Contaminación Atmosférica en Argentina...

Contaminación Atmosférica en Argentina

Contribuciones de la

II Reunión Anual PROIMCA

2009

Selección de artículos completos y resúmenes de la Segunda Reunión Anual

Proyecto Integrador para la Mitigación de la Contaminación

Atmosférica (PROIMCA)

Realizada en San Nicolás, el 30 y 31 de octubre de 2007

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA NACIONAL

Organizado por

Rectorado Secretaría de Ciencia y Tecnología

Facultad Regional San Nicolás

Grupo de Estudios Ambientales

Facultad Regional Buenos Aires Secretaría de Ciencia y Tecnología

Facultad Regional Mendoza

Grupo de Estudios Atmosféricos y Ambientales

Editores Dr. Ing. S. Enrique Puliafito

Dra. Nancy Quaranta

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Copyright @ Universidad Tecnológica Nacional, 2009. Todos los derechos de este libro están reservados. Sólo está permitida la reproducción parcial o total de este libro con fines Académicos siempre que se menciones el origen. Primera Edición: Octubre de 2009 Contaminación atmosférica en Argentina: contribuciones de la II Reunión Anual PROIMCA / edición literaria a cargo de Salvador Enrique Puliafito y Nancy Quaranta. - 1a ed. - Mendoza: Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Mendoza, 2009. 249 p.; 29x21 cm. ISBN 978-950-42-0119-9 Versión impresa Fecha catalogación 08/10/2009 ISBN 978-950-42-0120-5 Versión digital E-Book (On-line) Fecha catalogación 01/11/2009 1. Contaminación del Aire. I. Puliafito, Salvador Enrique, ed. lit. II. Quaranta, Nancy, ed. lit. CDD 363.739 2

Versión digital Versión impresa E-Book (on line)

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PRESENTACIÓN DE ESTE VOLUMEN

La Investigación y el Desarrollo científico y tecnológico (I&D) en el ámbito de la Universidad es objeto permanente de definición, discusión, revisión y acreditación a través de diversos mecanismos internos y externos. El proceso de I&D es un mecanismo complejo que involucra diversas etapas que en forma sintética incluyen la formulación de proyectos, la competencia por los fondos y subsidios de investigación, la formación de recursos humanos, la adquisición del equipamiento necesario, la ejecución del proyecto, y finalmente la difusión de sus resultados, por ejemplo, a través de congresos y artículos en revistas especializadas. Si bien este proceso iterativo es bien conocido, su realización es muchas veces áspera, larga y dificultosa, ya que el fracaso en algunas de estas etapas significa la interrupción de este ciclo virtuoso. Más aún, el proceso de acreditación de docentes investigadores ha permitido alcanzar una mayor conciencia de la necesidad y continuidad de cada una de estas etapas. Así la Universidad Tecnológica Nacional viene desarrollando una amplia política de fortalecimiento de las capacidades de sus cuadros de docentes e investigadores a través de la disponibilidad de becas de formación de posgrados y doctorados, mayor disponibilidad de fondos para la adquisición de instrumentación e investigación, evaluación permanente de proyectos de investigación y desarrollo, organización de Grupos y Centros, etc. A nivel nacional, por ejemplo, la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica a través del FONCyT organiza llamados a concursos para subsidios de investigación en forma periódica en diversas modalidades PICT, PICTO, PAE, entre otros. Por otra parte, la competencia por fondos de investigación exige cada vez más una mayor asociación institucional entre investigadores, grupos, centros e institutos a fin de lograr una sinergia más eficiente para el desarrollo de la ciencia y la tecnología. Sin embargo, no siempre es fácil participar o integrarse a esta red de investigación y desarrollo, especialmente para aquellos docentes con muchas horas de dedicación frente a los alumnos. Es por ello que el Proyecto Integrador sobre Mitigación de la Contaminación Atmosférica (PROIMCA), tiene por objeto asociar y aunar esfuerzos de los diversos grupos de investigación que tiene la Universidad Tecnológica Nacional en el área específica de la contaminación atmosférica, y de esta manera contribuir a fortalecer cada una de las etapas descriptas anteriormente. En este marco se presenta este libro con los resultados de la Segunda Reunión Anual del Proyecto Integrador sobre Mitigación de la Contaminación Atmosférica (PROIMCA), realizado en la ciudad de San Nicolás el 30 y 31 de octubre de 2007, en la Facultad Regional San Nicolás de la Universidad Tecnológica Nacional (UTN). Esta reunión contó con 8 presentaciones sobre calidad del aire, 3 sobre ruido urbano, 3 sobre radiaciones no ionizantes y una sesión de poster con 11 exposiciones. Participaron investigadores de 12 Facultades Regionales: Avellaneda, Bahía Blanca, Buenos Aires, Delta, Córdoba, Mendoza, Rafaela, Río Grande, Rosario, San Nicolás, Santa Fe y Tucumán. Durante esta reunión se invitó a enviar artículos completos de investigación a fin de conformar este presente volúmen. Los artículos recibidos contaron con una evaluación de pares anónima, conformado por los siguientes investigadores:

• Dr. Edurado Behrentz, Universidad de Los Andes, Bogotá, Colombia. • Dr. Eduardo Quel, Centro de Investigaciones de las Fuerzas Armadas (CITEFA),

Buenos Aires, Argentina

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• Dra. Laura Dawidoski, Comisión de Energía Atómica (CONEA), Buenos Aires, Argentina • Dr. Carlos Puliafito, Universidad de Mendoza, Mendoza. Argentina • Ing. Federico Miyara, Universidad Nacional de Rosario, Santa Fe, Argentina • Ing. Antonio M. Méndez, Universidad Nacional de La Plata / CIC , Buenos Aires,

Agentina • Dra. Nancy Quaranta, Universidad Tecnológica Nacional / CIC, FRSN, Buenos Aires,

Argentina • Dr. Ing. Enrique Puliafito, Universidad Tecnológica Nacional /CONICET Mendoza,

Argentina. Aprovechamos para agradecer a los evaluadores por su colaboración desinteresada, sus comentarios y opinión experta que contribuyeron a jerarquizar los artículos que aquí se presentan. Dada la amplitud e importancia del tema de la contaminación atmosférica en Argentina, se decidió invitar a investigadores de otros institutos y universidades, que si bien no forman parte de la red UTN del PROIMCA, es importante y oportuno reconcer el aporte que estas instituciones también realizan a la investigación en al área. A los investigadores que aceptaron esta invitación les estamos muy agradecidos por su colaboración que enriquece la presentación de este libro. Los temas de este libro se agrupan entonces en tres partes, una primera parte con los artículos completos de los investigadores invitados. En esta serie econtraremos un artículo sobre modelación de contaminación urbana de fondo e ínidces de calidad del aire en la ciudad de Buenos Aires, luego un artículo sobre las actividades de investigación en calidad del aire que se realiza en la ciudad de Córdoba. A continuación dos estudios realizados en la ciudad de La Plata: un artículo sobre las efectos epidemiológicos que acarrea la contaminación del aire, y el otro sobre los riegos asociados a los hidrocarburos poliaromáticos. Y finalmente el quinto artículo ninvitado presenta una revisión sobre los métodos ópticos de monitero. La segunda parte presenta 12 artículos completos correspondientes al PROIMCA. En un primer artículo se presenta una evaluación de la gestión institucional de los problemas de calidad del aire, y luego una descripción del proyecto PROIMCA. Le siguen cuatro artículos sobre calidad del aire que muestran diversos aspectos metodológicos y estudios de casos de varias ciudades argentinas. Posteriormente se presentan cuatro artículos sobre la problemática de ruido urbano, un artículo sobre radiación electromagnética no ionizante, y finalmente un artículo sobre emisiones de gases de efecto invernadero sobre la Ciudad de Buenos Aires. En la tercera parte se presentan los resúmenes de los exposiciones realizadas en la Reunión de San Nicolás. Es nuestra intención que esta colección de artículos y resúmenes pueda dar una visión rápida pero amplia de la diversidad y profundidad de los trabajos de investigación científica y tecnológica que se llevan a cabo a nivel nacional y en particular en la Universidad Tecnológica Nacional en esta rama específica. Y por otra parte esperamos poder cumplir con los objetivos propios de este proyecto que es la difusión del esfuerzo de la comunidad universitaria para dar respuesta a problemas sensibles como lo son los de la contaminación ambiental. Dr. S. Enrique Puliafito Dra. Nancy Quaranta

Editores

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INDICE PRIMERA PARTE: Artículos invitados 1 Índice de calidad del aire en la Ciudad de Buenos Aires, L. Venegas y N. Mazzeo 9 2 Evaluación de la calidad del aire y mediciones de radiación UV-B y total en la ciudad de

Córdoba, B. Toselli, L. Olcese, G. Palancar, F. Ahumada, M. López, G. Andrada y R. Fernández

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3 Calidad del aire y salud infantil en áreas urbanas e industriales de La Plata y Ensenada, Argentina; N. Cianni, A. Müller, P. Lespade, M. Aguilar, N. Matamoros, E. Colman, M. Martín, V. Chiapperini, L. Bussi, L. Massolo, F. Wichmann, A. Porta.

37

4 Estimación del riesgo asociado a PAHs en ambientes urbanos e industriales, L. Massolo, A. Müller, M. Rehwagen, A. Porta, O. Herbarth, A. Ronco

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5 Métodos ópticos aplicados al monitoreo de contaminantes atmosféricos. J. Reyna Almandos; F., Videla; D., Schinca; G., Ratto; J.C. Ragaini; V. Sacchetto, M. Rosato, N. Arrieta, J. Bazán

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SEGUNDA PARTE: Artículos completos PROIMCA 1 Gestión de la calidad del aire en Argentina. E. Puliafito, F.R. Mendoza, F.R. Buenos

Aires. 67

2 Proyecto integrador para la mitigación de la contaminación atmosférica. E. Puliafito, N. Quaranta, F.R. Mendoza, F.R. Buenos Aires, F.R. San Nicolás.

83

3 Modelo en tiempo inverso y régimen dinámico para evaluar emisiones a partir de monitoreo de inmisión. P. Tarela, F.R. Delta.

93

4 Comparación de modelos de dispersión en el modelado de emisiones gaseosas industriales del Gran Mendoza. D. Allende y E. Puliafito, F.R. Mendoza.

103

5 Calidad del aire en el polo petroquímico de Bahía Blanca. E. Puliafito, F. Rey Saravia, M. Pereyra, M. Pagani, F.R. Bahia Blanca.

113

6 Calidad del aire en el microcentro de la ciudad de Santa Fe y sus alrededores: actualidad, tendencias y alternativas. C. Pacheco, R. Ghirardi, C. Enrique, S. Rusillo, D. Imbert, F.R. Santa Fe.

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7 Análisis de parámetros representativos del ruido de fondo para distintas zonas urbanas de la ciudad de Bahía Blanca. M. Sequeira, P. Girón, A. Azzurro y L Ercoli, F.R. Bahia Blanca.

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8 Identificación de fuentes de ruido en ambientes urbanos industriales. V. Cortínez, M. Sequeira y M. Vidal, F.R. Bahia Blanca.

143

9 Investigación interdisciplinaria sobre la contaminación sonora en la ciudad de Córdoba. M. Serra, A. Verzini, A. Ortiz Skarp, D. Maza, Y. Petiti, E. López Pereyra, C. Henin, F.R. Córdoba.

153

10 Caracterización de la contaminación sonora en el microcentro de la Ciudad de Mendoza, C. E. Boschi y G Muñoz Vargas, F.R. Mendoza.

161

11 Estudio de la contaminación por radiaciones electromagnéticas no ionizantes. N. Mata, P. Baldini y C. Galasso, F.R. Bahia Blanca.

173

12 Inventario de emisiones para la ciudad de Buenos Aires, E. Puliafito, G. Rojic, F. Perez Gunella, F.R. Buenos Aires.

183

TERCERA PARTE: Resúmenes

A. Sesión Calidad de aire 1 Sobre el cálculo de la insolación a lo largo del tiempo. R. G. Cionco, M. G. Caligaris y N.

E. Quaranta. F. R. San Nicolás 200

2 Niveles de contaminación de aire: relación con distintos factores. N. Quaranta, M. Caligaris, M. Unsen, G. Rodríguez, H. López, C. Giansiracusa y P Vázquez. F. R. San Nicolás

202

3 Calidad de aire en la ciudad de Rafaela. N. Quaranta, M. Unsen, C. Giansiracusa, M.C. Panigatti, C. Griffa, R. Bolgione y D. Cassina. F.R.San Nicolás, F.R. Rafaela.

204

4 Modelo en tiempo inverso y régimen dinámico para evaluar emisiones a partir de monitoreo de inmisión. P. A. Tarela. F. R. Delta

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6

5 Monitoreo de dióxido de nitrógeno en la zona céntrica de la ciudad de Rosario mediante equipos pasivo. D. Andrés, E. Ferrero, C. Mackler, E. Santambrosio y D. Mastrángelo. F. R. Rosario

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6 Calidad del aire en el microcentro de la ciudad de Santa Fe y sus alrededores: actualidad, tendencias y alternativas. C. Pacheco, S. Rusillo, R. Ghirardi y C. Enrique. F. R. Santa Fe

210

7 Comparación de modelos de dispersión en el modelado de emisiones gaseosas industriales en el Gran Mendoza. D. Allende y S. E. Puliafito, F. R. Mendoza.

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8 Monitoreo de la radiación solar global visible: estudio del impacto de la polución urbana. E. Wolfram, C.I. Repetto, J.C. Dworniczak, R. D’elia, E.J. Quel. F. R. Buenos Aires.

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9 Modelación y monitoreo de la calidad del aire en el polo Petroquímico de Bahía Blanca. E. Puliafito, F. Rey Saravia, M. Pereira y M. Pagani. F. R. Buenos Aires / CTE Bahía Blanca.

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10 Evaluación de co-exposición a compuestos orgánicos volátiles y metales pesados. Análisis de calidad de aire de alta definición y estudios toxicológicos en una población infantil. P. Tarela y C. López. F.R. Delta; F.R. Río Grande Subsede Ushuaia

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11 Efectos de la Corrosión por lluvia acida en San Miguel de Tucumán. N. Neme, N. S. Moya, M. D. Murillo y R. Á. Rivero. F. R. Tucumán.

220

B. Sesión: Contaminación del aire en ambiente laboral e industrial

12 Exposición ocupacional de soldadores a radiaciones no ionizantes. W. Giménez, S. Marcoaldi, L. Peresin y U. Manassero. F.R. Santa Fé.

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C. Sesión: contaminación por ruido

13 Caracterización de la contaminación sonora en el microcentro de la ciudad de Mendoza. C. E. Boschi y G. E. Muñoz Vargas. F. R.Mendoza

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14 Estudio de ruido de fondo en la ciudad de Bahía Blanca. M. Sequeira, P. Girón, A. Azzurro y I. Ercoli. F. R. Bahía Blanca.

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15 Identificación de fuentes de ruido en ambientes urbanos industriales. V. H. Cortínez, M. E. Sequeira y M. C. Vidal. F. R. Bahía Blanca

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D. Sesión: contaminación por radiación electromagnética no ionizante

16 Estudio de la contaminación por radiaciones electromagnéticas no ionizantes. N. H. Mata, P. N. Baldini y C- L. Galasso. F. R. Bahía Blanca

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17 Efecto de los resultados de mediciones de RNI en la Ciudad Autónoma de Buenos Aires, sobre la población, los prestadores y las autoridades. N. Dalmas, Di Giovanni y A. Aguirre. CITEFA

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18 Mapa de radiaciones no ionizantes de la ciudad de Santa Fe. W. Giménez, J. Fernández y U: Manassero. F. R. Santa Fe.

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E. Sesión: Contaminación lumínica

19 Contaminación lumínica como tópico en las carreras de ingeniería, N. Quaranta y R. G. Cionco. F.R. San Nicolás.

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F. Proyectos Presentados

20 Contaminación acústica en ambientes urbanos e industriales. V. H. Cortínez. F.R. Bahía Blanca.

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21 Análisis de la contaminación del aire de la ciudad de Buenos Aires. H. A. Choren y N. A. Mazzeo. F. R. Avellaneda.

240

22 Desarrollo urbano: evolución de las emisiones de carbono. F. Perez Gunella, E. Puliafito, M. Galbán. F.R. Buenos Aires

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23 Contaminación del aire en dock sud y sus impactos en áreas circundantes. C. Speltini y N. Mazzeo. F. R. Avellaneda.

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24 Proyecto homologado UTN 25/0081 Gestión de tránsito en la ciudad de Santa Fe. J. A. Caminos y E. J. Donet. F. R. Santa Fe.

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25 Investigación interdisciplinaria sobre la contaminación sonora en la ciudad de Córdoba. R. Serra, A. M. Verzini, A. H. Ortiz, D. A. Maza, Y. I. Petiti, E. López Pereyra y C. A. Henin. F. R. Córdoba

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PRIMERA PARTE

ARTÍCULOS INVITADOS

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ÍNDICE DE CALIDAD DEL AIRE EN LA CIUDAD DE BUENOS AIRES

Laura E. Venegas - Nicolás A. Mazzeo

Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas Departamento de Ingeniería Química. Facultad Regional Avellaneda

Universidad Tecnológica Nacional [email protected], [email protected]

Palabras claves: Índice de calidad del aire, material particulado, óxidos de nitrógeno, Modelos de simulación, Ciudad de Buenos Aires. Resumen: En este trabajo se presenta la definición de diferentes categorías de calidad del aire en relación con un Índice de Calidad del Aire (ICA) y una metodología para su cálculo y aplicación a la ciudad de Buenos Aires. El ICA introducido está basado en los valores calculados, mediante modelos de dispersión atmosférica, de las concentraciones en aire a nivel del suelo de monóxido de carbono, dióxido de nitrógeno y material particulado en suspensión PM-10. El ICA, entre otros aspectos, puede ser utilizado para informar a la población el estado de la calidad del aire en la ciudad. La aplicación a la ciudad de Buenos Aires, utilizando los resultados obtenidos por modelos de dispersión atmosférica, permite obtener la distribución espacial y temporal de la frecuencia horaria por año, de diferentes categorías de calidad del aire en la ciudad 1. INTRODUCCIÓN Cualquier actividad vital altamente organizada y en particular la humana, tiende de algún modo a modificar el ambiente. Esto no sería alarmante: el ambiente posee medios para amortiguar y controlar estas variaciones, siempre que no se superen ciertos límites. En muchos casos, se está alcanzando esos límites. El problema se presenta con especial gravedad en áreas con gran concentración industrial y/o poblacional. Actualmente, en diferentes ciudades, se genera una gran cantidad de datos de calidad del aire ambiente, provenientes de monitoreos sistemáticos y continuos. Los mismos contribuyen a la evaluación y administración del recurso aire, determinando las acciones correctivas más apropiadas a ser aplicadas. Sin embargo, esa gran cantidad de información, puede no presentar una imagen definida de la calidad del aire en un área que posibilite a los responsables de tomar decisiones, comunicar a la población el estado del aire que respira. Con esta finalidad, en muchos países se han desarrollado algunos descriptores que permiten cuantificar la calidad del aire de manera comprensible para el público en general. La necesidad de estos descriptores surge porque la interpretación de la magnitud de la concentración de las sustancias, consideradas en forma individual, puede resultar confusa. Una expresión más “popular” de presentar los datos de concentración de contaminantes en el aire, consiste en la utilización de un “Índice de Calidad del Aire” (ICA). Este procedimiento se aplica en diferentes países (Babcock y Nagda, 1972; US.EPA, 1976, 1999; Kassomenos et al., 1999; Liu, 2002; Sharma et al, 2003; Cheng et al., 2004; Lindley y Crabbe, 2004; Murena, 2004; de Leeuw y Mol, 2005;; Kaushik et al., 2006, Mohan y Kandya, 2007; van den Elshout et al., 2008; Bodnar et al., 2008; Shooter y Brimblecombe, 2008). En este trabajo se presenta, por primera vez, la definición de un Índice de Calidad del Aire (ICA) para la ciudad de Buenos Aires y se describe la aplicación de una metodología destinada a la obtención de la distribución espacio-temporal del ICA en la ciudad.

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mailto:[email protected]


Índice de calidad del aire en la Ciudad de Buenos Aires Venegas y Mazzeo

2. ÍNDICE DE CALIDAD DEL AIRE Recientes esfuerzos realizados para desarrollar índices sectoriales han tendido a concentrarse en problemas ambientales específicos, como por ejemplo, el efecto invernadero. Para ilustrar la contribución realizada por diferentes países al efecto invernadero, el World Resources Institute (WRI) desarrolló el Índice de Efecto Invernadero. Este índice se obtiene multiplicando el incremento en las emisiones estimadas de los tres principales gases que contribuyen al efecto invernadero: dióxido de carbono, metano y clorofluocarbonos, por el valor medio de las emisiones estimado en cada país. El resultado muestra el peso relativo, de cada gas de acuerdo con su potencial de calentamiento. Para obtener el aporte de cada país, los tres indicadores son convertidos a unidades de carbono equivalente. Los índices de calidad del aire han sido los índices sectoriales más desarrollados, debido a los efectos inmediatos que produce el deterioro de la calidad del aire respirado sobre la salud. En el caso específico de la calidad del aire, el Índice de Contaminación Estándar (PSI, Pollutant Standards Index) es posiblemente el más conocido y fue desarrollado en EE.UU. (Ott y Hunt, 1976). También, este índice fue utilizado exitosamente en otros países. El PSI estuvo inspirado en la legislación del sistema de vigilancia de calidad del aire de los EE.UU., que promovía un análisis e informe diario de la calidad del aire basado en un índice común (enmienda a la sección 309 del Acta del Aire Limpio de 1977). Este índice está destinado a evaluar únicamente los efectos de la contaminación sobre la salud humana e incluye sólo seis contaminantes. Los efectos sobre la salud humana son evaluados mediante algunas enfermedades pulmonares. Al no existir ponderación de los efectos causados por los distintos contaminantes, se supone que todos tienen el mismo valor relativo. Peterson (1999) recomienda que la utilización de este índice se limite a las personas que toman decisiones políticas basadas en la información pertinente que proviene de los datos obtenidos mediante mediciones de calidad del aire. 3. METODOLOGÍAS PARA ESTABLECER UN ÍNDICE DE CALIDAD DEL AIRE No existen indicadores ambientales universales. Cada sistema, dependiendo de su nivel de agregación, sus categorías, elementos específicos y descriptores seleccionados, establece su propio conjunto de indicadores. En el caso de indicadores para el desarrollo sustentable, la Organización para la Cooperación y Desarrollo Económico (OCDE, 1993) establece que cuando sea necesario, los indicadores de un país deberán poder ser comparados con los de otros países y los de otros sectores. Una guía metodológica para la elaboración de un índice de calidad ambiental debe incluir: a) Establecimiento del elemento o recurso (en el caso de este trabajo: aire) b) Definición de la propiedad (en el caso de este trabajo: la salud de la población) c) Identificación del descriptor (en este caso: la calidad del aire) d) Selección del indicador (en el caso de este trabajo: concentración de contaminantes en el aire) e) Formulación del índice (es decir, ponderación de las concentraciones como indicadores) Los indicadores pueden constituirse en una valoración del éxito de una acción y crear estímulos para reaccionar ante determinados problemas. No señalan las medidas de política de control que se deban ejecutar. Los responsables de tomar decisiones son los que deberán seleccionar las alternativas que permitirán alcanzar eficientemente las metas establecidas. La importancia del mensaje que transmite un indicador ambiental está limitada por la calidad de los datos que lo sustentan. Debido a ello, es necesario establecer criterios que permitan asegurar que la información básica posea la confiabilidad requerida. Los criterios para la selección de los indicadores varían de acuerdo con los propósitos de los mismos. En general, un indicador debe proporcionar una visión de las condiciones ambientales. Los requerimientos que un indicador debe cumplir incluyen:

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- ser simple y fácil de interpretar, - tener capacidad de mostrar tendencias temporales y su distribución espacial, - manifestar las variaciones ambientales y de las actividades humanas, - tener fundamentos técnicos y científicos, - ser aplicable a escala nacional o regional, según el caso, - establecer un valor con el cual el indicador pueda ser comparado, - estar basado en consensos internacionales, - proporcionar una base para las comparaciones internacionales.

Los datos necesarios para estimar los indicadores deben estar disponibles, estar bien documentados, tener calidad y ser actualizados periódicamente. Existen diferentes métodos destinados a interpretar la calidad del aire en tiempo casi real. El procedimiento más generalizado es utilizar un índice, generalmente basado en índices de contaminación evaluados para cada contaminante. El Índice de Calidad del Aire (ICA) expresa, en una escala común, la concentración de diferentes contaminantes individuales. Diferentes autores han presentado distintas definiciones y metodologías de evaluación de un índice de calidad del aire (US.EPA, 1999; Cheng et al, 2004; de Leeuw y Mol, 2005; Mohan y Kandya, 2007). El ICA constituye una herramienta útil para la información pública del estado de la calidad del aire. Una vez obtenido, el ICA permitirá: a) ayudar a establecer un vínculo entre la calidad del aire y los efectos sobre la salud, b) informar a la población sobre posibles acciones que contribuyan a una necesaria remediación, c) simplificar y condensar los datos de calidad del aire y d) ser un medio conveniente para proporcionar información pública sobre el desarrollo de políticas y regulaciones, optimizar los recursos económicos y evaluar el cumplimiento de los estándares. Para calcular los valores del ICA se utilizan las concentraciones de cada contaminante en aire determinadas en un área. Los datos procedentes del monitoreo de la calidad de aire o de los modelos de dispersión atmosférica son convertidos a valores del ICA mediante algunas transformaciones. Para calcular un ICA se requiere el cumplimiento de tres etapas: a) medición o cálculo de la concentración de contaminantes (los contaminantes seleccionados deben tener efectos sobre la salud en el corto plazo; los contaminantes con efectos a largo plazo no suelen incluirse en el cálculo del ICA), b) a partir de los datos de calidad del aire (medidos o calculados) y utilizando las equivalencias correspondientes, se determina un valor del índice de contaminación para cada contaminante y c) estimación del valor del índice de calidad del aire (ICA) a partir de los índices de contaminación obtenidos para cada contaminante en el área. 4, BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS CONTAMINANTES CONSIDERADOS EN ESTE TRABAJO.

