ECONMICA PARA LA EVALUACIN DE LA CONTAMINACIN DEL AIRE

Por lo general se piensa que el nivel ptimo de contaminacin por fuentes antropognicas debe ser cero, puesto que las concentraciones de sustancias en la atmsfera por encima de sus niveles basales, dictados por la naturaleza, provocan un desequilibrio en esta ltima. Para el desarrollo econmico de los pases es necesario un progreso industrial que contribuya a elevar el nivel de vida de sus habitantes. A su vez, dicha industrializacin trae consigo la generacin de elementos contaminantes, los cuales resultan en un costo para la sociedad. Es por esto que a primera vista podramos pensar que la disminucin de la industrializacin y modernizacin es la mejor solucin para el problema de la contaminacin, pero esto tambin implicara muchos otros costos para la sociedad. Teniendo esto como base encontramos que el balance entre estos dos conceptos nos dara el nivel ptimo de contaminacin. Dado que no es factible la disminucin de la industrializacin de un pas en un mundo moderno, este concepto se puede orientar hacia la disminucin de emisiones por medio de mtodos para el control de contaminacin de dicha industrializacin. En otras palabras, al balancear los costos por controlar la contaminacin con los costos incurridos al generar sta misma, se encontrara el nivel ptimo de contaminacin. 3.1 Beneficios y costos de la contaminacin

La contaminacin atmosfrica ocasiona problemas a la salud, estructuras, esttica en las ciudades, flora y fauna por lo que se estima que hay costos provocados por la emisin de contaminantes al medio y se tiene un beneficio por controlarla. El enfoque econmico de los problemas de contaminacin trata de encontrar el nivel ptimo de contaminacin, el cual en definitiva es diferente de cero por lo que se justifica una cantidad conveniente de contaminacin.

De este modo, podemos representar una curva de costos marginales sociales con pendiente positiva (grfica 3.1), que representa el beneficio que trae a la sociedad la reduccin de una unidad de contaminantes.

Grfica 3.1 Costos marginales sociales por emisin de contaminantes Por otra parte, podemos suponer la existencia de una representacin grfica (grfica 3.2) de

los costos de control de la contaminacin, la cual podemos representar con una pendiente negativa, donde para alcanzar cada vez mayor calidad

$/ton CMg (emisin)

ton/daEmisin de contaminantes

OBmg (por reduccin)

de aire, los costos marginales asociados seran mayores. Asimismo, se puede interpretar esta curva como el beneficio-ahorro para los emisores por permitirles contaminar.

Grfica 3.2 Costos marginales sociales por control de emisiones contaminantes El nivel ptimo de contaminacin se representara por el punto donde se cruzan las dos curvas antes descritas (E*). En este punto se iguala el beneficio por reduccin de contaminantes y el costo asociado por esta accin, ver grfica 3.3.

Grfica 3.3 Nivel ptimo de contaminacin 3.2 Nivel ptimo de contaminacin

El nivel ptimo de contaminacin est en funcin de los beneficios marginales (Bmg) por unidad de contaminacin (produccin) emitida y los costos marginales (Cmg) por controlar las emisiones. En la prctica, determinar el nivel ptimo de contaminacin es complicado, ya que implica estimar los beneficios que obtienen los sectores productivos por unidad de contaminacin emitida para as poder estimar los Bmg sociales por unidad de contaminacin en la economa del pas y poderla comparar con los Cmg sociales de control.

$/ton CMg (control)

ton/daEmisin de contaminantes

oBmg (emisor)

$/ton Beneficio reduccin

Costo control

E* ton/daEmisin de contaminantes

a) Programas y estudios para el diseo de polticas econmicas para el control de contaminacin atmosfrica

Para poder aplicar una poltica de control de emisiones atmosfricas correcta es conveniente contar con programas y estudios que permitan determinar en forma eficiente quien est contaminando y donde se tiene que reducir la contaminacin. Estos programas son los siguientes: i) Red de monitoreo ambiental

Esta red tendr como funcin la medicin del nivel de concentracin en el aire de los distintos contaminantes a travs del tiempo, as como aspectos meteorolgicos referente a lluvias, temperaturas y vientos.

ii) Modelo de dispersin de contaminantes El modelo consiste en determinar el comportamiento y direccin de los

contaminantes en la atmsfera dependiendo de las siguientes variables como son:

Composicin del contaminante Tipo de fuente emisora Caractersticas climticas y topogrficas

iii) Inventario de emisiones Este inventario determina la cantidad de emisiones de contaminantes emitidas a la

atmsfera por fuentes fijas y mviles. iv) Catastro de fuentes emisoras

El estudio determina las principales fuentes contaminantes y su ubicacin. 3.3 Polticas econmicas para el control de contaminacin atmosfrica Una vez determinado la relacin emisin-inmisin que consiste en conocer las cantidades

de contaminantes que son emitidas por las distintas fuentes y su posible inmisin o paso de los contaminantes hacia los pulmones, las caractersticas y cantidad de las emisiones, es posible implementar una poltica de control de contaminacin atmosfrica que permita captar los mayores beneficios logrando que se est en el punto ptimo de contaminacin atmosfrico; estas polticas se originan debido a que los sectores productivos no toman en cuenta los costos que originan al contaminar y se colocan en niveles de produccin por arriba (Xp) de lo conveniente socialmente (Xs), como se aprecia en la grfica 3.4 si se tiene el supuesto que a mayor produccin mayor contaminacin, tambin se estar en un nivel de contaminacin (Ep) por arriba del ptimo social (Es) como se aprecia en la grfica 3.5.

Grfica 3.4 Niveles de produccin desde el punto de vista privado y social

Grfica 3.5 Niveles de contaminacin en base al nivel de produccin El fin de estas polticas es hacer que los sectores productivos que contaminan paguen por

los daos que originan haciendo que al maximizar sus beneficios incorporando este costo se coloquen en el nivel ptimo social de contaminacin. Estas polticas pueden ser las siguientes:

i) Impuestos ii) Bonos iii) Normas

Habiendo ya visto los aspectos fsicos, tcnicos y econmicos, se proceder al diagnstico del problema de la contaminacin en el AMM.

CAPTULO IV DIAGNSTICO DE LA CONTAMINACIN DEL AIRE EN EL REA METROPOLITANA DE MONTERREY El crecimiento demogrfico y econmico en Nuevo Len ha trado como consecuencia que

el 81.7% de la poblacin y el 96.8% de la industria se concentre en el AMM, por consiguiente el incremento en ruido, trfico vehicular, industrias, desarrollos comerciales y

habitacionales en el AMM, provocando con esto, que los requerimientos de servicios

$ CMgS = CMgP + CMg/Conta.

CMgPPrecio

Xs Xp X (produccin)

$/ton CMg/contaminar

BMg/contaminar

Es Ep E (ton/da)

bsicos como la urbanizacin (pavimentacin y drenaje sanitario) y la buena calidad del aire no pueda ser satisfecha totalmente, provocando que las emisiones de contaminantes

aumente. Aunado a lo anterior, las caractersticas climticas y meteorolgicas de la zona han sido un factor determinante en el incremento de la contaminacin del aire en la AMM, estas caractersticas influyen de diversas maneras, las cuales a continuacin se sealan.

4.1 Relacin de aspectos climticos con la contaminacin 4.1.1 Geografa

Al encontrarse el AMM en una zona delimitada por lomas y montaas se dificulta la dispersin de los contaminantes, ya que estas bloquean o impiden que los vientos fluyan libremente provocando la concentracin de la contaminacin en la zona.

4.1.2 Direccin y velocidad de los vientos La dispersin de los contaminantes que se emiten al aire, entre otros factores dependen de la

direccin y velocidad de los vientos; a mayor velocidad mayor capacidad de dispersin. El AMM se encuentra en una zona en la que las corrientes de aire no se caracterizan por su alta velocidad. El promedio anual de la velocidad del viento flucta entre 4 y 15 km/hr, mientras que se considera que un nivel de 25 km/hr resultara ptimo en esta zona para una fcil dispersin de los contaminantes.

La direccin de los vientos en el AMM (este a oeste) provoca que la contaminacin permanezca por perodos ms prolongados en el municipio de Santa Catarina ubicado al suroeste del AMM.