En este trabajo se consideran tres contaminantes convencionales, generalmente provenientes de la quema de combustibles fósiles: monóxido de carbono (CO), dióxido de nitrógeno (NO2) y material particulado en suspensión con diámetro menor que 10μm (PM-10). A continuación, se describen brevemente estos tres contaminantes. El monóxido de carbono (CO) es un gas no irritante, incoloro y casi inodoro que se produce por la combustión incompleta de combustibles fósiles y que es emitido a la atmósfera por los automóviles, hornos, chimeneas y estufas. El CO ocasiona daños debido a que priva al cuerpo humano de oxígeno. Al ser inhalado, se une con facilidad a la hemoglobina de la sangre y desplaza al oxígeno del lugar de enlace. El complejo formado por el monóxido de carbono y la

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sangre se denomina carboxihemoglobina y el porcentaje de la misma en la sangre se utiliza como un índice adecuado del grado de exposición al CO. Cuando el nitrógeno y el oxígeno se encuentran a muy altas temperaturas, sus moléculas reaccionan originando óxido nítrico (NO), que se encuentra en equilibrio potencial con el dióxido de nitrógeno (NO2). No obstante, cuando la temperatura es elevada, la fracción de óxidos de nitrógeno (NOx=NO+NO2) que está presente en forma de NO2 es muy baja, debido a que las altas temperaturas favorecen la descomposición del NO2 en NO y O. La temperatura de los gases provenientes de los caños de escape de los automóviles y de las chimeneas disminuye luego de su emisión y el óxido nítrico tiende a transformarse casi totalmente en NO2. La velocidad de la reacción es función, entre otros factores, del cuadrado de la concentración de NO en los gases de emisión. El NO2 puede provocar daños al aparato respiratorio y llegar en forma gaseosa a los alvéolos pulmonares en donde el contenido de humedad es mayor que en la tráquea, convirtiéndose en una mezcla de ácidos nítrico y nitroso. La nocividad del NO es mucho menor que la del NO2 y su peligrosidad se encuentra principalmente en ser precursor del NO2. El material particulado representa, en general, a una variedad de sustancias que existen en forma de partículas, ya sea como minúsculas gotas de líquido o materia sólida. Es uno de los más peligrosos contaminantes del aire porque incluye materiales cancerígenos como asbesto y humo de tabaco, y porque suele agravar los efectos de los contaminantes gaseosos. Generalmente, se lo clasifica por su tamaño: mayores y menores o iguales que 10μm de diámetro (PM-10) o que 2.5μm de diámetro (PM-2.5). Las partículas más pequeñas suelen ser emitidas desde las fuentes de combustión u originadas en la atmósfera por reacciones de diferentes contaminantes. Son peligrosas porque pueden ingresar profundamente en los pulmones, alojándose en ellos y dañando los delicados tejidos involucrados con el intercambio de gases. Las partículas menores pueden permanecer en suspensión en el aire durante un tiempo prolongado. 5. METODOLOGÍA PARA ESTABLECER UN ÍNDICE DE CALIDAD DEL AIRE PARA LA CIUDAD DE BUENOS AIRES Debido a los diferentes efectos que cada contaminante tiene sobre la salud humana, debe tratarse cada contaminante separadamente. Para la obtención de una escala común y su utilización en la determinación de un Índice de Calidad del Aire para la ciudad de Buenos Aires, se utilizan los valores de los estándares de calidad del aire y los valores límites que definen las situaciones de alerta, alarma y emergencia incluidos en el Decreto 198/96 (reglamentario de la Ley 1356) de la ciudad de Buenos Aires. Asimismo, se debe tener en cuenta la protección de los grupos más sensibles de la población. En este trabajo, se consideraron los estándares para tiempos de promedio cortos de tres contaminantes: monóxido de carbono (CO), dióxido de nitrógeno (NO2) y material particulado en suspensión PM-10 incluidos en el Decreto 198/96 (reglamentario de la Ley 1356) (ver Tabla I). Tabla I. Estándares de calidad del aire para la ciudad de Buenos Aires utilizados en este trabajo

Contaminante Tiempo de promedio Estándar (mg/m3)

Monóxido de carbono 8 horas (promedio móvil) 10.00

Dióxido de nitrógeno 1 hora 0.376

Material particulado en suspensión PM-10 24 horas 0.150

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Para cumplimentar los estándares de calidad de aire incluidos en la Tabla I, el valor de la concentración correspondiente al percentil 98 de las concentraciones de tres años consecutivos en cada monitor no debe exceder el estándar. En el mismo Decreto, se definen y establecen los valores límites de las situaciones de alerta, alarma y emergencia. La situación de alerta se presenta cuando los valores de la concentración de un contaminante están comprendidos entre el 80% y el 99% del estándar correspondiente. La situación de alarma se define para valores de la concentración que se encuentran entre el estándar y 1.2 veces este valor. Por último, la situación de emergencia se presenta cuando los valores de la concentración son superiores a 1.2 veces el estándar correspondiente. Para el monóxido de carbono, el dióxido de nitrógeno y el material particulado en suspensión PM-10 los límites de cada situación se presentan en la Tabla II. Tabla II. Valores de los extremos de las situaciones de alerta, alarma y emergencia

Alerta Alarma Emergencia

Contaminante

Límite inferior (mg/m3)

Límite superior (mg/m3)

Límite inferior (mg/m3)

Límite superior (mg/m3)

Rango (mg/m3)

Monóxido de carbono 8.0 <10.0 10.0 12.0 > 12.0

Dióxido de nitrógeno 0.300 < 0.376 0.376 0.451 > 0.451

Material particulado en suspensión PM-10

0.12 < 0.150 0.150 0.181 > 0.181

Utilizando los contenidos de las Tablas I y II y tomando como base lo desarrollado por la US.EPA (1999) y por de Leeuw y Mol (2005), se definieron las siguientes ocho categorías de un índice de calidad del aire para aplicar a la ciudad de Buenos Aires:

a) Categoría 1- Muy buena b) Categoría 2- Buena c) Categoría 3- Alerta d) Categoría 4- Alarma e) Categoría 5- Emergencia 1- Insalubre para personas sensibles f) Categoría 6- Emergencia 2- Insalubre g) Categoría 7- Emergencia 3- Muy insalubre h) Categoría 8- Emergencia 4- Riesgosa

Estas categorías, que pueden reflejar el estado de la calidad del aire en diferentes zonas de la ciudad de Buenos Aires, sus colores, definiciones y rangos para cada contaminante se presentan en la Tabla III. El valor del Índice de Calidad del Aire (ICA) corresponde al valor más alto obtenido para el índice de contaminación evaluado para cada uno de los contaminantes considerados. Para el cálculo del ICA de fondo en la ciudad de Buenos Aires se utilizaron las concentraciones de fondo en aire a nivel del suelo de monóxido de carbono (promedio móvil-8horas), dióxido de nitrógeno (1hora) y material particulado en suspensión PM-10 (24horas) calculadas en el Área Metropolitana de Buenos Aires (AMBA) mediante los modelos de dispersión atmosférica aplicables a fuentes areales urbanas DAUMOD-C (Mazzeo y Venegas, 1991; 2008; Venegas y

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Mazzeo, 2006) y a fuentes industriales AERMOD (Cimorelli et al., 2003). En la aplicación de estos modelos de dispersión atmosférica se utilizaron los valores de las emisiones a la atmósfera de CO, NOx y PM-10 obtenidos para el AMBA (Mazzeo y Venegas, 2003; Pineda Rojas et al., 2007) y la información meteorológica horaria de superficie del año 2006 de la estación Aeroparque Aero y los datos de observación en altitud de la estación Ezeiza Aero. Se consideró una resolución espacial de 1km2. Tabla III. Categorías para evaluar el Índice de Calidad del Aire (ICA) en la ciudad de Buenos Aires, con sus colores, definiciones y rangos para cada contaminante.

CO (8horas)+

NO2 (1hora)

PM-10 (24horas) Categoría Calidad del aire

Rango (mg/m3) Rango (mg/m3) Rango (mg/m3)

1 Muy buena (hasta el 50% del estándar) 0.000 - 5.00 0.000 - 0.188 0.000 - 0.075

2 Buena (límite de 1 – 80% del estándar) 5.001- 8.00 0.189 - 0.300 0.076 - 0.120

3 Alerta (límite de 2 – estándar) 8.001 -10.00 0.301 - 0.376 0.121 - 0.150

4 Alarma (estándar – 120% del estándar) 10.001 - 12.00 0.377 - 0.451 0.151 - 0.181

5 1-Insalubre para personas sensibles* 12.001 - 15.00 0.452 - 0.506 0.182 - 0.250

6 2- Insalubre* 15.001 - 18.00 0.507 - 0.636 0.251 - 0.350

7 3- Muy insalubre* 18.001 - 35.00 0.637 - 1.272 0.351 - 0.420

8

Emer

genc

ia

4- Riesgosa* >35.00 >1.272 >0.420

* Se tomó como base US.EPA (1999) y de Leeuw y Mol (2005). + promedio móvil

Los valores del ICA de fondo se obtuvieron sólo para la ciudad de Buenos Aires. Los valores del ICA en las calles entre edificios altos en algunas zonas del área urbana podrían ser mayores que el obtenido como fondo (van den Elshout et al., 2008). Este análisis no constituye uno de los objetivos de este trabajo. 6. RESULTADOS Y ANÁLISIS

La Figura 1 ilustra, como ejemplo, la distribución espacial del valor del ICA en la ciudad de Buenos Aires para el 17 de julio de 2006. En las Figuras 2 a 5 se presentan las distribuciones espaciales de las frecuencias anuales de ocurrencia horaria de diferentes categorías del índice de calidad del aire (1, 2, 3, 4-5-6-7-8, presentados en la Tabla III) en la ciudad de Buenos Aires. En la Figura 2 se observa que la frecuencia porcentual anual de ocurrencia horaria de la categoría 1 (muy buena calidad del aire) es mayor que el 50% en toda la extensión de la ciudad de Buenos Aires. La categoría 2 del ICA (buena calidad del aire), cuya distribución espacial se observa en la Figura 3, se presenta también en toda el área urbana, aunque con menor frecuencia anual horaria (inferior al 20%) que la categoría 1. La distribución horizontal de las frecuencias anuales de ocurrencia horaria de la categoría 3 (estado de alerta de la calidad del aire) en la ciudad de Buenos Aires ocurre en aproximadamente la mitad de la ciudad con valores de hasta el 5.2% (Figura 4).

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Figura 1. Distribución espacial del valor del Índice de Calidad del Aire en la ciudad de Buenos Aires correspondiente al 17 de julio de 2006

Figura 2. Distribución espacial de la frecuencia porcentual anual de ocurrencia horaria de casos del ICA con Categoría 1.

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Figura 3. Distribución espacial de la frecuencia porcentual anual de ocurrencia horaria de casos

del ICA con Categoría 2

Figura 4. Distribución espacial de la frecuencia porcentual anual de ocurrencia horaria de casos

del ICA con Categoría 3

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Figura 5. Distribución espacial de la frecuencia porcentual anual de ocurrencia horaria de casos del ICA con Categorías 4-5-6-7-8. En los retículos señalados con X las frecuencias son mayores que el 2%.

En la Figura 5 se pueden observar las áreas de la ciudad donde los Índices de Calidad del Aire correspondientes a las categorías entre 4 y 8 (calidad del aire en estados de alarma y emergencia) se presentan con frecuencias entre el 0.5% y 4.5% del total de las horas anuales. Asimismo, se identifican cinco retículos (5km2) (indicados con X en la Figura 5), ubicados en los barrios de San Nicolás, Monserrat, Constitución-San Telmo y Boedo donde los Índices de Calidad del Aire correspondientes a las categorías entre 4 y 8 (calidad del aire en estados de alerta y emergencia) pueden presentarse con frecuencias superiores al 2% (174 horas anuales). En la Figura 6 se presenta la variación mensual de las frecuencias porcentuales de ocurrencia horaria de diferentes categorías del ICA en el retículo con mayor impacto sobre la calidad del aire (ver Figura 5). Se observa que las frecuencias de ocurrencia horaria de la categoría 1 del ICA aumentan en el período estival y disminuyen en invierno. En general, las frecuencias de las otras categorías tienen un comportamiento inverso. Particularmente, las frecuencias de las categorías 4 a 7 son mayores en los meses comprendidos entre mayo y julio. En la Figura 7 se presenta la variación horaria de las frecuencias porcentuales de las diferentes categorías de ICA en el retículo en el que se identificó el mayor impacto sobre la calidad del aire (ver Figura 5). Debido a la variación horaria de las emisiones y al efecto causado por las concentraciones de los tres contaminantes con diferentes tiempos de promedio: monóxido de carbono (promedio móvil-8horas), dióxido de nitrógeno (1hora) y material particulado en suspensión PM-10 (24horas), las mayores frecuencias de los ICA más altos se presentan, generalmente, entre las 15:00hs y las 03:00 horas y a las 08:00 y 09:00hs.

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Figura 6. Frecuencia mensual de ocurrencia de las diferentes categorías del ICA.

Figura 7. Frecuencia horaria de ocurrencia de las diferentes categorías del ICA 7. CONCLUSIONES La aplicación de una metodología para evaluar un Índice de Calidad del Aire de fondo, cuyas definiciones se presentan, determinó que en la ciudad de Buenos Aires predominan condiciones

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con calidad del aire de fondo muy buena y buena. Las frecuencias de condiciones horarias con calidad del aire de fondo muy buena aumentan en el período estival y disminuyen en invierno. En general, las frecuencias de las otras categorías del ICA tienen un comportamiento inverso. El 12% del área urbana presenta frecuencias entre 0.5%-4.5% de las horas anuales con categorías del ICA de Alarma y Emergencia. En 5km2 de la ciudad, las frecuencias de estas categorías del ICA superan el 2% del tiempo (174 horas anuales). Las frecuencias de las categorías de calidad de aire de fondo entre 4 y 7 son mayores en los meses de mayo a julio. Las mayores frecuencias de los ICA más altos se presentan, generalmente, entre las 15:00hs y las 03:00 horas y a las 08:00 y 09:00hs.

AGRADECIMIENTOS Este trabajo fue financiado por el Proyecto CONICET PIP-6169. Los autores agradecen al Servicio Meteorológico Nacional por la información meteorológica suministrada.

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EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE Y MEDICIONES DE RADIACIÓN UV-B Y TOTAL EN LA CIUDAD DE CÓRDOBA

Beatriz M. Toselli, Luis E. Olcese, Gustavo G. Palancar, Facundo Ahumada, María Laura López, Georgina C. Andrada y Rafael P. Fernández.

INFIQC, Departamento de Fisicoquímica, Facultad de Ciencias Químicas, Centro Láser de Ciencias Moleculares.

Universidad Nacional de Córdoba, Haya de la Torre y Medina Allende, Ciudad Universitaria, 5000, Córdoba, Argentina

Palabras claves: Calidad del aire, Córdoba, ozono total, radiación UV-B.

Resumen: En las ciudades de Argentina, como así también en la mayoría de los centros urbanos de Latinoamérica, la contaminación en la atmósfera es importante, pero no existen recursos económicos para hacer frente a su medición en tiempo real mediante tecnologías tales como sistemas automatizados (técnicas espectroscópicas), sensores remotos (DOAS, LIDAR, FTIR) y métodos integrales. Todos estos métodos tienen la desventaja de ser complejos, costosos y técnicamente exigentes. Pese a ello se han realizado mediciones continuas en varias ciudades y aquí se presentan los para la ciudad de Córdoba. Con el objetivo de evaluar técnicas analíticas alternativas menos costosas para desarrollar campañas de medición con continuidad, para mantener la calidad de las mediciones y apoyados en el uso modelos computacionales que permitan con escasos datos disponibles poder realizar pronósticos sobre futuros niveles de contaminación, se realizó una campaña empleando la técnica de muestreo pasivo ya que la misma puede proporcionar un medio para obtener información confiable y de fácil obtención. Esta técnica fue elegida ya que ofrece la posibilidad de llevar a cabo análisis a gran escala, estudios de base, observación de tendencias y obtención de información sobre las modalidades de contaminación del aire. Los aparatos de muestreo pasivos no son costosos y como todos los análisis se pueden realizar de manera centralizada, donde por lo general se encuentra buen recurso de laboratorio no se requiere de personal técnico altamente capacitado en el lugar de medición. En esta campaña se colocaron sensores pasivos para medir la contaminación del aire en las la dirección de los vientos predominantes, además del sitio donde se concentran la mayor cantidad de emisiones. Los resultados de este estudio demostraron que las fuentes móviles que circulan por el centro de la ciudad (autos y colectivos) son los principales responsables de la emisión de contaminantes primarios. Estas sustancias en presencia de radiación solar llevan a la formación de otras especies como por ejemplo ozono, un gas extremadamente tóxico a nivel de la troposfera. Como complemento de este trabajo se realizaron mediciones de radiación ultravioleta (UV-B y total). La radiación UV-B (280-315 nm) puede tener efectos perjudiciales sobre la salud y es la responsable de numerosas reacciones químicas en la atmósfera que llevan a la formación de contaminantes, por lo que su medición y modelado es de vital importancia para varias disciplinas. En nuestro grupo de trabajo se están realizando en forma continua desde el año 1998, mediciones de radiación en superficie. A partir de ello, se determinó que los factores que principalmente afectan a la radiación en superficie en la región son la columna total de ozono, las nubes y los aerosoles troposféricos. En este trabajo se presentan estudios de sensibilidad para cuantificar el efecto de los aerosoles troposféricos y de las nubes sobre la radiación UV-B y total (300-3000 nm) realizados con un modelo de transferencia radiativa a partir de datos experimentales obtenidos con radiómetros y espectroradiómetros. El objetivo final de estas mediciones es el de poder estimar el flujo de radiación efectiva que llega a la

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Calidad del aire en la Ciudad de Córdoba Toselli et al.

superficie, para así poder conocer las constantes de fotólisis de las reacciones químicas, necesarias para evaluar la formación de contaminantes secundarios en atmósferas reales.

1 CONTAMINACIÓN DEL AIRE

1.1 Introducción Durante los años 1995-2001, la Secretaria de Ambiente de la Municipalidad de Córdoba midió la concentración de contaminantes gaseosos y de PM10 en diversos puntos de la ciudad, con lo cual se ha recopilado información respecto a los contaminantes primarios emitidos y secundarios producidos. En este escenario, es posible afirmar que la contaminación en la ciudad de Córdoba es de origen primario y fundamentalmente causada por fuentes móviles, debido a la relación existente entre la concentración de CO y la de otros contaminantes primarios (NOx, partículas); el patrón de circulación de vehículos (Seinfeld, 1986; Stein and Toselli, 1996), también apoya la suposición sobre el origen de la contaminación en la cuidad (Giovannoni et al., 1995). Teniendo en cuenta que los autos constituyen el porcentaje mayoritario de las fuentes móviles en la ciudad de Córdoba (Figura 1), los mismos parecen ser la fuente de contaminación principal en la ciudad. Una situación similar se observa en otras ciudades argentinas, como por ejemplo Buenos Aires (Bogo et al., 1999).

Autos75.0%

Motos16.0%

Colectivos0.4%

Camionetas8.6%

Figura 1. Distribución de las fuentes móviles en la ciudad de Córdoba.

1.2 Descripción de la meteorología En invierno, la temperatura diaria promedio varía desde 10 a 15ºC, y los niveles de irradiancia actínica son bajos. En junio y julio, hay vientos débiles desde la dirección noreste, la humedad relativa es baja (promedio de 45%) y prácticamente no hay lluvias. Este escenario favorece la formación de una capa de inversión de baja altura que se rompe alrededor del mediodía, y que produce la acumulación de contaminantes en la zona cercana a la superficie. En agosto, las condiciones meteorológicas cambian dramáticamente, ya que soplan fuertes vientos durante la mayor parte del día. La dirección NE-SO es la más importante, aunque la dirección N-S también tiene relevancia. La inversión de temperatura producida en la mañana es rota en pocas horas, y el flujo actínico comienza a incrementarse, mientras que los niveles de humedad relativa son todavía muy bajos. Al final de septiembre y comienzos de octubre, durante la estación de primavera, hay más precipitaciones, por lo que tanto los vientos como la lluvia contribuyen a la dilución de los contaminantes. Durante el verano tanto la temperatura (promedio de 23ºC), como la humedad relativa (promedio de 57%) son altas. Comienza la temporada de lluvias, y en esta época son frecuentes las tormentas eléctricas. El otoño es seco, y la altura de la capa de inversión es similar a la existente en verano.

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Figura 2. (a) Rosa de vientos de Córdoba que muestra la velocidad y dirección del viento durante un período de un año. (b) Promedio diario de velocidad del viento medido en un sitio de monitoreo céntrico durante un período de 4 meses (verano).

1.3 Mediciones realizadas Se estudió la variación temporal y espacial de la concentración de los siguientes contaminantes: monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx), ozono (O3), partículas de 10 μm de diámetro aerodinámico (PM10), compuestos orgánicos volátiles (THC) y compuestos orgánicos no-metánicos (NMHC), cuyas concentraciones fueron medidas por estaciones de monitoreo situadas en diferentes zonas de la ciudad de Córdoba en un transcurso de tiempo de 6 años (1995-2000).

Estas estaciones se ubicaron en diversos puntos de la ciudad (Figura 3) durante uno o dos meses.

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Figura 3. Ubicación de las estaciones móviles en la ciudad de Córdoba, Argentina.

El detalle de la ubicación espacial y temporal de las estaciones es el siguiente:

1: Av. Colón y Av. General Paz (Correo Central) - Verano

2: Bv. Perón 200 (Terminal de Ómnibus – Playa de estacionamiento) - Primavera y verano

3: Av. Colón y Av. Santa Fe (Estación Central de Policía) - Invierno

4: Av. Colón 4800 (Supermercado Carrefour) - Invierno

5: Av. Donato Álvarez 300 (Universidad Blas Pascal) - Invierno

6: Av. Juan B. Justo 5800 (Liceo Militar General Paz) - Invierno

7: Arturo M. Bas 200 (Municipalidad de Córdoba) - (a) Primavera (b) Verano

8: Av. Armada Argentina esq. Esquel (CPC Villa Libertador) - (a) Primavera (b) Verano

9: Deán Funes 200 (Iglesia Santo Domingo) - Invierno

El resultado del monitoreo en estas estaciones puede resumirse en la Figura 4.

El ozono fue el único contaminante secundario cuya variación temporal y espacial fue estudiada en el presente trabajo. En principio las concentraciones máximas de este contaminante se alcanzarían en zonas alejadas de la cuidad, situadas en la dirección en la que el viento arrastra los contaminantes (Carter, 1994). De este modo, la medición de este contaminante en la ciudad parece no aportar información útil, ya que los niveles encontrados a través de los años de medición (1995-2000) en los diferentes sitios medidos, corresponden a los de una atmósfera limpia (20-40 ppb). De todos modos, es importante señalar que Olcese y Toselli (2002) reportaron un episodio de contaminación con ozono, en donde los valores de este contaminante alcanzaron valores de 100 a ppb durante los días 4 al 6 de septiembre de 1995, producidos debido a que el O3 es traído por el viento desde sitios muy alejados de la ciudad y está relacionado con la gran cantidad de incendios que suelen ocurrir en invierno – primavera en la zona serrana (Olcese and Toselli, 2002). Durante algunos días, en esta época, y si la masa de aire que proviene de la zona serrana es transportada a la ciudad, la misma se convierte en receptora de contaminantes secundarios.

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Figura 4. Promedio según el sitio y día de semana de la concentración de contaminantes en la ciudad de Córdoba.

2 OBTENCIÓN DE PATRONES DE DISTRIBUCIÓN HORARIOS A PARTIR DE MEDICIONES DE CONTAMINANTES EN LA ATMÓSFERA REALIZADA CON SENSORES PASIVOS

2.1 Introducción Los sensores pasivos (o tubos pasivos) son una alternativa económica respecto a los monitores continuos para medir la concentración de especies gaseosas contaminantes (O3, NO2, etc.). La información que se obtiene de los sensores pasivos son valores semanales o quincenales de concentración ambiente, con un error menor al 20% en la mayoría de los casos, comparados con las medidas realizadas con los monitores continuos. Los sensores pasivos son útiles para detectar tendencias en la contaminación, pero no para comparar los niveles medidos con estándares de la contaminación del aire, que se definen en términos de promedios de una u ocho horas, o con el índice AOT40, que es útil para estimar el impacto del ozono en la vegetación. La gran utilidad de los mismos es su bajo costo, lo que permite establecer amplias redes de medición, y que para su operación no es necesario contar con personal calificado.

Se desarrolló un método innovador para estimar el histograma de las concentraciones horarias de ozono, basándose solamente en los valores semanales promedio, sin usar ningún otro dato meteorológico o estadístico del sitio para el cual se desea realizar la estimación. Este método es una herramienta valiosa para su uso en los sitios en donde no existan antecedentes de valores horarios de concentraciones de contaminantes y se desee verificar la adecuación a los estándares, o estimar el índice AOT40 con un grado aceptable de exactitud.

25


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Se realizó en la provincia de Córdoba una campaña de medición con tubos pasivos entre los meses de setiembre y diciembre de 2003. En esta campaña, se colocaron cuatro conjuntos de dos sensores (uno para el ozono y uno para el dióxido del nitrógeno), uno en la ciudad de Córdoba y los otros tres a diferentes distancias de la ciudad (19, 30 y 45 kilómetros), siguiendo la dirección del viento predominante.

2.2 Método Ya que era necesaria una base de datos conteniendo gran cantidad de concentraciones horarias de ozono, se realizó una búsqueda de bases de datos públicas disponibles. Se utilizaron datos correspondientes a mediciones realizadas en Gran Bretaña, California, Santiago de Chile y ciudad de Córdoba. Todas las bases de datos también incluyen valores de concentración de otras especies además del ozono. Se tomó como base de datos de referencia la de Gran Bretaña, porque es la que contiene la mayor cantidad de sitios durante períodos del tiempo extensos y para diversos usos del suelo. El histograma de los valores horarios de las concentraciones del ozono para períodos de una semana fue hecho para cada una de las 74 estaciones de monitoreo, para un total de 13.389 semanas válidas, considerando como válidas las semanas en las cuales más del 71% de las horas medidas tenían datos válidos (120 horas del total de 168). El criterio de error tomado para establecer las condiciones óptimas para las simulaciones fue que el método fuera capaz de simular el mayor número posible de horas de manera correcta. Se trabajó en la estadística de una gran cantidad de datos horarios tomados bajo diversas condiciones meteorológicas. Para elaborar el histograma, se agruparon las semanas según el valor promedio del ozono, y para cada uno de estos grupos se elaboró el histograma promedio. Las semanas fueron separadas en grupos según sus valores medios semanales de ozono, puesto que ésta es la variable medida con los tubos pasivos. Los intervalos con que se agrupaban fueron fijados entre 4 y 10 ppb, el mismo intervalo usado para la elaboración del histograma. Posteriormente se calculó la distribución de frecuencias relativas del histograma, dividiendo todos los valores de cada histograma por el número de horas válidas en cada semana. Finalmente, el valor medio de la concentración de ozono para cada grupo se calculó haciendo un promedio de cada clase del histograma de cada semana del grupo; estos valores representan la distribución media para cada grupo con promedio similar. Estos histogramas se estandardizaron en tal forma que la adición sobre todos los intervalos es igual a uno.