4.1.3 Temperatura Las temperaturas mximas en el AMM se registran en los meses de junio, julio y agosto. Se considera que al aumentar la temperatura se produce la elevacin de los contaminantes, facilitando con la existencia de vientos la dispersin de los mismos. Por otro lado, las temperaturas mnimas se registran en los meses de diciembre, enero y febrero lo que provoca que al disminuir la temperatura los contaminantes tiendan a quedar ms cerca de la superficie lo cual dificulta su diseminacin. Esta variable es muy importante ya que algunos contaminantes primarios reaccionan con la radiacin solar y producen contaminantes secundarios como el ozono.

4.1.4 Precipitacin pluvial La precipitacin pluvial es un medio natural que barre la contaminacin del aire, en el caso de

la AMM este fenmeno no contribuye con el lavado de contaminantes, ya que sta es escasa a lo largo del ao.

4.2 Origen de los contaminantes del aire 4.2.1 Fuentes antropognicas

Las fuentes antropognicas de emisin de contaminantes son aquellas originadas por la actividad del hombre. stas se dividen en fuentes fijas y fuentes mviles. a) Fuentes fijas

Las fuentes fijas de emisin de contaminantes estn representadas por los sectores industrial, residencial, comercial y energtico, que utilizan para sus procesos, combustibles como el gas natural y combustleo como se observa en el cuadro 4.1. En el AMM se encuentran el 96.8% de las aproximadamente 9,000 industrias con que cuenta el Estado. Este dato indica que la actividad industrial est

altamente concentrada en esta zona, constituyendo un factor ms que contribuye a los niveles de contaminacin. Cuadro 4.1 Consumo de combustible en el AMM, 1995

Consumo de Combustible Tipo (m3/ao) (%)

Combustleo 919,836 0.73 Gas natural 123,681,482.5 99.27 Total 124,601,318.5 100

Fuente: Elaboracin en base a Consumo de combustibles proporcionado por PEMEX, Gerencia Comercial Zona Norte, estadstica de ventas, (Monterrey, N.L., 1995).

En el cuadro 4.2 se aprecian los porcentajes de emisiones de las fuentes fijas que usan gas natural, en la cual se observa que los sectores industrial y energtico son los que contribuyen con un mayor porcentaje de contaminantes al aire (estimaciones en anexo 2). Cuadro 4.2 Emisin de fuentes fijas en el AMM por uso de gas natural

(Toneladas por ao, 1995) PST CO NOx SO2

Industrial 90.03 251.18 90.76 49.96 Residencial 8.02 8.49 34.51 154.50 Comercial 0.16 0.14 1.60 1.23 Productor de energa

7.17 8.07 286.77 208.05

Total 105.37 267.89 413.64 413.74

Fuente: Elaboracin en base a factores de emisin obtenidos de Estimacin de las emisiones a la atmsfera por quema de combustibles en AMM, Romo, Nlida. (tesis, ITESM Monterrey, N.L., 1994)Consumo de combustibles proporcionados por PEMEX, Gerencia Comercial Zona Norte, estadsticas de ventas 1995.

Los sectores de industrias minerales no metlicos, metlicas bsicas, qumica, productos del petrleo y productor de energa son los que participan con el mayor porcentaje de la emisin de contaminantes a la atmsfera (los clculos se localizan en el anexo 3); estos sectores contribuyen con el 68% del CO, 53% de las PST, 84% de los NOX, 57% del SO2 y 64% de HC de los contaminantes emitidos debido al consumo de gas natural.

Por otra parte, el combustleo es consumido nicamente por el sector industrial (43%) y el sector productor de energa (57%). En el cuadro 4.3 se puede apreciar la emisin de contaminantes provocada por el uso de combustleo (los clculos se localizan en el anexo 4). Cuadro 4.3 Emisin de contaminante por uso de combustleo en el AMM

(Toneladas por ao, 1995) Sector % de

consumo PST

(ton./ao) CO

(ton./ao) NOX

(ton./ao) SO2

(ton./ao) Industria 43 9,346.017 54,318.74 8,826.794 22,246.72 Energa 57 12,178.14 70,778.96 11,501.581 28,988.15

Total 100 21,524.16 125,097.70 20,328.376 51,234.87

Fuente: Consumo de energticos en el Estado de Nuevo Len. Centro de Calidad Ambiental, (ITESM Monterrey, N.L., 1993)

A pesar de que el combustleo representa aproximadamente el 0.7% del consumo total de combustible (en volumen, m3), considerando que los sectores slo consumen gas natural y combustleo, este ltimo genera arriba del 90% de la emisin total de contaminantes al aire en el AMM por fuentes fijas, como se muestra en la grfica 4.1 (los clculos se localizan en el anexo 5).