Para comprobar la validez del método propuesto, se realizaron cálculos con las otras tres bases de datos mencionados anteriormente. Para seleccionar las mejores condiciones para las simulaciones futuras, se repitieron las simulaciones fijando el intervalo del histograma a 4, 5, 6, 8 y 10 ppb.

Se realizaron tres comparaciones para cada conjunto de datos, y para cada intervalo:

1. Porcentaje de la suma del número de horas que el modelo podía predecir correctamente, para cada clase.

2. Porcentaje de la suma del número de horas que el modelo podía predecir correctamente, para cada clase, la anterior y la siguiente.

3. Porcentaje del valor de AOT40 (Sumatoria de las diferencias entre las concentraciones horarias de ozono superiores a 40 ppb durante la estación de crecimiento de las cosechas) simulado respecto de los datos al valor verdadero.

Finalmente se aplicó el método desarrollado para la estimación de las concentraciones horarias de ozono partiendo de las mediciones realizadas en la provincia de Córdoba con tubos pasivos.


Figura 5. Histograma de la concentración de ozono estimada en diversos sitios de la provincia de Córdoba, a distintas distancias siguiendo la pluma de la ciudad.

2.3 Resultados El procedimiento propuesto permitió obtener el histograma de los valores horarios de ozono durante una semana, con un error de aproximadamente el 30%, calculado como el porcentaje de las horas de una semana que el modelo no pudo reproducir. El acuerdo general entre el histograma calculado y el original es muy bueno considerando la simplicidad del método. Por ejemplo, si consideramos el histograma con clases de 10 ppb, se observa que aproximadamente un 75% de las horas en una semana han sido correctamente simuladas en todas las bases de datos. Esta información es suficiente para establecer el patrón de la distribución horaria de ozono en el sitio de la medida, y por lo tanto es muy valiosa para decidir sobre la necesidad o no de instalar un monitor continuo de forma permanente. Según lo esperado, los mejores resultados en términos de porcentaje de diferencia, son aquellos con mayor intervalo (10 ppb). Esto es debido al hecho de que hay un menor número de intervalos totales. Sin embargo, la diferencia entre los resultados para las clases de 4 y 10 ppb es pequeña, con un valor medio del 10% para los tres casos simulados, por lo tanto la clase de 4 ppb se puede utilizar para tener una mayor resolución en el histograma.

El acuerdo entre el índice AOT40 calculado y observado es excelente para todos los casos, demostrando el buen funcionamiento del método propuesto. Los resultados obtenidos son similares para todos los sitios; este resultado es importante puesto que el objetivo de este trabajo era elaborar el histograma de la distribución horaria de ozono a partir de mediciones utilizando sensores pasivos colocados cerca de la ciudad de Córdoba, siguiendo la dirección predominante del viento, en donde no existen datos previos de concentraciones (Olcese and Toselli, 1998). Una prueba adicional se realizó para estudiar la dependencia de los resultados obtenidos con factores meteorológicos. Una simulación para los meses del verano de Gran Bretaña y California mostró menos del 2% de la diferencia para ambos sitios entre las simulaciones usando como referencia el conjunto de datos completo o solamente incluyendo meses del verano. Finalmente, el método fue aplicado a las medidas hechas durante la campaña 2003 con los tubos pasivos en Córdoba. Se obtuvo el histograma que mostró que a medida que nos alejamos de la ciudad aumenta el número de horas en la que se encuentran valores horarios de ozono elevado, superior a los estándares internacionales.

2.4 Conclusiones Se desarrolló un método simple para estimar la distribución horaria de la concentración de contaminantes del aire, basándose en los datos obtenidos con sensores pasivos de forma semanal

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o quincenal, sin necesidad de utilizar medidas anteriores en ese sitio. Una vez que se han generado los histogramas de referencia, los únicos datos de entrada necesarios para realizar la simulación para un sitio particular, son valores semanales de la concentración de la especie. Inclusive en el caso donde no existan datos horarios anteriores sigue siendo posible obtener la información sobre las distribuciones de frecuencia de la especie de interés. Este método es de gran ayuda para los responsables del control de la contaminación del aire, especialmente en los países subdesarrollados, que no tienen presupuesto suficiente para la adquisición de una red de monitoreo de la contaminación atmosférica. Es preferible instalar preliminarmente una red de tubos pasivos durante la estación en donde se prevé exista una alta contaminación, y entonces, dependiendo de las medidas y de la simulación, posteriormente se pueden seleccionar los sitios en donde se requiere la instalación de monitores continuos. El índice AOT40, ampliamente usado en la Comunidad Europea para evaluar el impacto del ozono en la vegetación, puede ser estimado con un alto grado de exactitud. Así, una red de sensores pasivos puede ser establecida en un área sin ningún conocimiento previo de los niveles de concentración de ozono y posteriormente obtener una buena estimación del índice AOT40.

3 MEDICIÓN DE LA RADIACIÓN UV-B Y TOTAL EN LA CIUDAD DE CÓRDOBA

3.1 Introducción El descubrimiento de una importante disminución del ozono estratosférico sobre la Antártida en el año 1985, fenómeno llamado “el agujero de ozono”, junto al aumento de los niveles de radiación ultravioleta B (UV-B, 280-315 nm) registrados en superficie hicieron surgir la preocupación por la protección de los seres vivos de este tipo de radiación. A pesar de representar sólo una pequeña fracción de la radiación total incidente su alta energía es suficiente para provocar efectos dañinos en seres humanos (quemaduras de piel, cataratas, cáncer de piel), animales (quemaduras, ceguera, retardo de la respuesta inmunológica), plantas (alteración de la capacidad de fotosíntesis, inhibición del crecimiento) y materiales (degradación). Por otro lado, la radiación UV-B es la responsable de numerosas reacciones químicas en la atmósfera, por lo que la variación en sus niveles puede llevar a grandes cambios en las propiedades o en la composición de la misma. Debido a ello, surgió el interés por su estudio y el de los factores que determinan y modifican sus niveles en superficie ya que esto permitiría establecer las tendencias a largo plazo y prever las posibles consecuencias de su aumento. Entre estos factores se pueden mencionar el ozono estratosférico, la dispersión de Rayleigh, la absorción de gases, la presión atmosférica, el albedo, las nubes y aerosoles (según sus tipos y características), los contaminantes troposféricos (NO2, SO2, O3, HCHO, etc.), la distancia al sol, el ángulo cenital, el ciclo solar, etc. Usualmente, los efectos de varios de estos factores se superponen para dar diferentes patrones de variación en la radiación UV-B, en algunas ocasiones compensándose y en otras potenciándose. Para aislar cada uno de estos efectos sobre la radiación, se hacen necesarios muchos años de mediciones de alta calidad y de diferentes tipos. En la actualidad, la mayor parte de los datos provienen de mediciones realizadas en el hemisferio Norte y, en general, tomados durante campañas limitadas a períodos de tiempo muy cortos. Por otro lado, en ocasiones, las condiciones de medición no son adecuadas o los controles de los equipos utilizados son insuficientes para asegurar la calidad de las mediciones.

Ante la dificultad propia de las mediciones experimentales el uso de modelos de transferencia radiativa se transforma en una herramienta fundamental para el estudio de los procesos que involucran la radiación UV-B. Estos modelos permiten evaluar situaciones hipotéticas y predecir los posibles efectos de un aumento en la radiación.


3.2 Objetivos El principal objetivo del trabajo desarrollado fue realizar mediciones experimentales de alta calidad y cálculos de modelado de radiación UV-B en la ciudad de Córdoba. Como objetivos particulares se plantearon: 1) Caracterizar la variabilidad de la radiación UV-B en la ciudad de Córdoba para contribuir a la evaluación de las tendencias globales de los niveles que alcanzan la superficie. 2) Analizar los diferentes factores que afectan los niveles la radiación UV-B en la superficie. 3) Evaluar la exactitud de los cálculos de radiación UV-B realizados con el modelo de transferencia radiativa TUV (Tropospheric Ultraviolet Visible Model) versión 4.1. Esto se realizará a través de un análisis de sensibilidad y de la comparación con los resultados experimentales. 4) Determinar la variabilidad de la radiación eritémicamente efectiva (EEri), de la dosis eritémica mínima (MED), del índice UV internacional (UV-Index) y de los coeficientes de fotólisis (J) de reacciones que involucran especies tales como dióxido de nitrógeno (NO2), ozono (O3) y formaldehído (HCHO). 5) Realizar mediciones de radiación total global (300-3.000 nm) y de radiación UV-B difusa, las cuales son de gran importancia para evaluar los factores meteorológicos que afectan la radiación UV-B global (Olcese and Toselli, 2006; Palancar et al, 2005) 6) Utilizar las mediciones de radiación total para determinar los parámetros fundamentales de la capa límite planetaria.

Las principales dificultades para lograr los objetivos estuvieron relacionadas con las mediciones experimentales, en especial con todo lo relacionado a la elección del sitio de medición, a su accesibilidad para un mejor control diario de los radiómetros y a la seguridad de los mismos. Otra dificultad fue la de la falta de caracterización de los aerosoles y de las nubes en la ciudad de Córdoba, tanto desde el punto de vista químico como desde el punto de vista óptico. Estos datos son fundamentales como entrada en los modelos de transferencia radiativa.

3.3 Desarrollo Se utilizaron dos radiómetros YES (Yankee Environmental Systems, Inc.) modelo UVB-1 para medir radiación UV-B, global y difusa, y un radiómetro YES modelo TSP 700 para medir radiación total. El UVB-1 trabaja con una serie de filtros que bloquean parcial y secuencialmente los distintos intervalos del espectro. Finalmente un material sensible al UV-B (MgWO4) absorbe esta radiación selectivamente y la re-emite en el color verde, la que a su vez es captada por un fotodiodo de estado sólido y traducida a un voltaje. El TSP 700 consta de dos superficies idénticas de un material sensible a la radiación entre 300 y 3.000 nm. Una de estas superficies es expuesta a la radiación mientras la otra es protegida de la misma. El principio de funcionamiento del TSP 700 se basa en la diferencia de temperatura entre estas dos superficies, la cual es medida por un circuito electrónico compuesto de cuatro termómetros de precisión de resistencia de platino. La diferencia de temperatura entre el elemento expuesto y la referencia térmica produce un voltaje proporcional a la radiación incidente. En ambos casos los voltajes son luego convertidos a diferentes magnitudes con unidades de radiación (Wm-2) dependiendo del ángulo cenital y de acuerdo a factores provistos por el fabricante.

El análisis de sensibilidad del modelo TUV 4.1 dio como resultado los siguientes parámetros: grilla de longitud de onda (λ) entre 280 y 735 nm con una resolución de 1 nm entre 280 y 420 nm y de 5 nm entre 420 y 735 nm; albedo isotrópico, constante en el año e independiente de λ; la irradiancia solar extraterrestre será tomada de datos del ATLAS3-SUSIM y de Neckel y Labs; método 2-stream (aproximación δ-Eddington) para la resolución de la ecuación de transferencia radiativa; presión de 1094 mbar, constante en el día y a lo largo del año; debido a sus bajos niveles en la ciudad no se consideraron contaminantes troposféricos como NO2, SO2 y O3. El análisis de los datos en el período demostró que el acuerdo entre cálculos y mediciones para días limpios y despejados es dependiente del ángulo cenital (θ). Este acuerdo es mejor al 5% para θ < 50º y mejor al 10% para θ < 70º, siendo los principales responsables de estas diferencias las

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aproximaciones utilizadas en el cálculo, el diseño propio de los equipos de medición y la variación en las propiedades atmosféricas durante el día.

09:36 10:48 12:00 13:12 14:24 15:36 16:48 18:000.0

0.3

0.6

0.9

1.2

1.5

1.8 Experimental Calculada

2/4/02

Rad

iaci

ón U

V-B

glo

bal (

Wm

-2)

Hora local Figura 6: Variación horaria de la radiación UV-B en la ciudad de Córdoba para un día despejado.

En la Figura 6 se muestra la variabilidad horaria típica de la radiación UV-B en Córdoba medida y calculada para un día con cielo limpio y despejado a excepción del período entre las 13:00 y las 15:00 horas, donde se observa el efecto de las nubes. Las variaciones horaria, diaria y anual en la irradiancia están gobernadas principalmente por la variación en el ángulo cenital. A esta variación se superpone la variación natural en la columna total de ozono lo que determina que los máximos de la irradiancia UV-B se observen entre los meses de diciembre y enero mientras los mínimos ocurren siempre en junio.

8-26-1998 5-19-1999 2-9-2000 11-1-2000 7-25-2001 4-17-2002 1-8-20030

1

2

3

4

5

6

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na de ozono (UD

)

UV-B Experimental UV-B Calculada

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iaci

ón U

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(Wm

-2)

Día

100

150

200

250

300

350

400

Ozono

Figura 7: Variabilidad anual e interanual de la irradiancia UV-B al mediodía solar junto a los datos de la columna de ozono para todo el período medido.

La relación opuesta que existe entre la columna de ozono y los niveles de radiación UV-B fue estudiada a partir de los valores medios de radiación en un intervalo fijo de ángulos cenitales (55º-60º). Esto permitió determinar las influencias de los cambios en las propiedades ópticas de la atmósfera independientemente de la variación en el ángulo cenital. Los máximos absolutos medidos al mediodía solar fueron de 2,65 Wm-2 y de 1.114,87 Wm-2 para la irradiancia UV-B y

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total, respectivamente. La dispersión de los datos experimentales mostrados en la Figura 7 se debe al efecto de nubes y aerosoles, los cuales no son considerados en el modelo.

La variabilidad en la columna de ozono sobre la ciudad de Córdoba ha sido analizada a partir de datos del TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer). El análisis de los últimos 11 años revela que los niveles de ozono se mantuvieron estables con escasos episodios de valores extremos. Los máximos se dan en los meses entre agosto y octubre (~315 Unidades Dobson, UD) y los mínimos entre los meses de marzo y mayo (~260 UD). El máximo absoluto registrado fue de 399 UD mientras el mínimo fue de 218 UD. Si bien el valor mínimo está dentro del rango que es considerado como “agujero de ozono” (valores menores a 220 UD) se comprobó que tanto este mínimo como el máximo absoluto se debieron a variaciones locales o a masas de aire esporádicas (probablemente desprendidas del vórtice polar) con un bajo y un alto contenido de ozono, respectivamente. De hecho, a través del análisis de todo el período de medición, se verificó que el adelgazamiento de la capa de ozono estratosférico sobre la Antártida no tuvo influencia directa sobre las mediciones.

Debido a su notable y variado efecto las nubes y los aerosoles juegan un papel muy importante en la variabilidad horaria y diaria de la radiación aunque el análisis de los promedios mensuales revela que ninguno tiene un rol importante en la determinación de la variabilidad anual de la misma. Por su complejidad las nubes siguen siendo uno de los factores menos estudiados. La comparación de la irradiancia UV-B mensualmente promediada al mediodía solar para los correspondientes meses de varios años revela diferencias de hasta un 20%. Los meses de verano tienden a mostrar una mayor variabilidad que los meses de invierno. Aunque sólo con mediciones llevadas a cabo con radiómetros de banda ancha no es posible aislar las causas de esta variabilidad, la aleatoriedad de la misma es consistente con cambios en la nubosidad y con la meteorología de Córdoba. Las nubes tienen un efecto muy variado sobre la irradiancia en superficie. El efecto más comúnmente observado es una reducción de sus niveles, tanto en la UV-B como en la total. La magnitud de esta disminución está determinada fundamentalmente por el tipo de nube y su espesor óptico. Dentro del período medido se observaron reducciones mayores al 85% en la irradiancia UV-B. Por otro lado, cuando la radiación directa alcanza la superficie con un cielo parcialmente nublado con nubes tipo cumulus los niveles de irradiancia pueden ser notablemente mayores que los esperados para un día completamente despejado. Esto efecto es llamado de broken clouds y puede llevar a aumentos de más del 20% en la radiación UV-B y de casi un 40% en la total. Un ejemplo de este efecto, observado comúnmente en la ciudad de Córdoba, se muestra en la Figura 6 entre las 13:00 y las 15:00 horas. A partir del estudio de la radiación UV-B global, UV-B en el intervalo de ángulos cenitales entre 55º y 60º y de la radiación total se concluyó que la nubosidad ejerce importantes cambios en la variación horaria e interanual mientras los cambios en el ozono estratosférico son los que influyen más fuertemente en la variación anual.

Las mediciones experimentales y las observaciones directas permitieron aislar el efecto de diferentes tipos de nubes sobre la radiación UV-B, sobre la radiación total y sobre diversas magnitudes relacionadas a estas. Los tipos de nubes más comúnmente observados en Córdoba son cirrus y cumulus. Las primeras pueden provocar tanto aumentos como disminuciones en los niveles de radiación global en superficie pero siempre de pequeña magnitud. La radiación difusa se ve notablemente incrementada. Los cumulus también pueden provocar tanto disminuciones como aumentos en la radiación aunque de mucho mayor magnitud. Otra situación observada a menudo es la superposición de varios tipos de nubes bajo la cual se registraron reducciones de hasta un 85%. Para comprender la atenuación de la radiación debido a las nubes se realizaron numerosos cálculos de modelado dentro de una nube hipotética. Esto se realizó variando sus propiedades, incluyendo diferentes cargas de aerosoles y analizando los cambios en la radiación difusa, en la directa y en la global.

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La radiación total Rt experimental en días despejados se utilizó para obtener los parámetros α1 y α2 de un modelo empírico simple (Rt =α1 cosθ + α2). Este modelo muestra un excelente acuerdo con las medidas experimentales. Los coeficientes α1 y α2 no exhiben grandes variaciones de año en año demostrando que con sólo un año de mediciones se puede calcular la radiación total para días despejados de años anteriores o posteriores con muy buena certeza. Esto ha sido demostrado usando los datos del año 2000 para los cálculos de todo el período (1999-2002). En base a este modelo se observó que la radiación total es fuertemente afectada por la nubosidad pero el ciclo de la columna de ozono no tiene influencia sobre su variación anual (Fernández et al., 2007). Por otro lado, los aerosoles troposféricos, es decir las partículas, pueden reducir considerablemente la radiación UV-B aunque para valores promedio y a largo plazo su efecto queda minimizado por el efecto de las nubes. Debido a esto su efecto fue analizado en función de días despejados. De esta forma se encontró un patrón de comportamiento consistente con la meteorología de Córdoba. Este patrón se presenta en la Figura 8 y muestra disminuciones en la radiación UV-B de cerca de un 40%. Estos días, con tan alta carga de aerosoles troposféricos, se registran cada año en el período que va entre los meses de julio y octubre. Debido a que los aerosoles en Córdoba no han sido aún caracterizados y que los cálculos incluyendo aerosoles no justifican los resultados experimentales se utilizó la interacción entre los mismos para determinar algunas de sus propiedades en situaciones particulares. A partir de esto se determinó el rango de paso óptico para ciertos días en particular y se estimó un valor para el albedo de dispersión simple (ωo) más realista que el incluido en el TUV.

8-26-1998 5-19-1999 2-9-2000 11-1-2000 7-25-2001 4-17-2002 1-8-20030.6

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1.1

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ón U

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Día Figura 8: Cociente entra la radiación UV-B medida y la calculada para los años 1998-2003 en la ciudad de Córdoba.

El efecto relativo de los dos principales factores troposféricos de atenuación (nubes y aerosoles) se cuantificó a través de los factores de atenuación RT y REri (definidos como el cociente entre los valores medidos y los calculados). A partir de estos resultados se llegó a la conclusión que los aerosoles presentes en Córdoba son mejores absorbentes en el rango del UV-B que en el rango del visible mientras las nubes, en general, tienen mayor influencia en la radiación total que en la UV-B. La variabilidad anual de la radiación UV-B difusa al mediodía solar fue determinada a través de medidas experimentales, construyendo un dispositivo que bloquea la radiación directa (shadow band) durante todo el día y de cálculos de modelado. Un factor de corrección fue derivado empíricamente y corroborado por estimaciones geométricas. Utilizando este factor de corrección los valores medidos concuerdan aceptablemente bien con los calculados. También la distribución de la radiación UV-B global en directa y difusa ajusta notablemente bien con los 32


cálculos excepto para los meses de julio a septiembre. La razón de esto es una elevada carga de aerosoles troposféricos en esta época. En julio de 2000 se observó cómo durante cinco días consecutivos la radiación UV-B global disminuía (cuando en esa época se espera un aumento) mientras la radiación UV-B difusa se mantenía prácticamente constante. A partir del análisis de este episodio en particular se determinó que los aerosoles en Córdoba tienen un ωo menor al considerado en la mayoría de los modelos (0,99).

El estudio de la radiación UV-B se relaciona directamente con reacciones químicas que involucran especies de gran importancia en la atmósfera. Las reacciones y especies de interés incluyen las fotólisis del O3, del NO2 y del HCHO. A partir de cálculos para la ciudad de Córdoba se determinó la variabilidad horaria, anual e interanual, los valores mensuales promedio y la sensibilidad a diferentes factores (ozono, ángulo cenital, etc.) de los coeficientes de disociación para estas reacciones. A partir de estos cálculos y de las medidas de irradiancia UV-B se encontraron relaciones empíricas simples (directas o cuadráticas) que permiten estimar los valores de J para estas reacciones a partir de datos experimentales. También fue estudiado el efecto de la disminución de la columna de ozono sobre estas reacciones. Aquí se observó que la reacción más afectada fue O3 → O2 + O(1D). El valor de J para esta reacción aumenta por un factor de 3 por una disminución de un 50% en la columna total de ozono.

3.4 Conclusiones La relación entre mediciones experimentales de banda ancha, observaciones directas y cálculos de modelado permitió observar, comparar y cuantificar los efectos de factores tan complejos como las nubes, los aerosoles y el ozono estratosférico sobre la climatología de la radiación UV-B, eritémica y total en la ciudad de Córdoba.

La variación anual de la radiación UV-B en la ciudad de Córdoba está determinada por el cambio en el ángulo cenital. Los principales factores que la afectan, determinando así la variación diaria e interanual, son las nubes, el ozono estratosférico y los aerosoles troposféricos. A partir del estudio de la radiación UV-B en el intervalo de ángulo cenitales entre 55º y 60º se observó que los cambios a corto plazo en la radiación UV-B están determinados por la variación en la nubosidad mientras los cambios en el ozono estratosférico son los que ejercen el control a largo plazo.

Las nubes son de carácter aleatorio por lo que su efecto no muestra un patrón a lo largo del año. Los tipos más comúnmente observados en Córdoba son del tipo cirrus y cumulus. En la variación diaria pueden disminuir la radiación hasta en un 85% o aumentarla hasta en un 40% comparada con el mismo día despejado. En general, afectan más la radiación total que la UV-B pero no pueden ser incluidas en los modelos debido a la falta de caracterización de sus propiedades físicas, a su complejidad y a su rápida variación.

La columna total de ozono sobre Córdoba se ha mantenido estable durante los últimos 10 años con cambios moderados entre días sucesivos. Su variación anual muestra un máximo que varía entre los meses de agosto a septiembre y un mínimo que varía entre marzo y mayo influyendo así en el máximo y mínimo anual de la radiación UV-B. El valor promedio en la última década fue de 283 UD. El “agujero de ozono” antártico no afecta directamente los niveles de radiación UV-B en Córdoba aunque, esporádicamente, masas pobres en ozono determinan un aumento en los niveles de esta radiación en superficie.

Debido a la meteorología de Córdoba los aerosoles en la ciudad muestran un patrón similar cada año, tanto en comportamiento como en propiedades. La carga de aerosoles aumenta notoriamente entre los meses de agosto a octubre determinando caídas en la radiación UV-B al mediodía solar de hasta un 34%. La radiación difusa y los coeficientes de fotólisis (J) muestran aumentos de hasta un 9% para ángulos cenitales menores de 45º. En base a los factores de atenuación (R) se determinó que los aerosoles en Córdoba son mejores absorbentes en el rango

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de la radiación UV-B que en el rango de la radiación total. Los valores de los parámetros utilizados en el modelo para representar los aerosoles no justifican las reducciones observadas en la radiación. En este trabajo se determinó el rango de valores de algunos de los parámetros que llevan a un buen acuerdo con las mediciones y cálculos aunque, por el momento, no pueden verificarse experimentalmente.

Se realizaron cálculos de los coeficientes de fotólisis para reacciones químicas de interés troposférico. Estas reacciones involucran las especies O3, NO2 y CH2O. Se encontraron relaciones empíricas entre la irradiancia UV-B al mediodía solar y JO3→O(1D), JO3→O(3P), JNO2→O(3P), JCH2O→H y JCH2O→H2 (Palancar and Toselli, 2004; López et al., 2008).

Si bien el periodo de medición es un plazo relativamente corto para una evaluación estadísticamente representativa de las tendencias en la radiación. Sin embargo, es un período de suficiente duración como para ser representativo de la variabilidad interanual. Por esto puede ser considerado como un primer paso hacia el establecimiento de la climatología UV local, dato fundamental para poder realizar el modelado de las reacciones químicas que ocurren en la atmósfera de la región. Asimismo debe ser considerado como un aporte a la red geográfica mundial de medidas de radiación UV-B de alta calidad (Andrada et al., 2008).

4 AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen a SeCyT (UNC), CONICET y FONCYT por el apoyo económico recibido para realizar este trabajo de investigación y a la Secretaría de Medio Ambiente de la Municipalidad de Córdoba por los datos de calidad de aire. María Laura López agradece a Fundación YPF por un subsidio para realizar este trabajo de investigación. Rafael Fernández agradece a CONICET por la beca doctoral recibida.

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AERONET database to calculate surface solar UV-B irradiance in Córdoba, Argentina. Comparison with measurements. Atmospheric Environment, 42, 6011-6019, 2008.

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4. Fernández R.P., Palancar G.G., Madronich S., Toselli B. M. Photolysis rate coefficients in the upper atmosphere: Effects of Line by Line calculations of the O2 absorption cross section in the Schumann-Runge bands. Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 114, 1-11, 2007.

5. Giovannoni, J.M., Clappier A., Russell A.. Ozone control strategy modeling and evaluation for Athens, Greece: ROG vs NOx effectiveness and the impact of using different wind field preparation techniques. Meteorology and Atmospheric Physics, 57, 3-20, 1995.

6. López, M.L., Palancar G.G., Toselli B.M. Effects of clouds on the surface UV-B and total solar irradiance at southern mid-latitudes: CMF determinations at Córdoba, Argentina. Atmospheric Environment, enviado, 2008.

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10. Palancar G.G., Fernández R.P., Toselli B.M. Photolysis rate coefficients calculations from broadband UV-B irradiance: model-measurement interaction. Atmospheric Environment, 39, 857-866, 2005.