PST CO NOx SOx

99.51

0.49

99.79

0.21

98.01

1.99

99.20

0.800.00

20.00

40.00

60.00

80.00

00.00

COMBUSTOLEO GAS NATURAL

Grfica 4.1 Emisin de contaminantes por consumo de combustible en el AMM -Porcentaje, 1995- (Consumo de energticos en el Estado de Nuevo Len. Centro de Calidad Ambiental, ITESM Monterrey, N.L., 1993)

b) Fuentes mviles Los vehculos de transporte de pasajeros y de carga son denominados fuentes mviles de emisin de contaminantes al aire. La emisin se genera principalmente por la quema de combustibles en los motores de combustin interna de estas unidades; esto se explica en detalle en el anexo 6. La transportacin pesada y los motores para generacin de energa usan diesel como combustible, y representan fuentes importantes de emisin de humo (o partculas suspendidas totales), xidos de azufre y xidos de nitrgeno. La emisin de ambos contaminantes puede ser reducida al convertir los motores diesel para que operen con combustibles alternos.

Los motores de gasolina tambin pueden convertirse para que funcionen con combustibles alternos, tales como gas licuado/butano, gas natural y metanol. Por ejemplo, las emisiones de humo se reducen en una cantidad estimada de 25 a 50%, los posibles resultados de la implementacin de combustibles alternos se pueden observar en el anexo 7.

Para estimar las toneladas de contaminantes emitidas por fuentes mviles se requiere informacin sobre el parque vehicular, consumo de combustible y factores de emisin; los clculos se encuentran en el anexo 8. De estos datos se obtuvieron las toneladas estimadas por ao, emitidas por vehculos de gasolina de modelos 70 al 94. En el cuadro 4.4 se pueden observar las emisiones de contaminantes por modelo, ordenados en quinquenios. Se puede apreciar en los resultados que los modelos que ms contaminan son los referentes a los aos del 80 al 84. Cuadro 4.4 Emisin de contaminantes por automviles de gasolina en el AMM

(Ton/ao, 1995) Modelos Vehculos CO NOX HC

(ao) (%) (Ton/ao) (Ton/ao) (Ton/ao) 70 a 74 75 a 79 80 a 84 85 a 89 90 a 94

7

14 24

20 35

17,574.07 47,489.76 77,184.56 59,963.23 49,786.84

793.24 2,097.74 3,225.67 2,493.59 1919.42

1,246.28 2,456.12 2,914.15 2,082.13 1,760.68

Fuente: Elaborado en base a la metodologa de, ROMO TIJERINA, NLIDA. Estimacin de las emisiones a la atmsfera por quema de combustible en el AMM. (Tesis, ITESM Monterrey, N. L., 1994).

En la grfica 4.2 se aprecia que la cantidad de emisin de NOX aumenta de acuerdo al nmero de autos de un modelo, observndose que en el periodo 90-94 este comportamiento cambi, lo cual se atribuye a los adelantos tecnolgicos con los que la rama automotriz cont, como son: el inyector electrnico de combustible, el encendido electrnico, el convertidor cataltico y muchos otros ms (estimacin en el anexo 9a y 9b).

0

100

200

300

400

500

600

700

800

70 72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92 94Modelos de vehculos en circulacin

Centenas de vehc. Ton/ao de NOx

95

Grfica 4.2 Emisin de NOx en el AMM por fuentes mviles (Toneladas ao, 1995)

En el cuadro 4.5 se muestra la proporcin de emisin de contaminante por tipo de fuente mvil, aprecindose que los autos y camiones de carga son los que estn originando casi en su totalidad la emisin, observndose como los camiones de pasajeros tienen una contribucin mnima (los clculos se localizan en el anexo 10).