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CALIDAD DEL AIRE Y SALUD INFANTIL EN ÁREAS URBANAS E INDUSTRIALES DE LA PLATA Y ENSENADA, ARGENTINA

Natalia Cianni1, Andrea Müller2, Paola Lespade1, Myriam Aguilar1, Natalia Matamoros1, Esteban Colman1, Mariana Martín3, Verónica Chiapperini3, Luciano Bussi4, Laura

Massolo1, Fernando Wichmann4, Andrés Porta1, 5

1. CIMA, Centro de Investigaciones del Medio Ambiente, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata. 47 y 115. 1900 – La Plata. Tel./fax: 0221-4229329

2. UFZ, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH –UFZ , Department of Human Exposure Research and Epidemiology, Leipzig-Halle, Germany.

3. Facultad de Trabajo Social, Universidad Nacional de La Plata. 9 y 63. 1900 – La Plata 4. IDIP (Instituto de Desarrollo de Investigaciones Pediátricas), Hospital de Niños “Sor María

Ludovica” de La Plata. 16 y 63. 1900 – La Plata 5. División Química Analítica, Facultad de Ciencias Exactas, UNLP

* Correspondencia a [email protected]

Palabras Clave: contaminación ambiental, epidemiología, patología respiratoria en niños

Resumen: Se presenta un estudio desarrollado por profesionales del Centro de Investigaciones del Medio Ambiente, la Facultad de Trabajo Social, ambos de la Universidad Nacional de La Plata –UNLP-, y el Hospital de Niños de La Plata donde se analizan los efectos de la contaminación ambiental sobre la salud infantil. A tal efecto, se aplican metodologías epidemiológicas (encuestas según criterios ISAAC -International Study of Asthma and Allergies in Childhood-, analizadas por Epi-Info), se determinan volúmenes respiratorios en niños de 6-12 años y se cuantifican los niveles de compuestos volátiles orgánicos (COVs) en el aire intramuros y extramuros. El estudio se realiza en niños residentes en Ensenada (donde se localiza un Polo Petroquímico), en La Plata (zona de alto tránsito vehicular) y en zonas con bajos niveles de COVs extramuros: una residencial y otra semi-rural. Se completaron, cargaron y analizaron 1182 encuestas. Se realizaron 181 espirometrías y se determinaron los niveles de COVs, intramuros y extramuros, mediante monitoreadores pasivos. El análisis estadístico evidencia correlaciones (Odds Ratio >1) entre exposición a contaminantes y diversas patologías: cercanía a industria petroquímica con patologías de tipo respiratorio; vivir sobre una calle de tránsito intenso con cefalea, alergia y fotosensibilidad; ambientes interiores contaminados con tos persistente y rinitis. El análisis espirométrico señala que los niños de Ensenada presentan una disminución en el VEF1 (volumen espiratorio forzado en el primer segundo) con significancia estadística distinta que los de las zonas restantes. Los niveles de COVs en aire extramuros, son superiores en Mosconi, siguiendo La Plata; mientras que las zonas residencial y semi-rural presentan valores menores y similares entre sí. 1 INTRODUCCIÓN El predominio de asma y otras patologías respiratorias en la infancia ha aumentado notablemente en las últimas décadas, evidenciándose que la exposición a contaminantes atmosféricos constituye un importante factor de riesgo para la salud de la población. Estudios epidemiológicos y toxicológicos recientes sugieren que el aumento de la morbi-mortalidad en niños por patología respiratoria se encuentra estrechamente relacionado con la exposición crónica a material particulado y compuestos químicos, tales como los hidrocarburos aromáticos policíclicos, como el benzo(a)pireno, y los volátiles (COVs) como benceno, tolueno y xileno. En tal sentido actualmente se estudia la influencia del tráfico y de los combustibles para calefaccionar, además

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Calidad del aire en la Ciudad de La Plata Cianni et al.

de las diversas fuentes industriales, priorizando la composición cualitativa y cuantitativa del aire, y de manera complementaria los efectos sobre la salud asociados a esta exposición (1-6). En particular, los compuestos orgánicos volátiles (COVs) comprenden un grupo importante de contaminantes de aire, tanto a nivel intramuros como extramuros. Muchos de estos compuestos tienen influencia sobre la salud humana, actuando como tóxicos, irritantes de mucosas y conjuntivas, generando alteraciones del sistema nervioso, incluso algunos son reconocidos carcinógenos, como el benceno y el percloroetileno. La exposición a COVs puede causar efectos a nivel respiratorio, generando una disminución de la función pulmonar, y alergias. Estos síntomas se han visto incrementados en poblaciones cercanas a rutas de alto tránsito vehicular, o en proximidad de establecimientos industriales (4, 6-9). En general, los niños transcurren mas del 80% de su tiempo en ambientes intramuros (domicilios, escuelas, guarderías). Los niños son más vulnerables a los efectos de la contaminación del aire que los adultos porque están creciendo y desarrollándose: respiran más aire en proporción al peso de su cuerpo y pasan más tiempo jugando en el piso donde los contaminantes se acumulan y son arrastrados por el aire. Por tal motivo, resulta fundamental conocer los niveles de COVs en hogares y escuelas para poder asociarlos con las medidas de efectos en la salud, directas o indirectas (10-12). Entre las medidas directas, se destaca la espirometría, prueba de función respiratoria que permiten conocer los flujos y capacidades pulmonares de los niños potencialmente afectados. Entre los métodos indirectos, ha adquirido en las últimas décadas gran relevancia el uso de encuestas epidemiológicas basadas en estudios internacionales como ISAAC1 y GINA2. (13-15). Respecto a la región de estudio, ésta cuenta con una población aproximada de 700.000 habitantes y presenta dos importantes fuentes emisoras de contaminantes. En primer lugar, un importante polo industrial petroquímico, en el cual se destaca la refinería de petróleo más importante del país, con una capacidad de procesamiento de unos 38.000 m3/día de crudo. Cercana a ésta, se ubican otras industrias subsidiaras productoras de compuestos aromáticos (benceno, tolueno, xilenos), alifáticos (pentano, hexano, heptano), anhídrido maleico y coque de petróleo, entre otros. Por otro lado, el casco urbano de La Plata con un tránsito vehicular de unos 180.000 automotores registrados, algunos con motores diesel utilizados para el transporte de pasajeros o cargas de la más variada índole (6, 16, 17). En esta presentación se muestran los resultados obtenidos durante dos años de trabajo conjunto entre el Centro de Investigaciones del Medio Ambiente (CIMA), el Instituto de Desarrollo de Investigaciones Pediátricas del Hospital de Niños de La Plata (IDIP) y la Cátedra Trabajo Social I de la Facultad de Trabajo Social (UNLP), en el cual se analizan los niveles de COVS y los efectos sobre la salud de la población infantil, mediante encuestas de tipo epidemiológica y estudios de espirometría en niños entre 6 - 12 años de edad. 2 METODOLOGÍA 2.1 Región de estudio Seleccionada en función del relevamiento previo de parámetros de calidad de aire en distintos sitios de La Plata y alrededores (6, 16, 17). Fueron elegidos los siguientes sectores:

• Zona de influencia del Polo Petroquímico de Ensenada (zona industrial, I) • Zona con influencia de tránsito vehicular (casco urbano de La Plata, U) • Zona control (mínima influencia de tránsito y emisiones industriales): Barrio Aeropuerto, semi-rural (SR); City Bell, residencial, (R).

2.2 Encuestas:

1 ISAAC: International Study of Asthma and Allergies in Childhood (www.isaac.org) 2 GINA: Global Strategy For Asthma Management And Prevention (www.ginasthma.com)

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En acuerdo con las exigencias internacionales (14, 15) se relevan datos de los participantes, historia clínica (individual y familiar), características de la zona de residencia, de la vivienda, datos demográficos del grupo familiar y las autorizaciones individuales correspondientes para la realización de la encuesta, la espirometría y la colocación de monitoreadores pasivos. Las encuestas fueron evaluadas y aprobadas por el Comité de Ética del Hospital de Niños de La Plata. Se relevaron unas 300 encuestas por zona, seleccionando al azar entre las familias que aceptaron participar en este estudio. Los datos fueron volcados y analizados mediante el sistema Epi-info, utilizando como criterio de correlación estadística el valor correspondiente al “Odds ratio” (6, 18). 2.3 Pruebas de funcionalidad respiratoria: Se realizaron pruebas espirométricas con y sin respuesta broncodilatadora, utilizando un espirómetro portátil, oportunamente calibrado. Para tal fin fueron seleccionados al azar los niños en función de las autorizaciones recibidas (13, 19, 20). 2.4 Muestreo y Análisis de COVs: Se realizó mediante monitoreadores pasivos (3M Monitor 3500) colocados durante 30 días en viviendas familiares escogidas al azar. Para el análisis se utilizó CGL, detección FID y espectrómetro de masa (6, 16, 17). Se analizaron 20 COVs: cloruro de vinilo, cloroetano, hexano, metiletil cetona, cloroformo, tetracloruro de carbono, ciclohexano, dicloroetileno, benceno, tricloroetileno, metilciclohexano, metilisobutil cetona, tolueno, percloroetileno, clorobenceno, etilbenceno, m-xileno, p-xileno, estireno y o-xileno. 3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 3.1 Encuestas: Fueron relevadas, cargadas y analizadas en el sistema Epi-info 1182 encuestas, cubriendo la totalidad de las zonas escogidas (Figura 1). El análisis estadístico directo entre variables simples evidencia correlaciones (Odds ratio >1) entre reconocidas fuentes de contaminación y diversas patologías. Los resultados hallados se presentan en la Tabla 1. En la misma se puede observar correlaciones significativas entre cercanía a industria de gran envergadura y diversos síntomas relacionados con patologías de tipo respiratorio (crisis bronco-obstructiva, respiración sibilante, sensación de opresión torácica, disnea, tos persistente nocturna o al levantarse). Estos resultados concuerdan con datos publicados por otros autores para situaciones similares (2-5, 7-9). También se puede observar correlaciones entre vivir sobre una calle de tránsito intenso (calle principal) y diversas afecciones tales como cefalea, alergia y fotosensibilidad. En estudios realizados en la ciudad de Mendoza y Leipzig (Alemania) utilizando una herramienta metodológica de similares características se encontró también correlación entre alergia y emisiones atribuidas al transito vehicular (21). Resultados similares son reportados en bibliografía. Otro dato de interés encontrado y que se relaciona con la contaminación de ambientes interiores (fuente reconocida de compuestos orgánicos volátiles), es la correlación entre la renovación de interiores con tos persistente y con rinitis. También relacionado con los ambientes interiores se encontró correlación significativa entre presencia de peluches (símil piel sintética con vellosidades y gran superficie específica) en la habitación de los niños y reacción alérgica.

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Tabla 1. Encuesta epidemiológica- Análisis estadístico VARIABLES ODDS RATIO INTERVALO

Cercanía a industria - crisis broncoobstructiva 1,8 1,2-2,7 Cercanía a industria- respiración sibilante 1,9 1,3-2,7 Cercanía a industria-sensación de opresión torácica 1,8 1,2-2,6 Cercanía a industria-disnea 1,8 1,3-2,7 Cercanía a industria-tos persistente (nocturna o al levantarse)

1,6 1,2-2,2

Calle principal-cefalea 3,9 2,4-6,4 Calle principal-alergia 2,4 1,1-5,1 Calle principal-piel fotosensible 1,9 1,3-2,8 Renovación de interiores-tos persistente (nocturna o al levantarse)

1,7 1,1-2,6

Renovación de interiores-rinitis 3,4 1,6-7,1 Peluches-reacción alérgica 3,0 1,4-6,5

Figura 1. Relevamiento de encuestas

3.2 Espirometrías: Se realizaron 181 espirometrías en niños distribuiros en las distintas zonas. En la figura 2 se presentan los resultados obtenidos. Una primera observación importante, que surge de la figura 2, es que los valores de FEV1% correspondientes a Ensenada presentan una diferencia estadísticamente significativa en relación a las otras áreas estudiadas. Por otro lado, los niños de La Plata y City Bell presentan mejor función pulmonar que los niños de Ensenada y Aeropuerto. Los niños de Ensenada presentaron mayor respuesta broncodilatadora que los de La Plata, City Bell y Aeropuerto. Es decir, los niños que viven en las inmediaciones del Polo Petroquímico presentan mayor reactividad bronquial que el resto. Los valores de VEF1% corresponden a las medianas de cada grupo zonal.

40


Figura 2. Análisis estadístico de espirometrías (programa SPSS, ANOVA una vía)

3.3 Monitoreo de COVs Los resultados obtenidos coinciden con los hallados en estudios anteriores (6, 16 y 17) en cuanto a sus valores y las tendencias observadas: diferencias en la concentración de algunos grupos de compuestos y de compuestos individuales, cuando se comparan los sitios de muestreo entre si y la relación intramuros - extramuros. Como se puede observar en la figura 3, la concentración de COVs totales en aire extramuros, permanece superior en la zona industrial, sigue en orden decreciente La Plata, mientras que Barrio Aeropuerto y City Bell valores menores y similares entre si. Además se observa una prevalencia de compuestos aromáticos en aire intra y extramuros en todas las zonas estudiadas, aunque la proporción de alifáticos aumenta en la zona con influencia industrial. Confirmando la importancia de la fuente industrial, con respecto a los compuestos individuales, se mantiene la concentración significativamente superior de benceno y hexano en el área industrial, en el aire intra y extra muros. Del mismo modo, si bien la concentración extramuros de tolueno en zona industrial se mantiene superior, los niveles intramuros son similares en todas las zonas.

41


0

50

100

150

200

250

300

I U SR R I U SR R

Intramuros Extramuros

VOC

[µg/

m3] Terpenos

CloradosCicloalcanosAromáticosAlcanos

Figura 3. Valores medios de COVs

4 CONCLUSIONES Estos resultados ponen en relieve la asociación entre la presencia de contaminantes ambientales, compromiso pulmonar y exacerbación de reacciones alérgicas, fundamentalmente en niños con predisposición. Este tipo de estudio contribuye a que el sector científico-académico en su papel de observador imparcial, pero comprometido con la problemática de la comunidad que lo rodea, aporte datos de relevancia a las autoridades ambientales y sanitarias para priorizar medidas tendientes a resguardar la salud pública. En este momento se está desarrollando una segunda etapa de profundización del estudio, añadiendo un número mayor de espirometrías y análisis de COVs, e incorporando el monitoreo de mohos intramuros como fuente de COVs en particular los denominados MCOVs. 5 AGRADECIMIENTOS: El presente estudio fue desarrollado mediante subsidios recibidos de la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires (CIC-PBA) y la Universidad Nacional de La Plata (UNLP). Cianni es Becaria de la (CIC-PBA). A. Porta es Investigador de la (CIC-PBA)

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6 REFERENCIAS BILBLIOGRÁFICAS:

. Peters JM, Avol E, Gauderman WJ, Linn WS, Navidi W, London SJ, Margolis H, Rappaport

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xics Relative to Asthma. Environmental

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43


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ESTIMACIÓN DEL RIESGO ASOCIADO A PAHs EN AMBIENTES

URBANOS E INDUSTRIALES

Massolo L(1); Müller A(2); Rehwagen M(2); Porta A(1), Herbarth, O(2,3); Ronco, A (1)

(1) CIMA, Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas,

Universidad Nacional de La Plata, 47 y 115, 1900-La Plata, Argentina

[email protected]

(2) Helmholtz Centre for Environmental Research –

UFZ, Department of Human Exposure Research and Epidemiology

Permoserstr. 15, 04318 Leipzig, Germany

(3) Department of. Environmental Medicine and Hygiene,

Faculty of Medicine, University of Leipzig,

Liebigstrasse 27, 04103 Leipzig, Germany

Palabras clave: PAHs, material particulado en suspensión, estimación de riesgo

Resumen: Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) son compuestos orgánicos semivolátiles que existen en la atmósfera en fase gaseosa o asociados a material particulado en suspensión teniendo su origen en diversos procesos de combustión. En el presente estudio las concentraciones de 16 PAHs asociados a material particulado en suspensión fueron determinadas considerando la variación estacional en tres zonas (urbana, industrial y semi-rural) de La Plata, Argentina. Los PAHs fueron analizados por HPLC detección fluorescencia previa extracción por “clean-up” utilizando hexano como solvente. La zona industrial presentó valores mayores que la urbana, siendo ambos mayores que los correspondientes a la zona semi-rural. La estimación del riesgo asociado a PAHs teniendo en cuenta factores de equivalencia tóxicos muestra para la zona industrial valores de benzo(a)pireno equivalentes 2 veces mayores que la zona urbana y 10 veces mayores que la zona semi-rural. Teniendo en cuenta el concepto de unidad de riesgo se determina para la zona industrial un riesgo dos veces mayor que para la zona urbana y seis veces mayor que para la zona semi-rural. Estos resultados permiten concluir que la calidad del aire ambiente en lo que se refiere a compuestos orgánicos asociados a material particulado en suspensión determina un mayor riesgo para la salud para los habitantes de la zona urbano-industrial, el cual debería ser considerado al momento de incorporar estrategias de control de emisiones y mejorar la calidad del recurso. 1- INTRODUCCIÓN

Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs) son compuestos semivolátiles que existen en la atmósfera en fase gaseosa o asociados a material particulado en suspensión teniendo su origen en diversos procesos de combustión. Es bien conocido que algunos PAHs son mutagénicos y

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Estimación del riesgo asociado a PAHs Massolo et al.

carcinogénicos. El compuesto más estudiado y que se usa habitualmente como indicador de riesgo carcinogénico asociado a PAHs en aire es el benzo[a]pireno (IARC, 1983, WHO, 2000 a,b). En tal sentido, sobre la base de diversos estudios epidemiológicos, la OMS considera el BaP como un índice de carcinogenicidad por PAHs (WHO, 2000 a,b). En muchos estudios el riesgo asociado a la inhalación de PAHs carcinogénicos es estimado utilizando factores de equivalencia tóxicos (TEFs), que expresen la potencia relativa de los PAHs individuales comparados con el BaP. El desarrollo de los TEFs ayuda a caracterizar más precisamente las propiedades carcinogénicas de una mezcla de PAHs (Nisbet y LaGoy; 1992; Lodovici et al., 2003; Fang et al., 2004). Se han propuesto distintos valores de TEFs para los PAHs individuales; en tal sentido, la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos –USEPA- separa a los PAHs en dos subclases: compuestos carcinogénicos y no carcino-génicos, aplicando un TEF de 1 a todos los compuestos considerados como carcinogénicos y un TEF de 0 a los PAHs no carcinogénicos (USEPA, 1984). No obstante, la información disponible indica que no todos los compuestos tienen la misma potencia carcinogénica; por lo tanto los TEFs desarrollados por la USEPA tienden a sobreestimar el riesgo. Luego Nisbet y La Goy (1992) desarrollan una nueva lista de TEFs que parece refleja mejor el estado actual de conocimiento sobre la potencia relativa de los PAHs individuales. Otra forma de evaluar el riesgo asociado a la exposición a PAHs en aire ambiente es aplicando el concepto de unidad de riesgo haciendo referencia a la tasa de cáncer que el contaminante puede causar para un determinado nivel de exposición. Este concepto permite comparar el potencial cancerígeno de diferentes contaminantes. Entre los niveles guía recomendados por la Organización Mundial de la Salud (OMS) encontramos una unidad de riesgo de 8,7 x 10-2

(µg/m3)-1para los PAHs, expresados como BaP (IPCS, 1998; OPS, 2000; WHO, 2000a). 2- MATERIALES Y MÉTODOS La zona de estudio corresponde a La Plata y alrededores. En este sector se concentra un importante Polo Industrial de la Provincia de Buenos Aires en donde se encuentra la refinería más importante de Argentina. Se seleccionaron tres estaciones de muestreo en en función de las características de la región y de estudios preexistentes de calidad de aire realizados:

1. Zona industrial: zona de influencia neta del Polo Petroquímico. El complejo industrial se encuentra aproximadamente a 6 km noreste del casco urbano de la ciudad de La Plata.

2. Zona urbana: sector céntrico de la ciudad de La Plata, en una zona de alto tránsito vehicular dado por transporte público y particular.

3. Zona semi-rural (control): ubicada aproximadamente a 8 km hacia el sudeste de la ciudad de la Plata con bajo tránsito vehicular y escasas industrias de pequeña envergadura.

Las muestras de material particulado en suspensión con diámetro <10 μm fueron obtenidas mediante un equipo de alto volumen durante un mes en invierno y verano. Para el análisis de PAHs, las muestras fueron extraídas utilizando hexano en un sistema de extracción acelerada Los PAHs fueron aislados por medio de cromatografía en columna (clean up) y analizados por cromatografía líquida de alta performance (HPLC) con detección por fluorescencia (Massolo et al, 2002; Rehwaghen et al, 2005) Teniendo en cuenta que los datos presentan una distribución asimétrica, fueron seleccionados para el análisis estadístico de los mismos métodos no paramétricos; en particular se utilizó el método de Mann-Whitney U-Test (ZAR, 1998). Todos los cálculos estadísticos fueron realizados con Statistica 6.0. En el análisis de los datos se consideraron 15 PAHs de los 16 recomendados por la USEPA debido a que el acenaftileno se encuentra en todos los casos por debajo del límite de detección. Con respecto a la evaluación del riesgo asociado a PAHs adsorbidos al material particulado en suspensión, se utilizaron los valores de TEFs propuestos por Nisbet y LaGoy (1992) que se

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presentan en la Tabla 1. Los valores de TEFs desarrollados por estos autores son los más utilizados actualmente. En cuanto a la estimación basada en la unidad de riesgo, se utilizaron los cálculos de incremento del riesgo asociados a valores límites de BaP estimados por la organización Mundial de la Salud y la Unión Europea (WHO, 2000 a,b; EU, 2001).

Tabla 1: Valores de TEFs propuestos por Nisbet y LaGoy (1992) para PAHs individuales

Compuesto TEFs Naftaleno 0,001 Acenafteno 0,001 Fluoreno 0,001 Fenantreno 0,001 Antraceno 0,01 Fluoranteno 0,001 Pireno 0,001 Benz[a]antraceno 0,1 Criseno 0,01 Benzo[b]fluoranteno 0,1 Benzo[k]fluoranteno 0,1 Benzo[a]pireno 1 Dibenz[a,h]antraceno 1 Benzo[ghi]perileno 0,01 Indeno[1,2,3-cd]pireno 0,1

3- RESULTADOS Y DISCUSIÓN 3.1 Distribución de PAHs Se presentan en la Tabla 2 los resultados obtenidos en el análisis químico de los extractos orgánicos asociados a PM10 correspondientes a los 15 PAHs analizados para las distintas zonas de estudio teniendo en cuenta la variación estacional invierno verano. Los resultados muestran que las concentraciones totales de PAHs asociados a PM10 en el área urbana e industrial son significativamente mayores que los valores hallados para la zona semi-rural. Se encuentran diferencias significativas entre zona industrial y urbana comparadas con la zona semi-rural para la suma de PAHs, la suma de compuestos carcinogénicos y la mayoría de los compuestos individuales, especialmente los de mayor número de anillos. No obstante, si bien la zona industrial presenta valores mayores que la urbana, no se encontraron diferencias significativas entre ambas zonas para ninguno de los compuestos (Mann-Whitney-U-Test). Se observó que las concentraciones de PAHs tienden a ser mayores en invierno que en verano. Este comportamiento se debe a factores meteorológicos (mayor estabilidad atmosférica en invierno), mayor emisión en época invernal (calefacción doméstica con madera y carbón) y la reducción de la reactividad atmosférica en invierno. Sin embargo, no se encontraron diferencias significativas entre verano e invierno en todas las zonas de estudio. En general, los datos encontrados en la literatura sobre niveles de PAHs en aire ambiente son escasos comparados con otros contaminantes clásicos como SO2, por ejemplo. Esto puede ser explicado por dos motivos: por un lado la complejidad y el costo del muestreo y los procedimientos analíticos requeridos y por otro lado el hecho de que sólo en muy pocos países existen bases legales que requieran el monitoreo de PAHs (EU, 2001).

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Tabla 2: Concentraciones medias y medianas de PAHs expresadas en ng/m3 para invierno y verano estudiadas en las distintas zonas.

Concentración (ng/m3)

Zona industrial Zona urbana Zona semi-rural

Invierno Verano Invierno Verano Invierno Verano Compuesto

Media Mediana

Media Mediana

Media Mediana

Media Mediana

Media Mediana

Media Mediana

0,182 0,151 0,109 0,179 0,083 0,109 Naftaleno 0,063 0,151 0,056 0,115 0,104 0,091 0,027 0,006 0,006 0,003 0,002 0,003 Acenafteno 0,011 0,006 0,006 0,002 <0,001 0,002 0,013 0,012 0,015 0,015 0,007 0,004 Fluoreno 0,010 0,012 0,018 0,011 0,010 0,002 0,113 0,066 0,124 0,094 0,059 0,024 Fenantreno 0,081 0,066 0,119 0,084 0,073 0,018 0,028 0,009 0,018 0,011 0,004 0,004 Antraceno 0,027 0,009 0,015 0,009 0,004 0,002 0,197 0,180 0,186 0,144 0,070 0,082 Fluoranteno 0,218 0,180 0,143 0,161 0,100 0,051 0,262 0,083 0,298 0,130 0,088 0,064 Pireno 0,252 0,083 0,256 0,130 0,107 0,027 0,697 0,116 0,257 0,138 0,061 0,058 Benz[a]antraceno 0,745 0,116 0,251 0,164 0,075 0,017 0,788 0,199 0,443 0,195 0,096 0,093 Criseno 0,711 0,199 0,388 0,223 0,111 0,031 1,784 0,697 0,875 0,578 0,200 0,191 Benzo[b]fluoranteno 1,810 0,697 0,668 0,520 0,235 0,125 0,571 0,220 0,316 0,183 0,081 0,066 Benzo[k]fluoranteno 0,523 0,220 0,252 0,190 0,085 0,038 0,976 0,293 0,482 0,229 0,101 0,124 Benzo[a]pireno 0,821 0,293 0,452 0,205 0,118 0,062 0,236 0,076 0,069 0,047 0,013 0,023 Dibenz[a,h]antraceno 0,147 0,076 0,040 0,026 0,015 0,026 1,808 0,971 1,612 0,850 0,194 0,310 Benzo[ghi]perileno 1,955 0,971 1,146 0,753 0,221 0,202 1,410 0,517 0,928 0,454 0,219 0,206 Indeno[1,2,3-cd]pireno 1,492 0,517 0,653 0,452 0,256 0,155 9,092 3,597 5,738 3,250 1,278 1,361 Suma PAHs 9,080 3,597 4,584 3,295 1,538 0,816 5,856 2,071 3,036 1,807 0,757 0,777 Suma PAHs

carcinogénicos 5,794 2,071 2,447 1,815 0,909 0,490 Además estos compuestos generalmente forman parte de mezclas complejas, lo cual dificulta el desarrollo de guías específicas para los mismos. En tal sentido, en muchos trabajos se utiliza al BaP como indicador para representar el potencial carcinogénico asociado a mezclas de PAHs en aire ambiente, si bien esta situación puede provocar una subestimación del mismo (WHO, 2000a).

48


Los niveles medios hallados para BaP en aire ambiente en áreas rurales de países de la Comunidad Europea varían entre 0,1 y 1 ng/m3 mientras que para áreas urbanas dichos niveles varían entre 0,5 y 3 ng/m3, pudiendo llegar hasta 30 ng/m3 en la cercanía a ciertas industrias (WHO, 2000a; EU, 2001). Los niveles de BaP obtenidos en el presente estudio se encuentran entre 0,07 y 1 ng/m3, encontrándose por debajo de estos rangos. Los niveles hallados en zona urbana son similares a los hallados en Gran Canaria - 0,34 ng/m3 - (Vera Castellano et al., 2003) y dos veces mayores a los hallados en Los Ángeles, Estados Unidos - 0,14 ng/m3 - (Naumova et al., 2002) y Melbourne, Australia - 0,17 ng/m3 -. Comparando con una ciudad industrializada de Latinoamérica como San Pablo, cabe denotar que los niveles de BaP hallados en el presente estudio son menores a los hallados en la misma - 2,7 ng/m3 - (De Martinis et al., 2002). Es importante destacar que la Unión Europea, tomando en consideración diversas evidencias científicas, en función de reducir el riesgo para la salud relacionado con la exposición a PAHs, recomienda futuras regulaciones para los mismos con un límite de BaP asociado a PM10 entre 0,5-1,0 ng/m3 para la media anual. Por otra parte, es importante considerar que la Unión Europea recomienda además de medir el compuesto representativo BaP, hacerlo también con otras especies para tener adecuada información con un amplio espectro de PAHs que permita construir un banco de datos comparable y consistente sobre las tendencias de PAHs en aire ambiente. Las especies a determinar deben incluir al menos benz[a]antraceno, isómeros b,j,k del benzofluoranteno, indeno[1,2,3-cd]pireno, dibenz[a,h]antraceno y fluoranteno (EU, 2001). 3.2 Estimación del riesgo asociado a PAHs por factores de equivalencia tóxicos En función de los TEFs propuestos por Nisbet y LaGoy (Tabla 1) se presentan en la Tabla 3 las concentraciones medias de PAHs asociados a PM10 en las distintas zonas de estudio expresadas como equivalentes de BaP (BaPeq) para el período invernal y estival. Las mismas fueron calculadas multiplicando las concentraciones de cada PAH en la mezcla por su correspondiente valor de TEF. Los valores correspondientes a la suma de BaPeq. hallados en el presente estudio muestran que la zona industrial presenta valores hasta 2 veces mayores que la zona urbana y hasta 10 veces mayores que la zona semi-rural, mientras que la zona urbana presenta valores alrededor de 4 veces mayores que la zona semi-rural. En este caso, se asume que los riesgos individuales estimados para cada compuesto son aditivos (IPCS, 1998). La contribución del BaP a la actividad carcinogénica total resulta ser entre el 54 y el 60%. Estos resultados confirman la importancia del BaP como compuesto indicador de mezclas de PAHs en aire ambiente. Otros compuestos carcinogénicos como benzo[b]fluoranteno e indeno[1,2,3-cd]pireno que se encuentran dentro de los compuestos predominates en la mezcla de PAHs, parecen tener un rol menor en la carcinogenicidad asociada a dicha mezcla. En contraste, aunque el dibenz[a,h]antraceno se encuentra en concentraciones menores, su contribución relativa al potencial carcinogénico es mayor debido a su mayor TEF. En tal sentido algunos autores sugieren que además de BaP como indicador de riesgo asociado a PAHs en aire ambiente, también debe ser considerado el dibenz[a,h]antraceno (Menichini et al., 1999; Lodovici et al., 2003). Resultados similares a los presentados en este trabajo fueron hallados en otros estudios realizados en distintas ciudades de Europa (Petry et al., 1996; EU, 2001; Lodovici et al., 2003), mientras que en otros lugares como Copenhague y Taiwan los resultados hallados en ambientes industriales, urbanos y suburbanos fueron mayores (Nielsen et al., 1996; Fang et al., 2004).

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Tabla 3: BaPeq. (ng/m3 ) para los PAHs analizados en las distintas zonas de estudio

Invierno Verano Compuesto

Industrial Urbana Semi-ruralIndustri

al Urbana Semi-rural

Naftaleno < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 Acenafteno < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 Fluoreno < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 Fenantreno < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 Antraceno < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 Fluoranteno < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 Pireno < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 < 0,001 Benz[a]antraceno 0,070 0,026 0,006 0,012 0,014 0,006 Criseno 0,008 0,004 < 0,001 0,002 0,002 < 0,001 Benzo[b]fluoranteno 0,178 0,087 0,020 0,070 0,058 0,019 Benzo[k]fluoranteno 0,057 0,032 0,008 0,022 0,018 0,007 Benzo[a]pireno 0,976 0,482 0,101 0,293 0,229 0,124 Dibenz[a,h]antraceno 0,236 0,069 0,013 0,076 0,047 0,023 Benzo[ghi]perileno 0,018 0,016 0,002 0,010 0,008 0,003 Indeno[1,2,3-cd]pireno 0,141 0,093 0,022 0,052 0,045 0,021 Suma BaPeq. 1,684 0,810 0,173 0,537 0,422 0,203 Contribución del BaP a la actividad carcinogénica total

57,9 % 59,5 % 58,2 % 54,7 % 54,3 % 61,0 %

3.3 Estimación del riesgo asociado a PAHs en función de la unidad de riesgo La Organización Mundial de la Salud estima una unidad de riesgo de 8,7 x 10-2 (μg/m3)-1 para los PAHs, expresados como BaP (WHO 2000a; OPS, 2000). Sobre la base de este valor de unidad de riesgo, la OMS calcula posibles riesgos asociados a valores de BaP expresados como incremento del riesgo (por exposición al valor durante toda la vida) de 1x10-6, 1x10-5 , 1x10-4 para concentraciones de BaP de 0,01; 0,1 y 1 ng/m-3 respectivamente (WHO 2000a; EU, 2001). En nuestro estudio, si consideramos el valor promedio de BaP entre invierno y verano, las concentraciones son 0,748; 0,381 y 0,114 para zona industrial, urbana y semi-rural respectivamente. Por lo tanto, el incremento del riesgo individual de contraer cáncer por exposición a PAHs durante toda una vida será aproximadamente 7,48 x10-5; 3,81 x10-5; 1,14 x10-

5 para zona industrial, urbana y semi-rural, respectivamente. Si tenemos en cuenta todos los PAHs analizados tomando la suma de BaPeq, el incremento del riesgo individual sería 1,11x10-4, 0,62x10-4 y 0,19x10-4 para las zonas industrial, urbana y semi-rural respectivamente. Es importante notar que estos resultados se estiman suponiendo que la persona está expuesta a esos niveles de PAHs durante todo el día tanto intramuros como extramuros, ya que no se analizaron en el presente estudio concentraciones intramuros de PAHs asociados a material particulado en suspensión. Cabe señalar que no es posible determinar con certeza el riesgo asociado a la exposición humana a PAHs y otros cancerígenos. En general las personas pasan la mayor parte de su tiempo en ambientes intramuros (donde la contaminación con el humo de cigarrillo puede significar niveles adicionales de PAHs) y además no todos los individuos pasan todo el tiempo de su vida en una calle con alto tránsito vehicular o en la cercanía de un polo industrial. En todos los casos, los valores hallados en este estudio de incremento del riesgo individual de contraer

50


cáncer son superiores a los valores establecidos como “aceptables” por la OMS comprendidos entre 1 x10-6-1 x10-5 y la USEPA que establece 1 x10-6 (Miller et al., 1999; IPCS, 2000). 4- CONCLUSIONES Los valores correspondientes a la suma de BaPeq hallados en el presente estudio muestran que la zona industrial presenta valores hasta 2 veces mayores que la zona urbana, y hasta 10 veces mayores que la zona semi-rural, mientras que la zona urbana presenta valores alrededor de 4 veces mayores que la zona semi-rural. Por lo tanto, se evidencia un mayor riesgo para la zona industrial por exposición a este tipo de compuestos, teniendo en cuenta este cálculo de estimación de riesgo. Otro resultado a tener en cuenta es que si bien el dibenz[a,h]antraceno se encuentra en concentraciones menores comparado con otros PAHs, su contribución relativa al potencial carcinogénico es alta debido a su mayor TEF, por lo cual debería considerarse además del BaP en el momento de hacer un análisis de riesgo asociado a este tipo de compuestos. Por otro lado, los valores hallados de incremento del riesgo individual de contraer cáncer por exposición a PAHs son superiores a los establecidos como “aceptables” por la OMS en todas las zonas de estudio, si bien la industrial presenta valores dos veces mayores que la urbana, y siete veces mayor que la semi-rural. No obstante, es importante tener en cuenta que si consideráramos el riesgo poblacional, es de esperar que sea la zona urbana la que presente el valor más alto debido a su mayor población. Por lo expuesto, el riesgo vinculado a hidrocarburos aromáticos policíclicos asociados al material particulado en suspensión en aire ambiente debería ser considerado por las reglamentaciones vigentes, al momento de incorporar estrategias de control de emisiones y mejorar la calidad del recurso. 5- REFERENCIAS

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53

http://www.who.int/peh/


54


MÉTODOS ÓPTICOS APLICADOS AL MONITOREO DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS

J. Reyna Almandos1.; F., Videla2; D., Schinca2; G., Ratto3; J.C. Ragaini4; V. Sacchetto5;

M. Rosato5; N. Arrieta 6 ;J. Bazán5.

1: Centro de Investigaciones Ópticas (CIOp), Comisión de Investigaciones Científicas Pcia. Bs. As. (CIC)

Fac. Reg. La Plata, Universidad Tecnológica Nacional (UTN) [email protected]} www.ciop.edu.ar

2: Centro de Investigaciones Ópticas (CIOp),

Comisión de Investigaciones Científicas Pcia. Bs. As. (CIC) Facultad de Ingeniería, UNLP

[email protected] [email protected]

3: Facultad de Ingeniería, UNLP [email protected]

4: Centro de Investigaciones Ópticas (CIOp)

[email protected]

5: Universidad Tecnológica Nacional (UTN) Calle 60 y 124 La Plata

[email protected] ; [email protected]

6: Comisión de Investigaciones Científicas Pcia. Bs. As. (CIC) Universidad Tecnológica Nacional (UTN)

Calle 60 y 124 La Plata

Palabras clave: SO2, DOAS, frecuencias de vientos, equipo de muestreo. Resumen. La medida de contaminantes gaseosos atmosféricos requiere la concurrencia de varias me-todologías y disciplinas .En este trabajo se presentan resultados aplicando técnicas ópticas utilizando un quipo basado en fluorescencia UV para detección de SO2 con una resolución de hasta 1 ppbv y también (Diferential Optical Absorption Spectroscopy),DOAS, considera-do un procedimiento de medida absoluto, ya que esta se obtiene explotando la proporciona-lidad entre el espectro registrado y la sección eficaz de la especie a determinar. Asimismo se estudiaron y la midieron parámetros meteorológicos, tales como las frecuencias con las que los vientos soplan en las direcciones cardinales, ya que estas se permiten correlacionar las concentraciones medidas con los posibles focos emisores. Por último la aplicación de técni-cas químicas constituye un método apropiado para contrastar las medidas ópticas, dada la diferente naturaleza de esos procedimientos, pues asegura independencia entre métodos a la hora de contrastar. Los dispositivos utilizados fueron operados de acuerdo a normativas, lo que proporciona resultados fiables y repetibles. 1 INTRODUCCIÓN. En este trabajo se muestran resultados de mediciones de SO2 utilizando técnicas ópticas y de parámetros meteorológicos en dos sitios de la Ciudad de La Plata. La contaminación del aire es una amenaza aguda acumulativa y crónica para la salud humana y el ambiente. En Argentina, señala [3] la información básica para evaluar la situación y cuantificar tendencias es limitada y el crecimiento poblacional en zonas urbanas aumenta año tras año el número de sujetos expuestos

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http://www.ciop.edu.ar/







Métodos ópticos de monitoreo Reyna et al.

al riesgo. El mismo artículo agrega que “la preocupación por la calidad de aire y sus efectos en la salud de la población no ha alcanzado en la Argentina el reconocimiento e importancia que me-rece”. La Ciudad de La Plata y sus alrededores constituyen uno de los seis núcleos potencialmen-te más expuestos en relación a la contaminación del aire [4]. Es una ciudad con alta cantidad de población (740.000 hab.[5]) con actividad industrial y tránsito vehicular importantes que no po-see una red oficial de vigilancia de la calidad del aire. El SO2 es un gas testigo de actividad in-dustrial que fue monitoreado junto a parámetros meteorológicos en la sede de la UTN-FRLP (punto A de la Fig. 3) entre 1996 y 2000 y en el CIOp (punto D de la Fig. 3) durante una campa-ña corta a fines de 2005. Los métodos ópticos se basan en fenómenos de interacción entre la materia y la luz (espectros-copia de absorción y emisión). Los equipos basados en estos métodos tienen aplicación en la medición de un amplio conjunto de contaminantes del aire tanto en emisiones industriales y vehiculares como en calidad de aire (extramuros, ambientes laborales e intramuros). Los méto-dos ópticos resultan ventajosos en algunos casos frente a métodos electroquímicos, cromatográ-ficos, etc. [1]. En el CIOp se desarrolló un equipo dispersivo [2] basado en la técnica de absor-ción diferencial (DOAS) para la detección de contaminantes a nivel de calidad de aire. Se pre-sentan resultados preeliminares obtenidos con este equipo realizados durante en 1999 en la desti-lería de petróleo de YPF (Ensenada). Se presenta también, una síntesis de lo publicado en [6], [7] y [8] agregando resultados parciales de lo medido en la campaña de 2005 utilizando equipamiento que trabaja mediante técnicas de fluorescencia en el ultravioleta (UV) del espectro electromagnético. 2 MÉTODO DISPERSIVO POR ABSORCIÓN DIFERENCIAL. (DOAS) El medidor óptico dispersivo por absorción diferencial funciona por detección de las bandas de absorción óptica que poseen las especies gaseosas a medir. En este sentido el método trabaja como un espectrofotómetro de columna abierta (fuente de luz colimada, espectrómetro a red de difracción y detector), basado en la ley de Lambert –Beer.

( ) ( )( )lNexpII 0 ⋅⋅−⋅= λσλ donde, I0 es la irradiancia incidente, σ sección transversal de absorción que depende de la longitud de onda, l es la longitud del camino que recorre la luz y N el número de moléculas por unidad de volumen. De este modo, a mayor longitud de la columna, mayor sensibilidad de detección. Este método se usa desde fines de la década del ’80 para medidas ambientales de gases contaminantes a nivel urbano. En general, la fuente de luz consta de una lámpara de arco de xenón de amplio espectro, con una óptica de colimación, una óptica de recepción ubicada a determinada distancia (entre 200 y 800 m) y un espectrógrafo con fotodetector incorporado que permite analizar el espectro del haz de luz blanca que atravesó la columna abierta [9]. Una variante de esta disposición con-siste en reemplazar el receptor por un retrorreflector, lo que permite duplicar el camino de inter-

Espejo Re(de 3

troreflector caras a 90°)

Figura 1a: Esquema de la variante de DOAS realizado en el CIOp

PC

Fibra Optica

Telescopio Emisor Fuente

de UV

Filtro CCD

Telescopio Receptor

camino óptico

56


acción y aumentar la sensibilidad. En 1999 realizamos, con un equipo DOAS desarrollado en el CIOp, una campaña de medida de SO2 en la Destilería YPF en Ensenada (punto K de la Figura 3) durante cinco meses. A continuación se muestra parte del equipamiento utilizado, como así también la evolución de la concentración medida durante una semana. Figura. 1d: Vista del espectró-

grafo de dispersión cruzada utili-zado, con cámara tipo CCD a la izquierda del mismo. La entrada de luz es vía fibra óptica.

Figura. 1b: Vista del retrorre-flector montado en trípode

Figura 1c: Vista de lámpara de Xe (derecha), telescopioemisor (centro) y telescopioreceptor (izquierda), montadosen trípodes ajustables.

Figura. 2: Resultados obtenidos para una semana típica de monitoreo con el DOAS experi-

mental en un sitio de monitoreo en el interior del parque industrial (Punto K de la Fig. 3). El equipo basado en DOAS demostró ser apto para medidas en ambientes rigurosos registrando concentraciones de hasta 200 ppbv.

57


3 MEDICIONES DE SO2 MEDIANTE FLUORESCENCIA EN UV Y DE PA-RÁMETROS METEOROLÓGICOS

En la Fig. 3 se presentan los puntos de monitoreo A y D donde se llevaron a cabo las medicio-nes de SO2 junto a los parámetros meteorológicos. El rectángulo señala una zona con alta activi-dad industrial que incluye una refinería de Petróleo, plantas procesadoras de acero, industrias petroquímicas y un astillero, entre otras. Las distancias desde A y D al centro del rectángulo son aproximadamente 4 y 8.6 Km respectivamente.

A

D

K

Figura 3: Mapa parcial de La Plata y Alrededores.

Figura 4: Sectores 1 y 2 W S

N

NE

NNO

NNE E

ENE

ESE 2 1

En la Fig. 4 se muestran los sectores preferenciales de direcciones (1 y 2) desde donde proviene el viento que transporta contaminantes desde las fuentes industriales y que serán captado por los puntos A y D de la Fig. 3 respectivamente. Estos dos sectores son de gran importancia ambiental puesto que transportan los contaminantes del aire hacia zonas densamente pobladas. Las mediciones de SO2 fueron realizadas con una unidad analizadora continua marca Lear Sie-gler ML9850 que opera por espectroscopia óptica de emisión UV por técnica no dispersiva. Po-see una resolución de 1 ppbv en un rango de 0 -20 ppmv. Las mediciones con este equipo fueron contrastadas periódicamente con el Método de la Pararrosanilina [10]. Las mediciones de los parámetros meteorológicos fueron llevadas a cabo con una estación meteorológica Davis modelo “Wheather Monitor II Euro Version”. El límite inferior de detección del anemómetro es de 1.6 Km h-1 y la exactitud para la velocidad de vientos es de ± 5%. La medición de las direcciones cubren los 360º con intervalos de 22.5 º con una exactitud de ± 7º. La Fig. 5 muestra los prome-dios anuales hallados entre 1996 y 2000 en el punto A de monitoreo, y los valores límites anua-les establecidos por la Ley 5965 Decreto 3395/96 de la Pcia de Bs. As. [11] y la Organización Mundial de la Salud [12]. En [13] Cap. 5 se encuentra que la presencia de SO2 a concentraciones de 10 ppbv en combinación con humo y material particulado (típicas emisiones industriales y vehiculares) produce incremento de síntomas respiratorios entre la población en general e incre-mento de enfermedades respiratorias en niños. Cabe agregar, que todos los promedios anuales (excepto para el año 1997) sobrepasaron el valor de 10 ppbv para SO2. La aplicación del test de Daniel's [14] basado en el coeficiente de correlación de rangos de Spearkman (rS=0.90) para α=0.05 dio como resultado que existe una tendencia creciente para las concentraciones anuales de SO2.

58


Promedios Anuales 1996- 2000

0

5

10

15

20

25

30

35

Ley Local (30 ppbv)

ppbv

. SO

2

Lineamiento OMS 2000 (20 ppbv) Promedio del Período (14 ppbv)

1996 1997 1998 1999 2000 Figura. 5: Curva de concentraciones anuales y valores límites Figura. 6: Curva de medianas de las concentraciones mensuales acumuladas (líneas) entre 1996 y 2000 y frecuencias acumuladas del Sector 1 (barras) entre 1997 y 2000.

Enero Febrero Marzo Abril Mayo Junio Julio Agosto Septiembre Octubre Noviembre Diciembre0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

Frec %

ppbv de SO2

Frecuencias Acumuladas y Conc Acumuladas para el Sector de Interés (NNO- N- NNE- NE)

Med

iana

s de

los

Pro

med

ios

de lo

s 5

años

(ppb

v)

Frec

uenc

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Acu

mul

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997

a 20

00

Meses del Año

0

2

4

6

8

10

12

14

16

Si los mismos datos de la Figura 5 se acumulan de manera mensual para todo el período de mo-nitoreo y se grafican junto a las frecuencias acumuladas de vientos del Sector 1 se obtiene la Fi-gura 6. Es posible apreciar que ambos parámetros siguen la misma tendencia (excepto para los

59


meses de Julio y Agosto). En general, un aumento de la frecuencias de vientos del Sector 1 per-mite que en el Punto A se detecten concentraciones más altas y viceversa La frecuencia para el mes de Julio se halla entre las más altas mientras que la concentración es la más baja, esto puede deberse a que haya ocurrido una disminución de emisiones en los meses de Julio mientras que en Agosto el fenómeno sería al revés, un gran incremento de las emisiones a pesar de que las frecuencias se hallan cercanas a la media. Entre 1997 y 2000 se registraron en el punto A un conjunto importante de datos meteorológicos: velocidad y dirección de vientos, Humedad, Temperatura, Presión, Lluvias, etc. que fueron re-portados en [7] y [8]. Un aspecto interesante del estudio -aunque la cantidad de años no permite ser concluyente- fue la detección de patrones estacionales de viento. La Fig. 7 muestra, a modo de ejemplo, un conjunto de 4 rosetas de frecuencias totales de dirección de viento por dirección para los veranos del período. Se demostró por el análisis de los residuos que para todas las esta-ciones existe una estación media que puede representar bien el conjunto [7).

0

2

4

6

8

10

12

14

E

ENE

NE

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NNW

NW

WNW

W

WSW

SW

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0

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12

14

Verano 1997 Calma0.35 %

0

2

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6

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10

12

14

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Verano1998 Calma 6.85 %

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Verano 1999 Calma5.32 %

Frec

uenc

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l Tot

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2

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SW

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ESE

0

2

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8

10

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14

Figura. 7: Rosetas comparativas de 4 veranos

Verano 2000 Calma 10.5 %

Frec

uenc

ia P

orce

ntua

l Tot

al p

or D

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ión

Frec

uenc

ia P

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Para los cuatro años se calcularon las frecuencias promedio para cada sector y se obtuvo que el 27.4 % de las veces los vientos fueron del sector 1 mientras que el 25,4% de las veces fueron del sector 2. Las frecuencias sumadas implican que el 52.8% de las veces que soplan vientos (de velocidades iguales o mayores a 1.6 km h-1) se produce transporte de contaminantes desde fuen-tes del parque industrial a zonas densamente pobladas (Barrios de Gonnet y City Bell cuando los vientos son del sector 2 y casco urbano para el sector 1). Entre Septiembre y Diciembre de 2005 se llevó a cabo una campaña corta de mediciones de SO2 en el punto D con el mismo equipamiento. Los promedios diarios (92 días) oscilaron entre dos valores extremos; el superior corresponde al día 30 de la serie (8,5 ppbv) y el inferior del día 71 (1,6 ppmv). Los promedios mensuales se muestran en la Fig. 8, siendo el promedio de todo el

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período 4,5 ppbv. Durante esta corta campaña soplaron vientos del sector 2 el 27.8% de las ve-ces.

Promedios Mensuales Septiembre- Diciembre 2005 (CIOp)

3

3.5

4

4.5

5

5.5

Septiembre Octubre Noviembre Diciembre

ppbv

de

SO2

Promedios Mensuales

Promedio del Período

Figura. 8: Promedios Mensuales tomados en punto D

4 ESTUDIO MEDIANTE TÉCNICAS QUÍMICAS.

Como complemento a estos trabajos a partir de este año se inicio un proyecto conjunto con personal del laboratorio ECASS de la UTN-FRLP referido a l estudio de lluvia ácida de conta-minantes de aire utilizando técnicas químicas . El laboratorio ECASS (Evaluación de Calidad de Aguas Suelos y Sedimentos) fue creado en el año 2001 y tiene como una de sus finalidades la investigación de la contaminación del medio ambiente, ha realizado varios trabajos sobre este tema en aguas suelos , determinando la presencia de materiales tóxicos y compuestos orgánicos (Bex) PCBs, pesticidas, clorados, etc . Con el propósito de trabajar inicialmente en el análisis de la concentración de SO2 en la zona de La Plata utilizando el método ASTM 2914-01 [10], se ad-quirió una bomba SKC RX8 para el muestreo de aire con un amplio rango de caudales .

Este método es aplicable para la medición de contaminación de SO2 en un rango aproximado entre 0,01 ppm y 0,40 ppm, y que en un muestreo de una hora permite determinar concentra-ciones menores de hasta 0,003ppm. Se ha trabajado en la preparación de las soluciones de reacti-vos que se necesitan y su normalización, como así también en la puesta en marcha del equipo de

Figura 9: Esquema típico del dispositivo general de muestreo

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muestreo y su calibración. Posteriormente a las mediciones de concentraciones de dióxido de azufre obtenidas en el punto A ( Fig. 3) utilizando esta metodología se proseguirá con los estu-dios referidos a la determinación de valores sobre la concentración de óxidos de nitrógeno (NOx). 5 CONCLUSIONES. El equipo basado en DOAS demostró ser apto para medidas en ambientes rigurosos registrando concentraciones de SO2 hasta 200 ppbv. En el período 1996- 2000 el compuesto muestra una tendencia creciente de concentración anual en una zona cercana al parque industrial. Los regis-tros anuales encontrados de SO2 en la UTN-FRLP alertan sobre un potencial impacto en la salud de niños y de población en general y en virtud del contexto (población, parque automotor, activi-dad industrial) es recomendable establecer una red pública de vigilancia de la calidad del aire que registre de manera permanente otros gases contaminantes (además del SO2) tales como NOx y CO así como material particulado en forma simultánea con parámetros meteorológicos. Se destaca que el punto A elegido para el monitoreo constituye un punto representativo para la me-dición de variables ambientales y meteorológicas debido a que permite captar el transporte de los contaminantes desde el parque industrial hacia el centro de la ciudad. La medida de los parámetros meteorológicos permite apreciar un estrecho grado de correlación entre las frecuencias mensuales de vientos del sector 1 y las medianas de las concentraciones acumuladas. La campaña de fines de 2005 en el CIOp muestra valores bajos de SO2 y un aspecto a considerar es que la campaña fue relativamente corta y sería necesario profundizar el estudio, además de realizar mediciones simultáneas en los puntos A y D. El punto D puede considerarse un buen segundo lugar para el monitoreo debido a que puede re-gistrar los contaminantes transportados por frecuentes vientos provenientes del parque industrial y da cuenta de la exposición a los contaminantes del aire de una parte importante de la pobla-ción. En el futuro se continuará con la campaña de medidas sistematizando los datos obtenidos y se profundizarán las colaboraciones con otros grupos dedicados a la medición de contaminantes o temas afines. Se prevé también la realización de servicios a la comunidad vinculados con el control de emisiones con riesgo para la salud. 6 REFERENCIAS.