Cuadro 4.5 Emisin de contaminantes por tipo de fuente mvil en el AMM (Tons/ao, 1995)

Transporte PST CO NOx SO2 HC Carga 1,647 12,358 13,682 8,551 5,079 Pasaje 69 30,632 533 114 2,854 Automviles 2,068 251,988 10,480 560 10,459 Total 3,784 294,979 24,695 9,225 18,392

Fuente: Elaboracin en base a factores de emisin obtenidos de Estimacin de las emisiones a la atmsfera por quema de combustibles en AMM, Romo, Nlida. (tesis, ITESM Monterrey, N.L., 1994)Consumo de combustibles proporcionados por PEMEX, Gerencia Comercial Zona Norte, estadsticas de ventas 1995.

En el AMM la generacin de viajes diarios es del orden de 5.5 millones, donde los medios colectivos representan el 60%, segn estudio realizado por el Consejo Estatal del Transporte; denominado, Polticas y Plan de Transporte de fecha diciembre de 1994. El cuadro 4.6 nos muestra la participacin de cada tipo de fuente antropognica en las emisiones al aire de contaminantes (ver clculos en el anexo 11). Cuadro 4.6 Emisin de contaminante por tipo de fuente antropognica en el

AMM (Porcentaje / 1993) Fuentes PST CO NOx SO2 Fijas 85% 30% 46% 85% Mviles 15% 70% 54% 15% Total 100% 100% 100% 100%

Fuente: Consumo de energticos en el Estado de Nuevo Len. Centro de Calidad Ambiental. (ITESM Monterrey, N.L., 1993)

4.2.2 Fuentes naturales Las fuentes naturales de contaminantes tienen su origen en la naturaleza misma, siendo representativo la erosin de los cerros, el polvo ambiental (caminos y brechas sin pavimentar), descomposicin biolgica, entre otros. En el caso del AMM, al encontrarse en una zona rida, semi-desrtica, existe un alto nivel de generacin natural de contaminantes. Como consecuencia del flujo vehicular, es conveniente considerar las vialidades pavimentadas, (96% del total de las vialidades) como otra fuente de la que son levantados los contaminantes o partculas depositadas en ellas. En el AMM podemos citar el caso de los bancos de materiales para construccin y el ro Santa Catarina, el cual cruza de poniente a oriente el AMM generando

polvos o partculas debido a la erosin elica. As mismo, en la zona metropolitana existen reas carentes de pavimentacin y drenaje sanitario, lo que trae consigo volatilidad de partculas en forma de polvos, materia orgnica y heces fecales provocando enfermedades respiratorias y gastrointestinales. A la fecha no se cuenta con informacin para determinar la contribucin de las fuentes naturales a la contaminacin del aire. Para ello se requiere llevar a cabo un estudio de barridos ambientales, los cuales consisten en hacer una recoleccin del material depositado en las superficies de una zona determinada y que al ser analizados se puede determinar su tamao y composicin qumica; dicho estudio debe ser por perodos prolongados lo cual implica una cuantiosa inversin de recursos humanos y monetarios.

En tal virtud el presente estudio se ver limitado a estudiar la contribucin de las fuentes naturales a la contaminacin del aire en el AMM.

4.3 Sistema Integral de Monitoreo Ambiental (SIMA) Como resultado del aumento de la contaminacin del aire en el AMM el Gobierno Estatal tom la decisin de crear en la estructura organizacional de la Secretara de Desarrollo Urbano y Obras Pblicas una Subsecretara que se encargara de la preservacin del medio ambiente; sta se denomin Subsecretara de Ecologa la cual surgi a finales de 1992 y su objetivo primordial es generar datos estadsticos de contaminacin que sirvan de base para desarrollar estrategias que permitan lograr un crecimiento sostenido en el Estado, mejorando al mismo tiempo su entorno ecolgico. Esta Subsecretara implement el Sistema Integral de Monitoreo Ambiental (SIMA), mediante el cual, se realizan durante las 24 horas del da registros de los niveles de concentracin en el aire para cinco contaminantes. Los contaminantes monitoreados son: i) Monxido de carbono (CO) ii) Bixido de azufre (SO2) iii) xidos de nitrgeno (NOX) iv) Ozono (O3) v) Partculas menores a 10 micras (PM-10) El SIMA tiene como finalidad determinar para cada uno de los contaminantes antes mencionados: i) Dispersin geogrfica ii) Cantidad iii) Duracin de cada nivel