1. M. W. Sigrist. Air Monitoring by Spectroscopic Techniques. A Series of Monographs on Analytical Chemistry and its applications. A Wiley - Interscience publication, John Wiley & Sons, Inc. Vol. 127. (1994).

2. Fabián A Videla, Daniel C.Schinca, and Jorge O Tocho An Alternative method for concen-tration retrieval in differential optical absorption spectroscopy atmospheric gas pollutant measurements. Applied Optics Vol. 42, Nro. 18, 3653-3661, (2003)

3. Petcheneshky, T., Gravarotto, M. C., Benítez, R., De Titto, E., “La Evaluación de la Calidad del Aire en la República Argentina” Departamento de Salud Ambiental del Ministerio de Sa-lud y Acción Social de La Nación, AIDIS, Buenos Aires (1- 13).(2002)

4. Petcheneshky, T., Gravarotto, M. C., Benitez, R., De Titto, E., “Gestión de la Calidad de Aire Urbano- Industrial. Situación del Monitoreo de la Calidad del Aire (GEMS- AIRE) en la Re-pública Argentina. Departamento de Salud Ambiental del Ministerio de Salud y Acción So-cial de La Nación, AIDIS, Buenos Aires (1- 12). (1998)

5. INDEC (Instituto Nacional de Estadísticas y Censos),. Argentina. http://www.indec.mecon.ar (2001)

6. Rosato, M. E., Reyna Almandos, J., Ratto, G., Flores, A., Sacchetto, V., Rosato, V. G., Ripoli, J., Alberino, J. C., Ragaini, J. C.,. Mesure de SO2 à La Plata, Argentine. Pollution Atmosp-hérique 169, 85- 98. (2001)

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7. Ratto G.,Videla, F. Reyna Almandos, J., Maronna, R. Schinca, D,. “Study of meteorological aspects and urban concentration of SO2 in atmospheric environment of La Plata, Argentina”, Environmental Monitoring and Assessment 121:327-342 (2006)

8. Ratto, G., Videla, F., Reyna Almandos, J., Schinca, D.. Análisis preeliminar de parámetros meteorológicos y prospección para el estudio de calidad de aire en la zona del Polo Petro-químico La Plata. Reunión 90va de AFA (Asociación Física Argentina) 26- 29 de Septiembre de (2005).

9. Edner, H., Ragnarson, P., Spânare, S., Svanberg, S.,. Differential optical absorption spectros-copy (DOAS) system for urban atmospheric pollution monitoring. Applied Optics Vol. 32 Nª3. 327- 332. (1993)

10. US EPAa, , 40 CFR 50, Appendix A “Reference Method for the Determination of Sulfur Dioxide in the atmosphere (Pararosaniline Method)”, pp. 9. (2001)

11. Decreto Reglamentario 3395/96,. Anexo III “Norma de Calidad de Aire Ambiente” de la Ley 5965, “De Protección de las Fuentes de Provisión y a los Cursos y Cuerpos Receptores de Agua y la Atmósfera”, Provincia de Buenos Aires, Argentina. (1996)

12. WHO , Chapter 3, Guidelines for Air Quality, Geneva, pp. 47. (2000) 13. U S ATSDR (Agency for Toxics Substances and Disease Registry) Public Health Service,.

Toxicological Profile for Sulphur Dioxide. Science International Inc. Editors. (1998) 14. WHO,. “Analysing and Interpreting Air Monitoring Data”.pp. 43- 45. (1980).

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SEGUNDA PARTE

ARTÍCULOS COMPLETOS

PROIMCA

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GESTIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE EN ARGENTINA

Enrique Puliafito

Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas Universidad Tecnológica Nacional

Grupo de Estudios Atmosféricos y Ambientales Facultad Regional Mendoza / Facultad Regional Buenos Aires

[email protected]

Palabras claves: Gestión Municipal y Provincial, Calidad del aire, Redes de Monitoreo, Sistema de Gestión Ambiental Resumen: Un estudio de la gestión administrativa ambiental nos muestra que el área de calidad del aire presenta con debilidades y fortalezas. Es preocupante la debilidad institucional en muchos Municipios que carecen de capacidad técnica para afrontar un evento severo de contaminación. Algunos ejemplos interesantes son las comunas de Córdoba y Bahía Blanca. En el plano provinciales destacan Mendoza, Ciudad de Buenos Aires y Santa Fe que tienen implementado algún tipo de monitoreo sistemático. A nivel nacional son valiosos los aporte de las Secretarías de Ambiente y Desarrollo Sustentable, Energía, Minería, aunque todavía sea necesario una organización sistemática de la información ambiental. Afortunadamente el Sector de Ciencia y Técnica (CONICET, Universidades, CNEA, etc.) muestran un gran potencial en recursos humanos y equipamiento disponible, siendo un paliativo sustituto a las jurisdicciones responsables de la gestión de la calidad del aire. Es interesante notar que el caso del saneamiento de la Cuenca Matanza Riachuelo (ACUMAR) ha dado origen a todo un programa completo de monitoreo, vigilancia y saneamiento ambiental con la participación del Estado Nacional, Provincial y Municipial, Universidades e Institutos de Investigación; que incluye muchos de los componentes básicos aquí sugeridos, inventarios, modelos, monitoreos, epidemiología, sistemas de información geográfica, etc. Replicar esta experiencia en muchas áreas seguramente fortalecerá una gestión adecuada de la calidad del aire en el país. Este artículo investiga en estas debilidades y fortalezas y propone algunas soluciones integrales. 1. INTRODUCCIÓN Un diagnóstico acertado de la calidad del aire, exige información detallada de inventarios, monitoreo, mediciones de fuentes, descripción de episodios severos, descripción de contaminación típica, formas de gestión y medidas de manejo de tales situaciones. Existen diversas opciones para una compilación de esta naturaleza, por gravedad del problema, por distrito geográfico, por tipo de fuente, etc. Una breve lista por tipo de contaminación nos muestra que los problemas típicos de calidad del aire son a) la contaminación urbana, b) la contaminación industrial, c)las emisiones de la explotación petrolera y explotación minera, d) la quema de biomasa tanto antrópicas, natural o accidental, y e) las emisiones de volcanes y erosión del suelo. Algunos de estos problemas se tratan con extensión en los artículos de este libro. Desde un punto de vista institucional, y dada la variedad geográfica de estos problemas, cada municipio deberá responder en forma diversa a estas necesidades. Municipios altamente industrializados: Los Municipios de Bahía Blanca, Dock Sud, Campana, Luján de Cuyo, etc, tiene una actuación esmerada en el tema de calidad del aire. Por ejemplo, Bahía Blanca cuenta con sistema de control muy completo bajo la responsabilidad del Comité

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Gestión de la Calidad del Aire en Argentina E. Puliafito

Técnico Ejecutivo, a raíz de la presencia del Polo Petroquímico de Ing. White, asumiendo el rol de control de gestión de la calidad del aire en ese entorno industrial-urbano. La contaminación atmosférica de estos sectores incluye material particulado y gases tóxicos provenientes de los procesos industriales allí alojados. Dada la complejidad de estos polos industriales grandes (refinerías, acerías, polos petroquímicos) el control se realiza en forma conjunta entre la provincia y el municipio. En casi todos estos casos las mismas industrias controladas participan en la financiación de la adquisición e instalación de equipamiento de monitoreo, y los municipios proveen de profesionales para su control. En muchos de estos casos, se suele recurrir a las universidades para que colaboren en el análisis científico y técnico. En la mayoría de los municipios rurales o urbanos pequeños (menor a 100.000 habitantes) el problema habitual puede generarse por emisiones de material particulado provenientes de la erosión de suelos o por la quema de residuos y biomasa. La quema de biomasa es una práctica habitual para reducción de los desechos de la poda o para la preparación de los cultivos o para combatir las heladas. Las emisiones pueden provenir también de pequeños emprendimientos como fábrica de ladrillos. En los municipios rurales “cerealeros”, el problema principal puede devenir de las emisiones de humo y olores en las fábricas aceiteras y el tráfico intenso de camiones cerealeros durante los meses de cosecha. En los municipios urbanos medios, entre a 50.000 y 150.000 habitantes, el problema típico es la contaminación generada por los industrias pequeñas y los vehículos. La actuación municipal en el tema de calidad del aire es moderada generalmente proporcional a la gravedad de los eventos, realizando controles esporádicos e intensificándose a partir de la queja de los vecinos, de algún evento de mayor escala o por las emisiones de alguna industria local por humo o ruidos molestos. En los municipios urbanos grandes (150.000-500.000 habitantes), por ejemplo Mendoza, Córdoba, Santa Fe, Rosario, la realidad es más compleja ya que estos municipios están generalmente asociados a otros centros urbanos similares generando áreas metropolitanas que alcanzan o superan el millón de habitantes. En estos casos, el sistema vehicular y de transporte público común, la presencia de sectores industriales, la gestión de los residuos sólidos urbanos y su tratamiento, afectan comúnmente a varios municipios vecinos, lo que requiere de la actuación conjunta de comités intermunicipal y/o de la Provincia. Por ejemplo en las ciudades de Córdoba, Santa Fe y Rosario la gestión se realiza en el ámbito municipal, contando con monitoreo propios y/o toma de muestras rutinarias. En el Gran Mendoza el control y gestión se realiza en forma conjunta con la provincia, a través de la Dirección de Control Ambiental. Las Universidades y Centros de Investigación Científica colaboran en el desarrollo de estudios diagnósticos o mediciones puntuales más complejas. La gestión del recurso aire por parte de las autoridades municipales, provinciales o nacionales, según su competencia, ha sido en línea general, insuficiente y sobre todo discontinua. En algunas jurisdicciones el tema ambiental se canaliza a través de una Secretaría de Medio Ambiente, o una Dirección o Subdirección de Medio Ambiente. En algunos Municipios se inserta en una Dirección de Higiene Urbana, o inclusive en una de Cultura, de Deportes, de Turismo etc. Nuestra experiencia demuestra que la calidad del aire es considerada adecuadamente en las provincias de Córdoba, Mendoza, Buenos Aires, Ciudad de Buenos Aires y Santa Fé. Estas jurisdicciones tienen implementado algún tipo de red de monitoreo. El resto de las provincias y municipios necesita de un fortalecimiento institucional y técnico para avanzar en una gestión adecuada de la calidad del aire. Si consideramos la organización institucional, el área ambiental ha ido cambiando desde un rango de Ministerio (a fines de los ´80) a Secretaría (años ´90) más tarde a Subsecretaría y finalmente alojado técnicamente en una Dirección con competencia casi exclusiva en la recepción de denuncias y habilitación de industrias nuevas y evaluación de impacto ambiental. A pesar de estas debilidades, la Argentina cuenta con una capacidad científica suficiente para estimar el impacto de las emisiones a la atmósfera y proponer las medidas correctivas necesarias.

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2. EVALUACIÓN INSTITUCIONAL Institucionalmente se aprecian dos formas de gestión del aire. En una se realiza la gestión a través del Gobierno Provincial, por medio de una Subsecretaria y/o Dirección. Esta asume el rol Municipal de control y monitoreo de la calidad del aire. Por ejemplo, en la Provincia de Mendoza como en la Ciudad de Buenos Aires (en este caso, la CABA puede considerarse por su tamaño como una ciudad), en ambos casos hay una red de Monitoreo que es operada desde hace varios años, con ciertas limitaciones y mejoras. En el otro tipo de gestión, el Municipio asume su rol y la provincia solo establece políticas ambientales generales. Este el caso para los Municipios de Córdoba y Bahía Blanca. En el resto de las Provincias y Municipios, la gestión del aire se limita a las autorizaciones de operación de actividades industriales o de explotación petrolera o minera. En estas jurisdicciones, las necesidades puntuales de medición, quedan a cargo de laboratorios o universidades contratadas para tal efecto. Dos ejemplos de la diversidad municipal se aprecian en las ciudades de Mendoza y Bahía Blanca. La ciudad de Mendoza, realiza mediciones de ruido y humo en caños de escapes de automotores, pero a los únicos fines de recaudación de fondos por las multas, pero carece de estaciones de monitoreo, o registros y evaluaciones de esas mediciones. El monitoreo de calidad del aire lo realiza la Provincia en el ámbito del Gran Mendoza a través de la Dirección de Control Ambiental. Por el otro lado Bahía Blanca cuenta con sistema de control interesante bajo la responsabilidad del Comité Técnico Ejecutivo, a raíz de la presencia del Polo Petroquímico, e inversamente a lo ocurrido en la mayoría de los municipios, éste ha asumido el rol de control, normalmente alojado en al Secretaría de Política Ambiental (actualmente Organismo para el Desarrollo Sustentable) de la provincia de Buenos Aires. Finalmente, cabe mencionar la acción del Estado Nacional, para la gestión de la calidad del aire. Actualmente se han desarrollado dos programas interesantes, uno es el Plan Integral de Saneamiento Ambiental de la Cuenca Matanza Riachuelo (ACUMAR). Y el segundo es Programa de Vigilancia Ambiental del Río Uruguay. En el ACUMAR la Autoridad de Cuenca está integrada por un Consejo Directivo presidido por la Secretaría de Ambiente y Desarrollo Sustentable y los representantes de las tres jurisdicciones, un Consejo Municipal con representantes de los 14 municipios que conforman la cuenca. Con respecto a la calidad del aire y la contaminación atmosférica, la Secretaría de Ambiente de la Nación, en el marco del ACUMAR ha decidido montar una Red de Monitoreo de calidad de aire para medición de contaminación atmosférica a nivel nacional y de equipamiento para muestreo y análisis de compuestos orgánicos volátiles en aire ambiente. Se prevé instalar una red de monitoreo de calidad de aire en la Ciudad Autónoma de Buenos Aires, la región correspondiente a la Cuenca Matanza-Riachuelo y en las veintitrés provincias del país. La misma incluye: estaciones de monitoreo continuo de calidad de aire, para medir monóxido de carbono, dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, ozono, y material particulado. Otras estaciones móviles para medir hidrocarburos totales, hidrocarburos metano e hidrocarburos no metano, incluyendo sistema de cromatografía gaseosa acoplado a un detector de masas. El otro programa nacional se refiere a Programa de Vigilancia Ambiental del Río Uruguay. La Secretaría de Ambiente y Desarrollo Sustentable de la Nación, conjuntamente con la Universidad Nacional de la Plata, la Universidad de Buenos Aires, la Comisión Nacional de Energía Atómica, el Centro de Investigaciones Toxicológicas de Buenos Aires, el Servicio Meteorológico Nacional, y la Municipalidad de Gualeguaychú está desarrollando estudios ambientales y de monitoreo de calidad del aire y del agua. Estudios de línea de base y monitoreo de indicadores de salud y biomarcadores de efecto en poblaciones de peces. Análisis de las comunidades planctónicas y parámetros fisicoquímicos. Estudios sobre presencias de dioxinas y furanos en aire. Se ha instalado una estación fija de medición continua de calidad de aire en estancia Ñandubaysal, una estación móvil de medición continua de calidad de aire en el Río

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Uruguay en el área de Gualeguaychú, y medición de datos meteorológicos. Fortalecimiento institucional al Municipio de Gualeguaychú para responder a las diferentes emergencias y urgencias ambientales; apoyo técnico, logístico y actividades en conjunto con el Centro de Vigilancia Ambiental puesto en funcionamiento por el municipio de Gualeguaychú. Dentro del sistema nacional se incluye la regulación de las emisiones devenidas por la generación de energía las centrales térmicas. Estas se hallan reguladas y controladas por la Secretaría de Energía de la Nación y la Subsecretaría Provincial equivalente. Sin embargo, las emisiones provenientes del sector minero, en general regulado por la Secretaría de Minería de la Nación, no suelen tener una correlación estrecha en el sector provincial. Si bien existen procedimientos nacionales y provinciales de impacto ambiental para las actividades mineras, el control periódico parece menos intenso, por hallarse generalmente en municipios rurales alejados de las poblaciones grandes. En una situación intermedia se halla por ejemplo el sector petrolero, variando su control, dependiendo si se trata de exploración, extracción o proceso final. En resumen, los organismos nacionales que tienen alguna incumbencia (directa o indirecta) en el tema “Aire”, son:

a) La Secretaría de Energía, quien a través de la Evaluación de Impacto Ambiental de obras energéticas dispone de un cuerpo de disposiciones y regulaciones en cuanto a las emisiones a la atmósfera.

b) La Secretaría de Minería, con disposiciones y regulaciones en torno a los emprendimientos mineros.

c) La Secretaría de Transporte, regulando el transporte inter-jurisdiccional y recomendado normas de emisiones de los vehículos.

d) La Secretaría de Ambiente y Desarrollo Sustentable, en general responsable de las áreas Naturales Protegidas de jurisdicción nacional, y la de elaborar políticas nacionales en esta área.

e) El Ministerio de Educación y el de Ciencia y Tecnología, indirectamente a través del financiamiento de las universidades, laboratorios, investigadores y proyectos de investigación referidos al tema en cuestión.

f) El poder Judicial Nacional, quien ha intervenido en algunos casos de contaminación, aplicando sobre todo la Ley de Residuos Peligrosos en casos de ausencia legal provincial y municipal.

Los compromisos nacionales ante organismos y tratados internacionales: Mercosur, Naciones Unidas, Tratado de Kyoto, entre otros., requiere también de una respuesta nacional unificada, por ejemplo, en cuanto a la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero, la confección de los inventarios nacionales, la instalación de determinadas actividades industriales, etc. Más aún los casos de contaminación (internacional e interprovincial) transfronteriza, y la necesidad de contar con legislación y mecanismos uniformes en todo el país, fortalecen el rol del Estado Nacional, quien debería garantizar que en todo el territorio nacional, existan leyes, normas y mecanismos de control similares, a fin de evitar que puedan realizarse ciertas actividades con grave perjuicio a la calidad del aire, por ausencia de normas provinciales o municipales, o falta de control o capacitación municipal o provincial. Si bien ha habido casos favorables de intervención nacional, como por ejemplo la adhesión por parte de muchas provincias de la Ley Nacional de Residuos Peligrosos, existe aún cierto vacío por ausencia de una Ley de Presupuesto Mínimos de Calidad del Aire. Veamos algún detalle de la actividad de investigación y control realizado.

2.1 Gobierno Nacional Secretaría de Energía de la Nación: Ente Nacional de Regulación Eléctrica. La Secretaría de Energía de la Nación, a través del ENRE (http://www.enre.com.ar/), inició en 1994 un programa

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http://www.enre.com.ar/


de control de la concentración de gases (SO2 y NOx) y material particulado en suspensión, emitidos por las chimeneas de las centrales termoeléctricas en el ámbito nacional y, en algunos casos particulares, concentración de esos mismos contaminantes en atmósfera en zonas aledañas a las centrales. De acuerdo a la Resolución S.E. N° 182/95, las centrales con potencia mayor de 50 MW deben instalar equipos y realizar mediciones continuas de SO2, NOx y material particulado en cada una de las chimeneas principales y las centrales con potencia unitaria menor de 50 MW mediciones periódicas trimestrales de los mismos contaminantes. Además, la Comisión Nacional de Energía Atómica realiza, a pedido del ENRE, un control periódico de las emisiones de las centrales bajo la jurisdicción del Ente. En un mapa de la República Argentina georeferenciado fue identificada la ubicación geográfica de 33 centrales y volcados los valores arrojados por las mediciones realizadas en las mismas. Se han realizado además mediciones en distintos puntos de la zona de influencia de centrales de la provincia de Buenos Aires. Secretaría de Minería de la Nación. A través de la evaluación de impacto ambiental de la actividad minera, esta Secretaría ha generado estudios ambientales específicos en el marco del Programa de Asistencia Técnica para el Desarrollo del Sector Minero Argentino (PASMA, y disponibles para su consulta pública en la Biblioteca del SEGEMAR y en ámbito de las Autoridades Mineras provinciales). Dentro de estos estudios se incluyen la línea de base de calidad del aire http://www.mineria.gov.ar/estudiosambientales.htm. Secretaría de Ambiente y Desarrollo Sustentable.

a. Laboratorio de Certificaciones de Emisiones Vehiculares. La Argentina cuenta con un Laboratorio de Certificaciones de Emisiones Vehiculares para vehículos 0km, dependiente de la SAyDS. (http://www.ambiente.gov.ar/?idarticulo=241) Durante el año 2004 se ampliaron las capacidades de medición de contaminantes vehiculares.

b. Indicadores de Desarrollo Sostenido. LA SAyDS presentó un documento se incluyen varias tablas con indicadores de calidad del aire, para algunas ciudades “Primer compendio de estadísticas ambientales”1 (Sección Publicaciones de http://www.ambiente.gov.ar/).

c. Programa ACUMAR, ya detallado más arriba (http://www.acumar.gov.ar. d. Programa de Vigilancia Ambiental del Río Uruguay, mencionado anteriormente.

(http://www.ambiente.gov.ar/?idarticulo=7779).

2.2 Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Constituyentes. El área de Química ambiental trabaja activamente en proyectos de caracterización de aerosoles (http://www.cnea.gov.ar/cac/uaq/default.htm), inventarios de gases de efecto invernadero y emisiones vehiculares. El Grupo Monitoreo Ambiental de la CNEA ha participado, en los últimos años, en actividades relevantes de evaluación de problemas de contaminación atmosférica en la Argentina. Desde 1994, este grupo lleva a cabo mediciones de contaminantes atmosférico en chimeneas y otros conductos de salida de procesos productivos, así como de aquellos contaminantes presentes en el aire ambiente. Grupo Técnicas Analíticas Nucleares. Unidad de Actividad Radioquímica - Centro Atómico Ezeiza. En el período 1999-2001, participó de un proyecto para la determinación del contenido elemental de la contaminación atmosférica en ciudades latinoamericanas. (http://www.cnea.gov.ar/xxi/ambiental/activacion-neutronica/neutronica.asp. 2.3 CITEFA El Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa (ITEDEF), a través del Departamento de Investigaciones En Láseres y sus Aplicaciones (DEILAP) (CITEFA- 1Ver http://www.ambiente.gov.ar/archivos/web/estadistica/File/2008_libro/Libro_Estadisticas_2008.pdf

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http://www.mineria.gov.ar/estudiosambientales.htm

http://www.ambiente.gov.ar/?idarticulo=241

http://www.ambiente.gov.ar/

http://www.acumar.gov.ar/

http://www.ambiente.gov.ar/?idarticulo=7779

http://www.cnea.gov.ar/cac/uaq/default.htm

http://www.cnea.gov.ar/xxi/ambiental/activacion-neutronica/neutronica.asp


CONICET), http://www.citefa.gov.ar/, realiza construcción de instrumentos científicos y mediciones de Medición de capa límite atmosférico. Nubes, aerosoles y Medición in situ de contaminantes gaseosos, y calibración de instrumentos para medición de contaminantes atmosféricos. Funciona además un LIDAR, que desde junio del 2005, empezó a funcionar en Río Gallegos destinado a medir el espesor de la capa de ozono y otros fenómenos vinculados con el cambio climático. Este cuenta también con otro láser, de luz visible, verde, y éste es el único que, detectará los “aerosoles” y el vapor de agua en la alta atmósfera. 2.4 CIOP El Centro de Investigaciones Ópticas (CIOp) de La Plata http://www.ciop.unlp.edu.ar/. En es un cetro de investigaciones conjuntas entre CONICET y el CIC-Buenos Aires realiza investigación y desarrollo de instrumentos ópticos, los que se pueden usarse en el análisis de la calidad del aire. Algunos puntos interesantes son: Determinación de contaminantes atmosféricos gaseosos y particulados por métodos ópticos, Medición de SO2, NO2 en emisiones industriales con técnicas ópticas no-dispersivas, Medición de ozono estratosférico con absorción diferencial no-dispersiva, Medición de SO2, NO2 y ozono con en columna abierta en ambiente urbano utilizando espectroscopía de absorción diferencial (DOAS), Medición de NO2 en columna troposférica con DOAS multiaxial. 2.5 CONICET-Agencia Nacional de Promoción Científica y Técnica Es importante destacar, que muchos investigadores de los institutos y grupos mencionados anteriormente en el ámbito de las universidades y algunos organismos nacionales pertenecen a la carrera de CONICET ( http://www.conicet.gov.ar/ ). Una parte importante de los proyectos de investigación en los grupos arriba mencionados tienen financiamiento de CONICET, la Agencia FONCyT http://www.agencia.gov.ar/, otros organismos provinciales como la Comisión de Investigaciones Científicas (CIC) de Provincia de Buenos Aries http://www.cic.gba.gov.ar/ 2.6 Servicio Meteorológico Nacional Si bien este organismo estatal no está involucrado en forma directa con la gestión de la calidad del aire, mantiene, realiza y analiza toda la información meteorológica nacional, proveyendo datos y pronósticos necesarios para los estudios de calidad del aire. http://www.smn.gov.ar/ 2.7 Universidad de Buenos Aires Campaña de control atmosférico urbano. INQUIMAE: A través de un convenio entre el Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía (INQUIMAE) - http://www.inquimae.fcen.uba.ar/es/investigacion/ de la Universidad Nacional de Buenos Aires y la Asociación Argentina de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente (AIDIS) se inició en Junio de 1996 la denominada “Campaña de control atmosférico urbano”.. Muchos de estos datos han sido publicados por la Facultad de Arquitectura (FADU)- editado por Borthagaray y otros (2001)- en un trabajo interesante sobre la problemática ambiental del Gran Buenos Aires. En este libro se resume además los diversos esfuerzos de mediciones y diseños de una red de monitoreo en Buenos Aires desde 1973 hasta su fecha de emisión. Centro de Investigaciones del Mar y la Atmósfera (CIMA): (http://www.cima.fcen.uba.ar/ ) Este centro conjunto con UBA-CONICET desarrolla modelos de predicción meteorológica nacional y regional para muchas aplicaciones científicas focalizadas principalmente hacia el Modelado Climático, Variabilidad Regional del Clima, el Estudio Regional de los Efectos Antropogénicos sobre el Clima, Modelado de la Circulación en el Mar Argentino, el Pronóstico Numérico del Tiempo y el Cambio Climático. Si bien no incluyen modelos de calidad del aire, estos estudios complementan toda la información meteorológica del país que es la base de cualquier análisis de calidad del aire. Otros estudios incluyen modelos regionales de cambio global.