Para homogeneizar la informacin en Mxico, referente a los niveles de cada contaminante y su dao a la salud, se estableci el ndice Metropolitano de la Calidad del Aire (IMECA). En este sentido, se han determinado los valores de referencia presentados en el cuadro 4.7 donde el criterio denominado como norma (100 IMECAS) representa el nivel hasta el cual puede desarrollarse sin problema o dao alguno la actividad humana, mientras que el denominado como mximo establece una situacin de emergencia dada la alta toxicidad del aire. Cuadro 4.7 Efectos sobre la salud de acuerdo al nivel de IMECAS

Niveles de calidad del aire

Efectos en la salud

Dao significativo (500 IMECAS)

Muerte prematura de enfermos y ancianos. Personas sanas experimentan sntomas adversos.

Emergencia (400 IMECAS)

Aparicin prematura de algunas enfermedades y decreciente tolerancia en personas sanas.

Advertencia (300 IMECAS)

Agravamiento significativo de sntomas y decreciente tolerancia al ejercicio en personas con enfermedades cardacas y respiratorias.

Alerta (200 IMECAS)

Agravamiento leve de sntomas en personas susceptibles. Sntomas de irritacin en personas sanas.

Norma de calidad (100 IMECAS)

La calidad del aire se considera moderadamente buena.

Fuente: FINKELMAN, Jacobo. Medio ambiente y salud en Mxico. Vol. II. Porra. 1990. Para realizar los registros se instalaron cinco estaciones fijas de monitoreo

ambiental, las cuales quedaron ubicadas en el AMM como se observa en el plano de la figura 4.1, y en base a los parmetros siguientes:

i) Concentracin humana ii) Direccin de vientos predominantes Las estaciones se denominan: i) Parque La Pastora, Gpe. (SE) ii) Sta. Catarina (SO) iii) Obispado, Mty. (CE) iv) San Nicols (NE) v) San Bernab, Mty. (NO)

Figura 4.1 Localizacin de las estaciones de monitoreo ambiental en el AMM 4.3.1 Medicin de los contaminantes por estacin

a) Estacin sureste (SE) Las lecturas mximas mensuales registradas en esta estacin muestran tres contaminantes que sobrepasan el lmite superior o por encima de la norma (para algunos meses) siendo O3, Nox y PM-10. Se observa cierto

problema con el O3 al ser constante su nivel alrededor de la norma, mientras que en el caso del Nox se aprecia una tendencia cclica, donde

bajan los niveles durante el verano, pero se incrementan durante el invierno; se considera que estos ndices se incrementan debido a las

fiuentes naturales ubicadas en la zona, ver grfica 4.3.

Grfica 4.3 Estacin sureste: La Pastora (Subsecretara de Ecologa, Informe de monitoreo atmosfrico, Monterrey, N.L., 1995)

b) Estacin suroeste (SO) Los registros mximos muestran problema con el O3 en 1993; para 1994 y 1995 estos reducen los niveles hasta alrededor de la norma. Los mximos mensuales de las PM-10 llegan a rebasar la norma, mientras que los NOx

presentan el comportamiento cclico descrito con anterioridad, estos promedios se dan como resultado de que la salida de los vientos del AMM

son hacia esa zona, arrastrando la contaminacin hacia el rumbo, considerndose como la zona ms crtica en cuanto a contaminacin de

PM-10, ver grfica 4.4.

Grfica 4.4 Estacin suroeste: Sta. Catarina (Subsecretara de Ecologa, Informe de monitoreo atmosfrico, Monterrey, N.L., 1995)

c) Estacin centro (CE) La emisin de NOx y la formacin de O3 represent problemas durante el ao de 1993, para 1994 los PM-10 y NOx fueron los que sobrepasaron la norma. Para 1995, se observa una disminucin en los niveles mximos

mensuales de todos los contaminantes monitoreados, se atribuyen estos promedios al trfico vehicular imperante en la zona, ver grfica 4.5.