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http://www.citefa.gov.ar/

http://www.ciop.unlp.edu.ar/

http://www.conicet.gov.ar/

http://www.agencia.gov.ar/

http://www.cic.gba.gov.ar/

http://www.smn.gov.ar/

http://www.inquimae.fcen.uba.ar/es/investigacion/

http://www.cima.fcen.uba.ar/


2.8 Universidad Nacional de La Plata El CIMA es un laboratorio de Control e Investigación del Medio Ambiente, (http://www.quimica.unlp.edu.ar/centros/cima/index.html) dependiente del Departamento de Química de la Facultad de Ciencias Exactas, de la Universidad Nacional de La Plata. Los objetivos de funcionamiento actuales son los siguientes: Investigación y Desarrollo en áreas ambientales vinculadas a la Ecotoxicología y a la Química Ambiental, con especial atención al diagnóstico ambiental y a la evaluación de riesgo; exposición a contaminantes atmosféricos y factores de riesgo asociados a la calidad de aire en La Plata y alrededores. El Instituto de Estudios del Hábitat, de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo,(IDEHAB) http://www.fau.unlp.edu.ar/investigacion/institutos.html realiza estudios de hábitat que incluyen aspectos relacionados con la calidad del aire y el balance de emisiones de gases de efecto invernadero para las ciudades y el transporte. 2.9 Universidad Nacional de Córdoba El Departamento de Fisicoquímica, de la Facultad de Ciencias Químicas (http://www.fcq.unc.edu.ar/organizacion/organizacion.php), realiza estudios referidos a contaminación atmosférica en Córdoba, radiación UV e investigación sobre ozono estratosférico con especial énfasis en los procesos físico-químicos que ocurren en la atmósfera. Juntamente con el Municipio de la Ciudad de Córdoba se estableció un mapa de contaminación de la ciudad, con el detalle de las zonas y épocas más afectadas en función de aspectos topográficos y meteorológicos. Actualmente no se mide la contaminación de aire en tiempo real, sino con una serie de equipos con sensores pasivos. 2.10 Universidad Nacional de Cuyo La UN Cuyo ha reestructurado toda la investigación ambiental de la Universidad coordinándola en institutos multidisciplinarios, entre ellos el Instituto de Ciencias Ambientales (ICA). Se destaca el Laboratorio de Análisis Instrumental (DETI) con equipamiento de monitoreo y análisis de calidad del aire y emisiones en chimeneas. - http://www.fing.uncu.edu.ar/Investigacion/laboratorios/instrumental - 2.11 Universidad Católica Argentina-CONICET El Programa de Estudios de Procesos Atmosféricos en el Cambio Global (PEPACG) ha sido creado en Mayo de 2004, cuyo objetivo es establecer y desarrollar un grupo multidisciplinario de investigación que se ocupe tanto del estudio de los procesos atmosféricos en el marco del Cambio Global causado por el hombre como de los efectos de los mismos sobre el medio ambiente, el hombre, la sociedad y el desarrollo. Las actividades fundamentales son la investigación básica y aplicada y la formación de especialistas con capacidad para trabajar tanto en investigación como interactuar con la sociedad. (http://www.uca.edu.ar/esp/sec-investigacion/esp/page.php?subsec=pepac). 2.12 Universidad Tecnológica Nacional Proyecto Integrador para la Mitigación de la Contaminación Atmosférica (PROIMCA). A partir del año 2004 se crea este programa tendiente a coordinar la acción de diversos grupos de investigación de las diversas Facultades Regionales de la UTN. Existe diverso grado de avance y experiencia de acuerdo a las unidades académicas involucradas. Se destacan la presencia de programas de mediciones, monitoreo y modelos en las ciudades de Mendoza, Buenos Aires, Bahía Blanca, Santa Fe, Rosario, San Nicolás, Córdoba. Se busca fortalecer, transferir y contribuir a desarrollar las capacidades de esta área de investigación a las otras unidades académicas, a fin de ejecutar un programa de alcance nacional en el ámbito de la contaminación

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http://www.quimica.unlp.edu.ar/centros/cima/index.html

http://www.fau.unlp.edu.ar/investigacion/institutos.html

http://www.fcq.unc.edu.ar/organizacion/organizacion.php

http://www.fing.uncu.edu.ar/Investigacion/laboratorios/instrumental

http://www.uca.edu.ar/esp/sec-investigacion/esp/page.php?subsec=pepac

http://www.uca.edu.ar/esp/sec-investigacion/esp/page.php?subsec=pepac


atmosférica. En este libro se presentan diversos artículos referidos al trabajo llevado a cabo por UTN. 3. MONITOREO Y EPISODIOS DE CONTAMINACIÓN. El monitoreo periódico y sistemático por parte de la Autoridad de Aplicación, es en general escaso. En la mayoría de las jurisdicciones no existen mediciones disponibles, ni de inmisión (calidad del aire) ni de emisión (en chimeneas, etc.). La aplicación de las leyes de impacto ambiental para la radicación de empresas nuevas o ampliaciones, o episodios de contaminación, se realiza en la mayoría de las veces, a través de mediciones realizadas por laboratorios acreditados a cargo de la empresa o demandado. Otros estudios de investigación en el área lo han realizado las universidades e institutos de investigación, a veces a pedido de la misma autoridad de aplicación, muchas otras como consecuencia de sus objetivos de investigación. Esta información no está sistematizada, salvo a través del expediente municipal, provincial, etc. o por medio de la literatura científica específica. Existen otros Polos industriales que colaboran con la autoridad de aplicación ambiental en el control de sus emisiones y calidad del aire en el entrono industrial, como por ejemplo en San Nicolás de los Arroyos, Campana, Dock Sur, Luján de Cuyo. Sin embargo se destacan algunas jurisdicciones que han intentado tener un sistema de monitoreo propio.

• Ciudad de Buenos Aires: Se realizan en forma discontinua desde 1974 y en forma continua desde el año 2002. Con 1 estación de monitoreo continuo (en Palermo desde 2001), 3 estaciones en Parque Patricios, Pompeya y Chacarita y otras 3 estaciones de CUMAR. Hay mediciones de SO2, NO2, CO, O3 y material particulado, con tecnología homologada por la US EPA. Actualmente se han adquirido 42 estaciones con una nueva tecnología electrónica, que aún no han sido instaladas, y deberán ser cabradas y probadas.

• Provincia de Mendoza: Desde 1985 se realizan monitoreo manual de 24 horas de Plomo, azufre, nitrógenos y material particulado, en más de 12 estaciones en el Gran Mendoza. Actualmente se mantienen solo tres de estas estaciones manuales. En 1998 se adquirió una estación móvil automática tipo EPA y recientemente se ha adquirido (2006) otra estación de monitoreo continuo, pero no se cuenta con registros sistemáticos de estas últimas estaciones automáticas.

• Municipio de Córdoba: Desde el año 1995 hasta la fecha se cuenta con un monitoreo automático discontinuo. A partir de 2008 se han instalado dos estaciones de monitoreo nuevas de tipo continua EPA. Se mide SO2, NO2, CO, Ozono y PM10, en el microcentro de la ciudad.

• Ciudad de Bahía Blanca: A fin de controlar las empresas del Polo Petroquímico de Ing. White, el Municipio cuenta con 2 estaciones de monitoreo continuo, una desde 1997 donde se evalúa, SO2, NO2, CO, Ozono y PM10, PM2.5 y BTEX, en forma manual con un cromatógrafo se toman muestras de hidrocarburos y VOC.

• Provincia de Santa Fe: Desde 1982 se realiza en forma discontinua monitoreos de SO2, NO2 y PM10, ruido ambiental por métodos manuales y celdas electroquímicas. Actualmente cuenta con 8 equipos portátiles, pero no están instalados como estaciones fijas de monitoreo. Estas mediciones se realizan normalmente como exigencias de la ley de evaluación de impacto ambiental, o controles de rutina.

• Provincia de Entre Ríos. En el marco del Programa de Vigilancia Ambiental del Río Uruguay, actualmente la SAyDS de la Nación ha establecido un monitoreo de calidad del aire, que consiste en una estación fija de medición continua de calidad de aire en la estancia Ñandubaysa; una estación móvil de medición continua de calidad de aire en el Río Uruguay en el área de Gualeguaychú y toma de muestras con equipos portátiles en zonas aledañas; y tres estaciones de medición de datos meteorológicos, y pronósticos de

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dispersión de contaminantes. Este programa también incluyen otras mediciones de contaminación y calidad del agua como estudios biogeoquímicos, estudios de plancton, biofilms y cianobacterias, estudios de bentos, estudios de anfibios, estudios de peces, estudios de hidrodinamismo y dispersión de contaminantes.

Otro tema central del mismo, es que sólo en Mendoza y Bahía Blanca hay modelos de dispersión urbanos que caractericen los problemas de la calidad del aire de las ciudades, desde el punto de vista de toda la cuenca aérea, que incluya fuentes fijas y móviles. Para otras jurisdicciones existen cálculos puntuales usados para los permisos de emisión gaseosa o de impacto ambiental. En cuanto a los episodios de contaminación severa, sería conveniente organizar un registro sistemático a través de un Atlas ambiental nacional. Actualmente existen expedientes judiciales que dieron origen a alguna acción u amparo o actuación de hecho de las autoridades de aplicación. En este sentido el Poder Judicial de la Nación ha sido impulsor de varios estudios de calidad del aire, a raíz de denuncias impulsadas por ciudadanos. 4. DISCUSIÓN Y PROPUESTAS Una vez presentados los principales actores, gestores y aportes institucionales, gubernamentales y de investigación que participan en el área de la calidad del aire, es importante discutir sobre fortalezas, debilidades y acciones de este sistema complejo. A pesar del esfuerzo de todos estos grupos se destacan algunas falencias importantes. En orden de importancia se debe mencionar:

1. Carencia de un inventario de emisiones de fuentes fijas y móviles. 2. Ausencia de un protocolo técnico específico para la determinación de la calidad del aire. 3. Capacitación institucional pobre. 4. Monitoreo continuo de calidad del aire escaso. 5. Escasas mediciones de emisiones provenientes de chimeneas, automóviles, tanques,

lagunas, pilas de material, etc. 6. Muy pocos modelos de dispersión implementados. 7. Ausencia o desconocimiento de un plan de emergencias ante eventos severos. 8. Escasos estudios epidemiológicos y valuación económica de la contaminación

atmosférica. 9. Falta de coordinación entre las políticas de reducción de gases de efecto invernadero y

calidad del aire 10. Ausencia de un sistema de gestión ambiental del recurso aire, para los diversos ámbitos

municipales, provinciales, nacionales e incluso internacional.

4.1 Sistema de gestión nacional Como objetivo nacional deberíamos comenzar por el último punto, es decir llegar a la meta de implementar un sistema de gestión del recurso aire, desde un punto de vista regional, es decir que incluya todo el ámbito de Sudamérica. Hoy esto es posible a partir de los modelos regionales meteorológicos tipo WRF o CMAQ. Es interesante visitar el sitio web del CPTEC- INPE de Brasil / Modelo Regional ETA, Análisis y Predicciones-América del Sur (http://previsaonumerica.cptec.inpe.br/), que provee de una predicción meteorológica y de calidad del aire continental, por ejemplo en base a emisiones de quema de biomasa. En la actualidad existen modelos globales de circulación que brindan la información meteorológica actualizad y un pronóstico de las próximas horas para todo el mundo. Estos modelos globales se complementan con modelos regionales de menor escala que permiten un estudio más detallado. Estos modelos, asistidos por la red meteorológica mundial (superficial y satelital) brindan una buena cobertura de la situación meteorológica regional. Estos modelos se usan actualmente no solo para la predicción meteorológica, sino para estudios de cambio global climático, y también para estudios de calidad del aire. En Argentina el Centro de Investigaciones del Mar y la

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http://previsaonumerica.cptec.inpe.br/


Atmósfera (CIMA) de la Universidad de Buenos Aires- CONICET y el Servicio Meteorológico Nacional tienen implementado estos modelos regionales para estudios meteorológicos y de cambio global. El grupo GEAA de la UTN en el marco del programa PROIMCA tiene por objetivo de corto implementar un modelo regional para la aplicación en temas de calidad del aire. Estos modelos regionales son de mucha utilidad para estudiar potenciales (o reales) casos de contaminación transfronteriza. Dado que la información meteorológica base se comparte internacionalmente, la salida de los modelos dependerá fuertemente de la precisión de los inventarios de fuentes disponibles. La implementación de un Programa de Gestión Ambiental requiere el desarrollo de dos líneas de acción: una, de largo plazo, la definición e implementación de un plan de descontaminación de las áreas afectadas, y la otra, de corto plazo, desarrollar medidas de emergencia para el control de eventos de alta contaminación atmosférica. El sistema de gestión ambiental es una herramienta de monitoreo, vigilancia, pronóstico y planificación de los recursos ambientales. Una vez conocidos los parámetros que intervienen, a través de la aplicación de modelos pertinentes, contribuir en forma óptima a administrar, controlar y planificar los recursos disponibles. Un una primera etapa, se define todas las variables que globalmente intervienen en la contaminación urbana incluyendo fuentes fijas, móviles y difusas. El sistema de gestión ambiental asociará el monitoreo en tiempo casi real los datos necesarios, por ejemplo meteorología local, emisiones industriales y domésticas, tránsito, etc., combinándolos en un sistema de información geográfica para la aplicación de modelos de dispersión de contaminantes. Este sistema permitirá vigilar y elaborar un pronóstico de la disponibilidad y calidad del recurso aire, elaborar hipótesis que ayuden a la planificación para la toma de decisiones como así también a la prevención de episodios graves de contaminación. Estos modelos pueden usarse además para la evaluación de situaciones futuras o hipotéticas, p. Ej. evaluación de impacto ambiental, por lo que constituye una herramienta óptima para la planificación, que por su velocidad de respuesta permiten contemplar los efectos de las cambiantes situaciones de la realidad. Todo el desarrollo de un sistema como el propuesto requiere la colaboración y participación de numerosas instituciones y organismos públicos que actualmente se ocupan del mantenimiento de la calidad de vida urbana. Un ejemplo de atlas ambiental puede verse en http://www.atlasdebuenosaires.gov.ar/aaba/, donde describe el Área Metropolitana de Buenos Aires a través de diversas áreas temáticas que se van desarrollando y describiendo geográficamente. El Atlas Ambiental de Buenos Aires es un proyecto de la Agencia de Promoción Científica y Tecnológica de la Secretaría de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva de la Nación (SECYT) y del Gobierno de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires (GCABA), realizado por el Consejo de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET) a través del "Centro de Investigaciones Geoambientales" CIGA del Museo Argentino de Ciencias Naturales "Bernardino Rivadavia" (MACN) y por la Universidad de Buenos Aires (UBA) a través de la Facultad de Arquitectura y Urbanismo (FADU), y otras. En el tema de calidad del aire, sólo hay una caracterización climática-meteorológica, y carece de un buen inventario de emisiones. En el tema transporte hay una descripción (y mapas) del transporte público, y una caracterización de los principales accesos. 4.2 Inventario de emisiones Por lo tanto, para que el sistema de gestión nacional, y los modelos regionales sean eficaces, debemos comenzar en el sentido propuesto, es decir esforzarnos por obtener un buen inventario de las fuentes de emisiones, no sólo antrópicas, sino naturales, por ejemplo, quema de bosques, pastizales, potenciales volcanes, y suelos áridos con emisiones de material particulado. En este sentido, los datos actuales son muy pobres, contándose solamente con algunos estudios de obras energéticas, y algunos estudios de impacto ambiental, o algunos Polos industriales. Muchos de estos estudios ya están desactualizados o localizados en forma dispersa por diversas

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http://www.atlasdebuenosaires.gov.ar/aaba/

http://www.agencia.secyt.gov.ar/

http://www.buenosaires.gov.ar/

http://www.conicet.gov.ar/

http://www.macn.secyt.gov.ar/

http://www.fadu.uba.ar/sitios/ciham/


instituciones. Para la mayoría de las empresas medianas se desconocen los principales variables, como consumos de energía, producción, tasas de emisiones por chimeneas y ductos, localización y tamaños de estas chimeneas, temperaturas de escapes, etc. Existen, sí, una caracterización top-down de las emisiones de gases de efecto invernadero realizada por la Fundación Bariloche, usada en las presentaciones nacionales. Si bien este es un posible punto de partida, es necesario localizar geográficamente cada una de estas emisiones. Sin embargo, casi no existe una caracterización de fuentes móviles. Estudios y mediciones de fuentes móviles son casi nulos en el país, salvo por algunos proyectos de investigación. (En este sentido el Programa PROIMCA apunta a mejorar este análisis). La revisión técnica obligatoria de vehículos podría ser un buen instrumento para la realización de controles periódicos de emisiones vehiculares. Actualmente el esfuerzo se realiza en la homologación de vehículos nuevos. 4.3 Instructivo técnico y red de monitoreo En numerosos estudios de impacto ambiental, se observa que se caracteriza la línea de base con unas pocas mediciones realizadas en algunos puntos del sitio, y a veces en menos de una semana. Estas mediciones, son casi de nulo valor. Tabla 1: Evaluación de la Calidad de Aire Ambiental para Estudios de Impacto Ambiental. Parámetros a medirse

Principales contaminantes típicos: SO2, NO2, O3, material particulado suspendido, PM-10, deposición de polvo. Contaminantes específicos: Algunos compuestos orgánicos volátiles (VOC) seleccionados (tolueno, xileno), o como sustituto, la suma de los hidrocarburos (HC) excepto metano, benzeno, componentes del material particulado en suspensión (p.ej. Pb, Cd, As, Ni, benzo(a)pyreno, compuestos de la deposición de polvo (p.ej. Pb, Cd.), hollín en aire. Parámetros meteorológicos: dirección y velocidad del viento, temperatura del aire, presión, humedad, deposición humedad, radiación global.

Área de inspección

Donde hubiese personas expuestas a peligro, donde los niveles límites han sido o pueden ser superados, o se presuma algún daño. Se considerará por lo menos un área equivalente a 5 veces el área de la obra u actividad bajo estudio.

Parcela de inspección

El área bajo estudio se dividirá en por lo menos 4 parcelas si el área bajo estudio es menor a 4 km2. Si es mayor las parcelas serán de 1 km x 1 km. En los casos que la contaminación superen el 50% de los valores establecidos, deberán ser por lo menos 8 parcelas.

Puntos de medición

Si es posible, cerca de la intersección de una grilla cuadrada (por ejemplo una grilla Gauß-Krüger) de 1 km de lado, o menor. Por lo menos 4 por parcelas.

Altura de medición

1,5 a 4 m sobre el nivel del suelo, a más de 1,5 m de los lados de un edificio.

Período de medición

Normalmente 1 año, y como mínimo 6 meses. Puede reemplazarse por los cuatro meses invernales (junio a setiembre)

Métodos de medición

Mediciones Continuas e individuales: Equipos apropiados según listado en 3.8 o certificado por US-EPA o por algún país de la Comunidad Económica Europea. Mediciones meteorológicas: Mediciones o equipos homologados por el Servicio Meteorológico Nacional.

Frecuencia de mediciones

Para gases: 26 valores medidos por punto de medición por año si se prevé una carga inicial superior al 80% del valor límite, de lo contrario puede tomarse 13 medidas.

Tiempo de muestreo

Gases: 30 minutos (10 minutos si los resultados son equivalentes), material particulado en suspensión, plomo y cadmio: 1 día, deposición de polvo: 1 mes.

Evaluación Para cada parcela de inspección, con cuatro puntos de medición, 1 en cada esquina, los valores característicos de calidad de aire ambiental deben calcularse de la siguiente forma: ME1: valor medio aritmético de los valores medidos ME2: valor 98% de la distribución de frecuencia acumulada de las mediciones individuales (percentil 98). Para deposición de polvo, el valor mensual más alto. 1. Evaluación del estado de contaminación del aire: a) el valor medio aritmético de todas las mediciones presentes (ME1) deben ser menor a

el valor medio establecido en las normas de calidad del aire b) el 98% de todas las mediciones individuales (percentil 98) (ME2) deben estar por debajo del valor del percentil 98 establecido como máximo en las normas de calidad del aire.

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Es por ello que se sugiere la discusión e implementación de un Instructivo Técnico capaz de homogenizar los estudios de calidad del aire, ya sea realizado por agentes estatales como por laboratorios privados. Más que la discusión sobre los límites o niveles guías de calidad del aire, debe reforzarse el método de evaluación de la calidad del aire. A este instructivo técnico se le suma en forma natural una adecuada capacitación técnica, en especial en los funcionarios y técnicos municipales. Esta carencia se hace muy notoria en este nivel gubernamental, lo que resta capacidad de gestión de la calidad del aire, y mucho más en casos de eventos severos. Dentro de esta capacitación se puede incluir la implementación y uso de modelos de dispersión para casos sencillos, de gran utilidad en la evaluación de impacto ambiental. A fin de asegurar el control y evaluación adecuada de la calidad del aire ambiental, es importante contar con un instructivo técnico anexo a los decretos reglamentarios, que contemple: a) la normalización de procedimientos de medición, instrumentación, etc. (ver Tabla 1), b) el establecimiento de un Plan de Monitoreo Ambiental; c) Plan de capacitación institucional, d) la implementación de un sistema de gestión ambiental. 4.4 Monitoreo ambiental La implementación de modelos y la capacitación técnica se diluye si no se cuenta con una amplia red de monitoreo nacional. Este esfuerzo debe ser conjunto entre todos los ámbitos gubernamentales, Municipio, Provincia y Nación. El esfuerzo del monitoreo continuo, no solo requiere de un costo alto inicial para la provisión de equipos de mediciones, sino que éstos deben ser operados y mantenidos eficazmente a lo largo del tiempo, lo que suma un costo permanente. Finalmente la gestión de los datos monitoreados debe conformar una base de datos pública y accesible, de manera que no se diluya todo el esfuerzo anterior. A esta red de monitoreo se le debe sumar campañas específicas más complejas, por ejemplo mediante el uso de instrumentos de sensado remoto, o aviones para la medición de parámetros más complejos, como aerosoles en altura, núcleos de condensación, entre otros. La experiencia en el mantenimiento de redes de monitoreo en Argentina ha sido muy variada, y sólo se ha podido mantener algunas estaciones manuales en el tiempo. Por ejemplo en la ciudad de Mendoza, de 12 estaciones de monitoreo de 24 hs., hoy sólo se mide en 3 estaciones. Aún las estaciones manuales, de operación sencilla, requiere de un procedimiento de toma de datos y posterior análisis de laboratorio. Por ello se prefiere hoy las redes continuas y automáticas, pero estas son tecnológicamente complejas, y necesitan de profesionales muy capacitados para su mantenimiento y calibración. 4.5 Calidad del aire y emisiones de gases de efecto invernadero Existen en muchas ciudades y países diversos esfuerzos por concretar “iniciativas de aire limpio” y “mecanismos de desarrollo limpio”, que incluyen opciones y políticas de reducción de gases de efecto invernadero las que producen paralelamente una mejora en la calidad del aire (y viceversa). Llamadas también “win-win opportunities”, (esto es “todos ganan” o co-beneficios). Esto incluye entre otras, una mejora sustancial en la eficiencia tecnológica de muchos procesos industriales, el más importante sin duda es la generación de energía eléctrica y el transporte automotor. Estos dos últimos son sin duda la principal fuente de emisiones de carbono y otros gases de contaminación atmosférica. El aprovechamiento de otras energías alternativas, junto con una mejora del rendimiento de generación, la cogeneración, etc., son herramientas poderosas de reducción de la contaminación. Desde el punto de vista industrial, muchas emisiones a la atmósfera, son síntomas de un proceso deficiente. Una reducción de las emisiones, viene aparejado con una mejora en la eficiencia del proceso completo. En este punto se necesita una profunda revisión, y discusión sobre el posible rol del Estado, ya no solo como contralor y salvaguarda del ambiente, sino como activo impulsor de mejoras sustanciales de los procesos, que no sólo producirán un ahorro energético,…y por ende menor emisiones de GEI y mejora de la calidad del aire…; sino que producirán una mejora competitiva de la producción.

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En el hogar y la oficina, la mejora en las construcciones, aislaciones térmicas e iluminación, logrará una reducción de los requerimientos de calefacción/refrigeración, contribuyendo a reducir el consumo de electricidad y gas. Sin embargo, la reducción de gases de efecto invernadero, en especial del CO2 para el transporte automotor, es complejo. De continuar el uso de los combustibles fósiles, se puede esperar una mejora en la calidad del aire, mejorando los combustibles, filtros y catalizadores, (NOx y otros VOC) pero estos vehículos aún continuarán emitiendo dióxido de carbono. Sin duda el uso de energía solar, hidrógeno, etc. puede mejorar el problema, pero su uso masivo está bastante lejano. El problema de la movilidad requiere de un análisis más completo que incluye no sólo la mejora en el transporte público (p. Ej. usando sistemas eléctricos) sino mejores horarios y recorridos, seguridad y confort,…que se conviertan en una opción atractiva que permitan abandonar lentamente el uso del vehículo propio en forma cotidiana. Otra medida interesante para lograr la desmovilización incluye la descentralización de muchas actividades administrativas (no hay necesidad de “ir la centro”), el trabajo en el hogar (facilitado por el uso de Internet), la mejora en los establecimientos educativos, (lo que disminuye la necesidad de “buscar buenos colegios”, lejos del hogar), la ubicación de centros comerciales periféricos, etc. Así se pueden idear muchas iniciativas urbanas, propias del ámbito municipal, que contribuirán a la reducción de los gases de efecto invernadero y mejora en la calidad del aire. 4.6 Agencia Ambiental o Programa Nacional? Es evidente, que existe una cierta debilidad institucional en cuanto a la gestión de la calidad del aire, donde cada Provincia o Municipio ha encarado (o no) en forma diversa las necesidades de preservar el recurso aire. Ante las propuestas arriba mencionadas, surge una y otra vez la pregunta de cómo organizar institucionalmente las tareas enunciadas más arriba, no solo en cuanto a la gestión directa, sino principalmente para brindar apoyo concreto a muchas jurisdicciones hoy ausentes en el mapa de la gestión ambiental del recurso aire. Una alternativa operativa es la formulación de una Agencia Ambiental autárquica que tenga dotado de capacidad técnica (instrumentación, personal capacitado, etc.) y de autoridad competente en el establecimiento de normas, dictaminar sobre las EIA, realizar y solicitar peritajes, establecimientos de registros de emisiones, planes de monitoreo, y sobre todo ejecutar el Sistema de Gestión Ambiental, elaborando los Planes de remediación, de emergencia, etc; unificando tareas realizadas por las varias Secretarías Nacionales (Energía, Minería, Ambiente y Desarrollo Sustentable), etc. Las Provincias y Municipios mantendrían la responsabilidad del recurso aire, el poder de policía de verificación de infracciones y la substanciación de las causas. Mientras que la Agencia Ambiental dará asistencia a los Municipios y Provincias especialmente en aquellos casos que se requieran de métodos e instrumentos de laboratorio complejos. La actividad de monitorear la calidad del aire podría ser responsabilidad de los Municipios, mientras que la Agencia podría actuar en forma subsidiaria con éstas ofreciendo capacitación y asistencia técnica. Sin embargo es útil que esta Agencia organice y mantenga una base de datos común con todo el monitoreo realizado en la Argentina. La Agencia deberá coordinar las actividades de control, monitoreo y descontaminación, según sea la gravedad, activando los estados de “alerta”, “alarma” y “emergencia”. Sin embrago un Programa Nacional también puede ser útil, manteniendo idénticas funciones que las arriba propuestas para la Agencia, pero requerirá de mayor esfuerzo de coordinación con las otras áreas de otras secretarías y ministerios. Como vimos en los casos de América Latina, por ejemplo Chile ha organizado una Comisión Nacional de Medio Ambiente, que no sólo dicta políticas sino que tiene funciones ejecutivas y de gestión de la calidad del aire. La idea central es enfocar en un organismo ejecutivo de gestión, que lleve adelante las políticas del área, (aunque no las fije en forma directa), sino que en cooperación con universidades, institutos, municipios y provincias; organice, capacite, dicte instructivos y sugiera leyes y

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normas apropiadas, asesorando a las Provincias y Municipios y al Poder Judicial, en la controversia de casos y episodios de contaminación. 5. CONCLUSIONES Un estudio de la situación institucional ambiental nos muestra las siguientes características.