Grfica 4.5 Estacin centro: El Obispado (Subsecretara de Ecologa, Informe de monitoreo atmosfrico, Monterrey, N.L., 1995)

d) Estacin noreste (NE) En esta estacin se obtuvieron registros elevados en relacin a la norma para todos los contaminantes. Esta es la nica estacin donde el CO y el

SO2 han presentado crestas durante los tres aos de monitoreo alcanzando la norma. Asimismo, se observa un alto nivel en las lecturas

de IMECAS para NOx (incremento en invierno y disminucin en el verano), mientras que los niveles mximos de PM-10 estn por encima de la norma, estos niveles se deben a la alta industrializacin de la zona, ver grfica 4.6.

Grfica 4.6 Estacin noreste: San Nicols (Subsecretara de Ecologa, Informe de monitoreo atmosfrico, Monterrey, N.L., 1995)

e) Estacin noroeste (NO) Los niveles de O3 para 1993 estuvieron alrededor de la norma de calidad

del aire, mientras que los registros para N0x presentan la estacionalidad ya mencionada. En el caso de las PM-10, las lecturas estn por encima de la

norma, pero no llegan a presentar un patrn de comportamiento en su concentracin, los niveles mximos que se presentan en esta zona se

consideran que es debido a calles sin pavimentar y a las propias fuentes naturales, ver grfica 4.7.

Grfica 4.7 Estacin noroeste: San Bernab (Subsecretara de Ecologa, Informe de monitoreo atmosfrico, Monterrey, N.L., 1995)

4.3.2 Horas sobre la norma de la calidad del aire A continuacin se presenta un resumen de las horas por encima de la norma de los niveles de concentracin de los contaminantes del aire monitoreados

en el AMM, ver grficas 4.8, 4.9 y 4.10.

Grfica 4.8 Horas por encima de la norma de calidad del aire en el AMM-1993-(Subsecretaria de Ecologa Informe de monitoreo atmosfrico,

Monterrey, N.L., 1995)

Grfica 4.9 Horas por encima de la norma de calidad del aire en el AMM-1994- (Subsecretara de Ecologa Informe de monitoreo atmosfrico,

Monterrey, N.L., 1995)

PM-10

NOXO3

SO2CO

250

200

150

100

50

0

ENE ABR JUL OCT

PM-10

NOXO3

SO2CO

250

200

150

100

50

0

ENE ABR JUL OCT

Grfica 4.10 Horas por encima de la norma de calidad del aire en el AMM-1995-(Subsecretara de Ecologa Informe de monitoreo

atmosfrico, Monterrey, N.L., 1995) 4.3.3 Comportamiento de los contaminantes

a) Monxido de carbono El nivel monxido de carbono (CO) registrado es muy similar en las cinco

estaciones de monitoreo, presentndose solamente en la estacin San Nicols (NE) Crestas que alcanzaron la norma en los aos monitoreados. La concentracin de ese contaminante muestra un incremento durante los

meses de invierno en relacin al resto del ao. b) Bixido de azufre

El bixido de azufre (SO2) ha registrado niveles cercanos a la norma solamente en la estacin San Nicols (EN), hasta el momento no se ha

presentado ninguna hora sobre la norma. c) Ozono

El Ozono (O3) muestra niveles cercanos a la norma en tres de las cinco estaciones de monitoreo, llegando a presentar horas por encima de las

normas durante algunas etapas del ao, principalmente durante la primavera, tiempo en el cual la radiacin solar comienza a ser mayor, y los

contaminantes como el NOx generan el O3 con la radiacin solar. d) Oxido de nitrgeno

Los xidos de nitrgeno (NOX) han rebasado la norma establecida para la calidad del aire en el AMM, acumulando horas sobre la norma en las cinco

estaciones de monitoreo. En invierno se presentan niveles de concentracin mayores en relacin al verano.

e) Partculas menores a 10 micras Las partculas menores a 10 micras (PM-10) presentan crestas que

rebasan la norma en las cinco estaciones de monitoreo y reportan el nmero ms alto de horas sobre la norma en relacin a los otros cuatro

PM-10

NOXO3

SO2CO

250

200

150

100

50

0

ENE ABR JUL OCT

contaminantes. Se han llegado a reportar niveles que duplican el valor de la norma de calidad del aire.

Las partculas menores a 10 micras (P0M-10) son una fraccin de las partculas suspendidas totales (PST). 4.3.4 Marco regulatorio

En relacin a las dependencias encargadas de vigilar y hacer cumplir la ley general de equilibrio ecolgico y proteccin al ambiente y las caractersticas

de las normas oficiales mexicanas (NOM) relacionadas con la calidad del aire, estas se mencionan en el Anexo 19.

4.4. Conclusiones Las condiciones climticas y metereolgicas del AMM como lo es la poca velocidad

y la direccin de los vientos, la temperatura extrema y la escasa precipitacin pluvial, as como la geografa y el acelerado crecimiento demogrfico, econmico e

industrial de la zona, son factores que han contribuido a la concentracin de la contaminacin en el AMM.

El anlisis de al informacin antes presentada permite llegar a concluir que los contaminantes que representan un problema en el AMM son las partculas menores a

10 micras y los xidos de nitrgeno. Las horas sobre la norma que llegan a acumular estos contaminantes a los datos mensuales promedio registrados, lleva a

buscar posibles alternativas de solucin parar reducir su emisin. Es conveniente apuntar que de acuerdo a los datos recabados, el ozono an no

representa un problema de consideracin en la zona (tomando como parmetros el nmero de horas sobre la norma y los promedios mensuales en IMECAS), por lo que

no se considerar dentro del estudio. Para las fuentes fijas, se observ que los sectores industrial y energtico consumen

para sus procesos combustleo y gas natural, siendo el combustleo, a pesar de representar solamente el 0.7% (en volumen, m3) del consumo total de combustibles

es responsable de arriba del 90% de las emisiones de contaminantes al aire. En lo que respecta a las fuentes mviles los autos de modelo anterior a 1990, son los que contribuyen mayormente a la contaminacin, asimismo dentro de estas fuentes, los autos que usan gasolina contaminan en mayor proporcin que los camiones de

carga y pasajeros que utilizan el diesel como combustible. En relacin a las fuentes naturales, no se conoce a ciencia cierta cuanto aportan a la contaminacin considerando dentro de estas a las calles sin pavimentar, por lo que

conviene realizar proyectos para determinar que calles al ser pavimentadas se consigue reducir la emisin de partculas a un menor costo y que se ha tomado en cuenta esta variable para priorizar las calles a pavimentar. Otro factor importante a considerara dentro de estas fuentes es la carencia de drenaje sanitario en algunas

zonas, lo que obliga a realizar las necesidades fisiolgicas en letrinas o al aire libre, generando focos de infeccin contribuyendo con heces fecales al aire. El flujo

vehicular sobre las calles con pavimento es otro factor que debe ser considerado como fuente contaminante ya que al transitar los vehculos levantan los polvos

depositados en ellos.

4.5 Alternativas de solucin 4.5.1 Fuentes antropognicas

a) Fuentes fijas En virtud de que los sectores industrial y energtico que usan para sus

procesos combustleo, generan arriba del 90% de las emisiones de contaminantes, se analizaron las siguientes alternativas de solucin:

Intercambio de combustleo por gas natural en sector energtico, ya que este cambio trae consigo beneficios al medio ambiente y no afecta los procesos de las industrias.

Cambio de combustleo por gas natural con incorporacin de nuevos equipos con la finalidad de eficientizar los procesos reduciendo la contaminacin.

Implementacin de un sistema de mercado de bonos de emisin de contaminantes para las industrias, de esta manera las empresas evaluaran la conveniencia de emitir contaminantes de acuerdo a los bonos asignados, o bien, invertir en equipos para reducir sus emisiones y vender en el mercado los bonos que no utilicen.

b) Fuentes mviles Para este tipo de fuentes se analizaron las siguientes alternativas:

Eliminacin de unidades contaminantes. Sustitucin de automviles por unidades de transporte pblico. Mejoramiento de la calidad de los combustibles. Reemplazamiento de combustibles. Diseo de tecnologas menos contaminantes. Impuesto a los combustibles. Impuestos a las emisiones por kilmetro recorrido. Impuesto a la circulacin en zonas de alta congestin. Prohibicin a la circulacin en zonas de alta congestin.

4.5.2 Fuentes naturales En lo que respecta a este tipo de fuentes y debido a que no se cuenta con

informacin de las emisiones con las que este tipo de fuente contribuye a la contaminacin, el presente estudio solo sugiere, sin llegar a su anlisis las

siguientes alternativas: Pavimentacin de calles tomando en cuenta una variable de ti