1. Constitucionalmente el Municipio es el responsable de velar y gestionar la calidad del aire. Actualmente sólo algunos Municipios urbanos cuentan con una red de monitoreo aceptables y capacidades técnicas adecuadas para afrontar los eventos de contaminación del aire. Por ejemplo las provincias como Córdoba, Mendoza, Buenos Aires, Ciudad de Buenos Aires y Santa Fé tienen implementado algún tipo de monitoreo desde hace varios años.

2. Se ha reorganizado el área ambiental en el organigrama estatal (municipal y provincial) pasando de Ministerio (a fines de los ´80) a Secretaría (años ´90). Actualmente el área ambiental se circunscribe a una Subsecretaría o Dirección que actúa especialmente en la recepción de denuncias, habilitación de industrias nuevas, y evaluación de eventos de contaminación. Se aprecian tres formas de gestión del aire. En una el Gobierno Provincial, a través de una subsecretaria y/o Dirección asume el rol municipal de control y monitoreo de localidad del aire, por ejemplo Provincia de Mendoza, Ciudad de Buenos Aires (en este caso, la CABA puede considerarse por su tamaño y autonomía como una Provincia), en ambos casos hay una red de Monitoreo que es operada desde hace 30 años, con ciertas limitaciones y mejoras. En una segunda, el Municipio asume su rol y la provincia, solo establece políticas ambientales generales, por ejemplo los Municipios de Córdoba, Bahía Blanca, Santa Fe, Rosario, Campana, Trelew. Una tercera forma de gestión es a partir de la intervención del Estado Nacional para resolver situaciones respecto de contaminantes peligrosos o áreas contaminadas o pasibles de contaminación (jurisdiccionales, interjurisdiccionles e internacionales), como es el caso de los PCBs, Dock Sud, en donde se hizo un estudio ambiental y epidemiológico, en Gualeguaychú donde se realiza un monitoreo preventivo para determinar posible impacto ambiental y la Cuenca Matanza-Riachuelo donde se prevé la ejecución de estudios de calidad de aire para relevar la situación de esta cuenca a requerimiento de la Justicia Nacional.

3. En otras Provincias y Municipios, la gestión del aire se inscribe dentro de una política de evaluación de impacto ambiental orientado a otorgar permisos de operación y controlar las actividades industriales o de explotación petrolera o minera. En estas jurisdicciones, las necesidades puntuales de medición, quedan a cargo de laboratorios o universidades contratadas para tal efecto.

4. La Argentina cuenta con capacidad científica, técnica y disponibilidad de laboratorios homologados adecuados para estimar el impacto de las actividades urbanas, industriales, de transporte, minera, etc., sobre la calidad del aire.

5. En la gestión de la calidad del aire participan numerosas instituciones nacionales, provinciales y municipales, por lo que se requiere de un esfuerzo importante en materia de coordinación y articulación de políticas comunes a todo el país, por ejemplo en materia de planeamiento del transporte, verificación de emisiones, gestión del tránsito, calidad de combustibles, promoción de mejores tecnologías, confección de inventarios, disponibilidad nacional de datos confiables, monitoreo.

6. Sería conveniente contar con un programa nacional o agencia ambiental que fortalezca la coordinación y gestión de la calidad del aire, como otros aspectos ambientales, con especial énfasis en la transferencia a aquellas jurisdicciones provinciales y municipales que lo requieran, con los siguientes objetivos:

a. Confeccionar y/o promover un inventario de emisiones de fuentes fijas, móviles y naturales.

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b. Establecer un protocolo técnico específico para la determinación de la calidad del aire, que sirva de referencia a todas las jurisdicciones.

c. Ofrecer capacitación institucional y elaborar material educativo. d. Ayudar al establecimiento de una red de monitoreo continuo de calidad del aire en

todo el país, y contar con un laboratorio de excelencia para los casos más complejos.

e. Colaborar y promover mediciones de emisiones provenientes de chimeneas, automóviles, tanques, lagunas, pilas de material, etc.

f. Capacitar en el uso de modelos de dispersión. g. Establecer un plan de emergencias ante eventos severos. h. Promover estudios epidemiológicos y de valuación económica de la contaminación

atmosférica, en coordinación con el área de Salud y Provincias. Establecer guías o pautas de vigilancia epidemiológica ambiental, con la formulación de indicadores de salud y ambiente;

i. Promover incentivos para el transporte público masivo, combustibles menos contaminantes, planes de eficiencia energética, e innovación tecnológica. Mejoramiento y articulación jurisdiccional de la gestión institucional del transporte de pasajeros y carga; generación y funcionamiento de los centros de transferencias; ampliación y desarrollo de sistemas de transporte público menos contaminantes

j. Promover la actualización y coordinación normativa en todas las jurisdicciones (e interjurisdicciones) y establecer presupuestos mínimos.

k. Coordinación políticas de reducción de gases de efecto invernadero y calidad del aire y articulación con las convenios internacionales (Cambio Climático, Capa de Ozono, otros).

l. Establecer un Sistema de Gestión Ambiental Nacional del recurso aire, asociando la información ambiental proveniente de los diversos ámbitos municipales, provinciales, nacionales e incluso internacional.

m. Tender a equiparar a todas las jurisdicciones con capacidades técnicas y normas de calidad del aire equivalentes.

n. Coordinar la política nacional frente a los problemas de contaminación transfronteriza.

Es decir este Programa, Agencia o Laboratorio debe actuar fundamentalmente desde lo técnico, ejecutando las políticas nacionales de la autoridad ambiental. Pero también debe actuar subsidiariamente hasta fortalecer a todas las jurisdicciones que todavía no han alcanzado un desarrollo óptimo. Finalmente es interesante notar que el caso del saneamiento de la Cuenca Matanza Riachuelo (ACUMAR) ha dado origen a todo un programa completo de monitoreo, vigilancia y saneamiento ambiental con la participación del Estado Nacional, Provincial y Municipial, Universidades e Institutos de Investigación; que incluye muchos de los componentes básicos aquí sugeridos, inventarios, modelos, monitoreos, epidemiología, sistemas de información geográfica, etc. Replicar esta experiencia en muchas áreas seguramente fortalecerá una gestión adecuada de la calidad del aire en el país. 6. REFERENCIAS

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3. Puliafito, Enrique: Pronóstico de las emisiones de carbono, Proyecciones, Año 4, N.1, Abril 2006, Publicación de posgrado e investigación de la F.R. Buenos Aires, Universidad Tecnológica Nacional, pp. 9-26, 2006, ISSN 1667-8400.

4. Puliafito, Enrique, Allende, David: Emission patterns of urban air pollution. Rev. Fac. Ing. Univ. Antioquia, Colombia, N. 42. pp. 38-56. Diciembre, 2007, ISSN 0120-6230.

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6. Puliafito, Enrique; M. Guevara; C. Puliafito: “Characterization of urban air quality using GIS as management system”. Environmental Pollution Vol 122, pp 105-117, Marzo 2003.

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Contaminación Atmosférica en Argentina.

PROYECTO INTEGRADOR PARA LA MITIGACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA (PROIMCA)

Enrique Puliafito1, Nancy Quaranta2

1: Director PROIMCA

Universidad Tecnológica Nacional / CONICET, [email protected], www.frm.utn.edu.ar

2: Co-Directora PROIMCA

Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional San Nicolás

[email protected] Palabras claves: Proyecto integrador, calidad del aire, radiación no ionizante, ruido, radiación electromagnética, contaminación lumínica. Resumen: Se presenta a continuación la descripción del Proyecto Integrador sobre Mitigación de la Contaminación Atmosférica (PROIMCA), sus motivaciones, objetivos y metodología como introducción a los artículos que se contíuna en este volumen. El PROIMCA tiene por objetivo principal realizar un estudio integral de las fuentes de contaminación atmosférica y sus consecuencias en todo el país a fin de poner en marcha un verdadero observatorio ambiental. En este proyecto se entiende por contaminación atmosférica la proveniente de las emsiones de gases, partículas, ruido, radiación electromganética no ionizante y contaminación luminica. 1. INTRODUCCIÓN La contaminación del aire ha sido un problema de salud pública prácticamente desde los inicios de nuestra civilización. En teoría, el aire siempre ha tenido cierto grado de contaminación. Los fenómenos naturales tales como la erupción de volcanes, tormentas de viento, descomposición de plantas y animales "contaminan" el aire. Estos, con frecuencia, ocurren en cantidades mayores que los producidos por las actividades humanas, los llamados contaminantes antropogénicos. Sin embargo, estos últimos presentan la amenaza más significativa a largo plazo para la biosfera. En estas últimas décadas el mayor porcentaje (más del 90 %) de la contaminación atmosférica se debe a una pequeña cantidad de contaminantes producida fundamentalmente por el consumo de combustibles fósiles. Estos combustibles aportan hoy en día el 77 % de la energía generada en el mundo. A su vez más del 50 % de toda la contaminación atmosférica se debe al uso de combustibles para el transporte automotor. Las emisiones de Carbono a la atmósfera son un 13 % superior al nivel de 1990 (muy lejos del 7% del compromiso de quienes participaron del Protocolo en Kyoto). Grandes volúmenes de contaminantes se vuelcan en ámbitos reducidos como lo son los centros urbanos y atentos a que el tiempo necesario para su dispersión es significativo, se promueven altas concentraciones en el ambiente que respiran millones de personas. Por lo tanto, si bien el desarrollo industrial y el creciente aumento en el uso de vehículos de transporte son un símbolo de desarrollo y por ende un mejor nivel de vida, paradójicamente contribuyen al deterioro de la salud de quienes los utilizan y a disminuir la calidad de vida. Estos contaminantes en el aire se presentan en forma de partículas y gases. Muchos organismos internacionales los han clasificado como contaminantes criterio ya que fueron objetos de estudios y evaluación para la confección de guías y normas, y contaminantes no criterio. Los contaminantes criterios se han identificado como comunes y perjudiciales para la salud y el bienestar de los seres humanos. Atendiendo a cómo se forman, se clasifican en contaminantes primarios y secundarios. Los contaminantes considerados primarios son

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http://www.frm.utn.edu.ar/



Proyecto PROIMCA Puliafito & Quaranta

Monóxido de carbono (CO), óxidos de azufre (SO2 y SO3), óxidos de nitrógeno (NO y NO2), hidrocarburos (HC), material particulado (PM) y dentro de los secundarios el Ozono (O3). Además de los efectos sobre la salud, hay muchos otros efectos secundarios sobre la vegetación, suelo, agua, materiales hechos por el hombre, clima y visibilidad. Podemos hacer referencia a conocidos problemas globales que han aparecido en las últimas décadas: a) Agotamiento del ozono en la estratosfera, por la emisión de compuestos sintéticos, tales como los halocarburos y clorofluorocarbonos (CFC). b) Lluvia ácida, formada a partir del dióxido de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOX). c) Calentamiento de la atmósfera: Existen pruebas de que la contaminación del aire contribuye al calentamiento de la atmósfera o al efecto invernadero adicional. La quema de combustibles fósiles emite demasiado dióxido de carbono a la atmósfera. Actualmente se reconocen otros efectos nocivos que se propagan por el medio atmosféricos y que pueden afectar a la salud de la población, estos son: a) la contaminación por radiación electromagnética, b) la contaminación por ruido y d) la contaminación lumínica. Para el primer caso, el de contaminación por radiación electromagnética podemos diferenciar aquellas “fuentes” que son aceptadas como “no contaminantes” de aquellas que si lo son, por ejemplo equipos de rayos X, resonancia magnética, cámaras Gamma y electromedicina en general, entre las objetadas por la sociedad actual están las líneas de transmisión de energía eléctrica, antenas de telecomunicaciones, telefonía celular, microondas, etc. La contaminación por ruido produce un deterioro de la calidad de vida, especialmente en los grandes centros urbanos. Esta contaminación es cada día mayor y requiere para su estudio de una estrategia interdisciplinaria. Desde el punto de vista físico se considera ruido a toda señal que no tiene una relación armónica entre sus componentes. Desde el punto de vista de la teoría de la información, ruido es todo sonido que no aporte información útil para el sujeto oyente. Desde el punto de vista psicológico, ruido es todo sonido no deseado, percibido como intromisión o interferencia o como ‘violencia acústica’ en casos extremos. El ruido urbano se lo puede definir como el promedio estadístico de niveles sonoros medidos en decibeles A, provenientes de todas las fuentes de ruido a que está sometido el habitante de los centros urbanos en su vida diaria, sean estas fijas o móviles. La principal contribución acústica al ruido urbano está dada por el tránsito vehicular. Es interesante observar que el vehículo es fuente común no sólo de gases de escapes a la atmósfera sino de ruidos molestos, lo mismo puede decirse de muchas fuentes industriales que son a la vez fuentes de emisiones gaseosas y de ruidos. Finalmente, la contaminación lumínica hace referencia al exceso de iluminación artificial nocturna, que produce trastornos biológicos tanto a los seres humanos como a las vegetales y animales. La Universidad Tecnológica Nacional, al contar con Facultades Regionales y delegaciones en todo el país, y teniendo en cuenta que cada sede cuenta con profesores, estudiantes grupos de investigación y laboratorios, tiene la oportunidad única de llevar adelante un verdadero programa integrador nacional que permita asociar, integrar y potenciar sinérgicamente los capacidades personales e institucionales de sus sedes. Con esta base institucional se propone la ejecución del Proyecto Integrador sobre Mitigación de la Contaminación Atmosférica (PROIMCA). Sin embargo existe diverso grado de avance y experiencia de acuerdo a las unidades académicas involucradas. Se destacan la presencia de programas de mediciones, monitoreo y modelos en las ciudades de Mendoza, Buenos Aires, Bahía Blanca, Santa Fe, Rosario, San Nicolás, Córdoba. Se busca entonces fortalecer, transferir y contribuir a desarrollar las capacidades de esta área de investigación a las otras unidades académicas, a fin de ejecutar un programa de alcance nacional en el ámbito de la contaminación atmosférica. 1.1 Grado de avance A continuación se mencionan algunos de los grupos y su grado de avance. Estos grupos son los que inicialmente se integraron a este primera iniciativa, pero el proyecto está disponible para su ampliación a otros grupos. Facultad Regional Santa Fe:: Grupo de Estudios Sobre Energía (Gese). Se han realizando

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mediciones de fuentes fijas industriales desde hace mas de 15 años. Inicialmente estas se hacían en carácter de determinar los parámetros de combustión con fines de estimar rendimientos y funcionamientos de hornos industriales y generadores de vapor, en el marco de auditorias energéticas en un gran número de PyMEs de la región. En cuanto a calidad de aire, el grupo participó del proyecto de determinación de la contaminación por NOx en las ciudades de Santa Fe y Rosario. A partir del año 2001, se comenzaron a realizar una serie de mediciones con un equipo analizador portátil con celdas electroquímicas (O3, NO2, HCNM, SO2; PM10 y CO ), en diferentes zonas de la ciudad de Santa Fe. Facultad Regional Buenos Aires: Actualmente se desarrolla un Proyecto PICT2005 finaciado por la Agenica, en cooperacion con la FR Mendoza, sobre efectos de las fuentes móviles, evolución de las emisiones de carbono y su impacto en la calidad del aire. Director de Proyecto: Dr. Enrique Puliafito, Status: Enviado a la espera de resultado evaluación. En este momento se lleva a cabo los proyectos Co- “Can Cities Reduce Global Warming? Urban development and the carbon cycle in Latin America”, proyecto financiado por el IAI (Inter American Institute for Global Change Research), con la Univ. Autónoma de Méjico, y la Universidad de Santiago de Chile (2004-2005). El Dr. Puliafito ha participado en numeroso estudios de calidad del aire en la ciudad de Mendoza, orientándose al monitoreo de calidad del aire y desarrollo de modelos de dispersión y uso de sistemas de información geográfico. Facultad Regional Mendoza: Grupo de Estudio de la Atmósfera y el Ambiente (GEAA) Actualmente se ejecuta un proyecto conjunto con la FR Buenos Aires sobre la base de un proyecto PICT 2005. Año 2002/2006. Ejecución del Proyecto "Plan de Lucha Contra el Ruido", de Investigación aplicada que abordó el tema del control del ruido de origen acústico desde distintas lineas de investigación, a saber: 1) Contaminación acústica urbana en el Gran Mendoza, se investigó sobre el impacto ambiental que producen los ruidos de origen acústico originados por fuentes fijas, tales como grandes centros comerciales, estaciones de servicio, locales bailables, etc., 2) Se continuó con la investigación sobre materiales aislantes aplicados a barreras acústicas. 3) Se inició la investigación sobre barreras acústicas activas, en donde se analizó la utilidad del procesamiento digital de señales para mitigar los efectos del ruido. En el tema de calidad del aire se están desarrollando nuevos modelos de dispersión que incluyen topografía del lugar. Facultad Regional San Nicolás El grupo GEA ha venido desarrollando actividades de investigación y desarrollo directamente relacionadas con la protección del medio ambiente, incluyendo los de calidad del aire. Uno de ellos PID 25N021: "Calidad de ambiente urbano: impacto de distintas fuentes", tiene por objetivo estudiar la calidad del aire estimando los factores de emisión de diferentes fuentes puntuales, de área, móviles y naturales. Esto permite proveer bases de datos para el desarrollo de estrategias de control. Se determinan experimentalmente los niveles de inmisión y sus variaciones con el tiempo y la relación con los parámetros meteorológicos del sitio, para identificar características de transporte y dispersión de contaminantes. Se comparan datos experimentales con modelos matemáticos. Otro de los proyectos PICT13-09918 ha extendido el estudio al ámbito de la Provincia de Buenos Aires, llegándose a determinar indicadores de calidad de aire en diferentes áreas de la provincia. Se estudia básicamente la contaminación vehicular y los factores que influyen sobre los niveles determinados, entre los que pueden mencionarse los culturales, sociales, estacionales, etc. Facultad Regional Delta:El Centro de Energía y Ambiente ha finalizado el proyecto "Estudio de calidad de los recursos naturales aire y agua en el polo industrial de Zarate-Campana y zonas aledañas". Recientemente se ha organizado el Grupo de Modelizacion y Simulación de Dispersión de Contaminantes, liderado por el Dr. Pablo Tarela. El grupo ha presentado el PID "Calidad de aire en la ciudad de Campana", en el cual se trabaja en investigación aplicada sobre las fuentes fijas y móviles de la zona y la modelización numérica de la dispersión de contaminantes atmosféricos locales. El Dr. Pablo Tarela es especialista en temas de calidad de aire, ha trabajado en proyectos del área temática para la US EPA (Environmental Protection

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Agency de EEUU), la JICA (Japan International Cooperation Agency), Agencias Ambientales nacionales y Provinciales y numerosas industrias, además de haber publicado diversos trabajos científicos y técnicos. Facultad Regional Córdoba: Las investigaciones interdisciplinarias realizadas previamente sobre los efectos que causa la contaminación sonora en la ciudad de Córdoba (Serra et al. 1992, Verzini et al., 1995, Verzini et al., 2002), estuvieron centradas en establecer: a) los índices de ruido que mejor predecían las reacciones al mismo, b) la relación entre los niveles de ruido y las reacciones de las personas, c) las variables psico-sociales relacionadas con las reacciones al ruido; d) la presencia de ruidos de bajas frecuencias, evaluación subjetiva de los mismos y efectos percibidos. Facultad Regional Bahía Blanca, Centro de Investigaciones en Mecánica Teórica y Aplicada. Este centro liderado por el Dr. Víctor Cortínez viene realizando dese hace varios años estudios de mecánica computacional en el área de modelación numérica y mediciones de ruido en ambiente industrial y urbano. Esta Regional también cuenta con aportes del Grupo de Estudio de Bioingeniería - Departamento de Electrónica, a cargo del Ing. N. Mata con estudios sobre los efectos de las radiaciones no ionizantes, particularmente sobre antenas de la banda de las radiofrecuencias, propias de las comunicaciones inalámbricas. 2. OBJETIVOS El PROIMCA tiene por objetivo principal realizar un estudio integral de las fuentes de contaminación atmosférica y sus consecuencias en todo el país. En este proyecto se entiende por contaminación atmosférica la proveniente de las emsiones de gases, partículas, ruido y radiación electromganética no ionizante. A fin de poner en marcha un verdadero observatorio ambiental de contaminación atmosférica se require la realización y ejecución de una serie de actividades que abarcan a) Relevamiento de la ubicación georeferenciada de las fuentes potenciales de contaminación atmosférica, como industrias instaladas en cada zona de estudio, incluyendo tipo de procesos, producción, residuos (emisión de gases y partículas por chimeneas, residuos líquidos y sólidos), ruidos, campos electromagnéticos. b) Relevamiento del parque de automotores en cada zona de estudio. Tipo de automotores (particulares, de transporte, de carga etc.) antigüedad, energético empleado (tipo de combustible, electricidad). Medición de concentración de gases, material particulado emitidos por caño de escape y su clasificación por tipo de modelo, año, etc. Medición y caracterización del rudio del parque automotor c) Relevamiento de la densidad de tránsito en las arterias principales de las ciudades en estudio. d) Medición de concentración de gases y material particulado en ciudades, ruido y campos electromagnéticos, por áreas características (área industrial, áreas residenciales, área comercial y bancaria) y en las arterias de máximo transporte. e) Estudio de la contaminación en el interior del sector residencial, comercial y público. f) Sistematización de datos medidos de contaminación atmosférica en la Argentina, tanto de concentración en aire como de emisiones por los sectores industria y transporte. La información debe incluir la que se genere en los proyectos propios cuanto la disponible a partir de otras fuentes. g) Estudios de oportunidades de comercialización de ahorro en la generación de dióxido de carbono (CO2) en el marco del Mecanismo para un Desarrollo Limpio encuadrado en el protocolo de Kioto. La información generada o recolectada por cada una de las unidades ejecutoras se sistematizará a partir de un sistema de información geográfica del tipo Web-based open source, de manera de asegurar la conformación de una base de datos pública y disponible en todas las regionales y unidades participantes, y conformar un Atlas actualizado de la situación de contaminación nacional. 2.1 General: Generar un ámbito de integración de conocimientos y actividades académicas y científico-

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tecnológicas, a nivel nacional, con el fin de contribuir a la mitigación de la contaminación atmosférica. 2.2 Específicos: Fomentar la realización de proyectos de investigación y desarrollo (PIDs) sobre las temáticas ambientales específicas.

a. Incentivar la formación de redes de trabajo entre los grupos de investigación participantes y el intercambio de investigadores y becarios entre las Facultades participantes, orientado a la formación de recursos humanos especializado en los temas específicos de contaminación atmosférica.

b. Fomentar la realización de un diagnóstico de los niveles de contaminación atmosférica a nivel nacional, abarcando las distintas temáticas del proyecto.

c. Incentivar la preparación de una base de datos y catastro de emisiones a nivel nacional orientado a la elaboración de un Atlas nacional de contaminación atmosférica.

d. Fomentar la discusión y elaboración de normativas de acuerdo a las necesidades detectadas.

e. Generar un programa de divulgación, servicio y transferencia al medio. f. Formar recursos humanos en las temáticas del Proyecto Integrador g. Generar un ámbito científico de análisis y discusión de las temáticas ambientales

mediante la realización de reuniones periódicas que incorporen cursos de capacitación y presentación de trabajos específicos, con la presencia de invitados expertos en las distintas áreas.

h. Difundir los conocimientos que se vayan adquiriendo con el desarrollo del Proyecto, por los medios habituales como publicaciones científicas, presentaciones a congresos, cursos de grado y postgrado, etc.

i. Fomentar la incorporación de las temáticas ambientales específicas del Proyecto a las carreras de Ingeniería, mediante la vinculación a cátedras específicas con realización de charlas, seminarios y trabajos prácticos.

2.3 Actividades Las actividades particulares de este proyecto son:

1. Elaboración de un Atlas Argentino de Contaminación atmosférica de gases, intensidades de radiación de alta y baja frecuencia, ruidos urbanos, etc.

2. Distribución de fuentes, antenas de comunicaciones, líneas de transmisión. 3. Elaboración de un programa nacional de monitoreo y control de la contaminación. 4. Evaluación del impacto de la calidad del aire en la salud de personas, animales y plantas. 5. Estudio del impacto de las emisiones gaseosas, partículas, ruido y radiación no ionizante. 6. Proposición de mejoramiento y actualización de normas nacionales, provinciales y

municipales de calidad del aire y emisiones gaseosas. Estudio del cumplimiento de las normas actuales, tratados y acuerdos internacionales en el área.

7. Generar proyectos de transferencia y cooperación con la Comunidad. 8. Formación de recursos humanos en el área específica 9. Difusión científica y divulgación de los resultados del programa 10. Clasificar y categorizar a la ciudad por zonas a partir de variables funcionales y de

mediciones de nivel sonoro; 11. Realizar un relevamiento de los niveles de ruido de las ciudaded, obteniendo los

descriptores estadísticos de ruido más utilizados; 12. Determinar: a) las reacciones y los efectos que produce el ruido sobre las personas; b) si

existe relación entre los niveles de ruido y las distintas efectos y reacciones que produce;

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c) cuáles son las variables modificadoras de las reacciones y efectos: d) la influencia de los procesos cognitivos en los efectos y las reacciones que produce el ruido.

13. Elaborar un modelo teórico de reacción comunitaria y otros efectos del ruido. 14. Determinar la influencia de los ruidos de muy bajas frecuencias en las reacciones y

efectos del ruido. 3. METODOLOGÍA Si bien cada área específica tiene su metodología específica, el proyecto en su conjunto ha definido la siguiente metodología particular: 1. Coordinar la participación de las distintas unidades académicas a fin de: Realizar un catastro

(georeferenciado) de las principales fuentes de emisión. Relevar las mediciones y monitoreo disponible por región del país. Detectar las zonas con carencia de información y alto riesgo ambiental. Determinar zonas prioritarias de estudio. Organizar una base de datos en un sistema web-GIS.

2. Dado la diversidad de experiencia, conocimientos, equipamiento y datos disponibles es necesario unificar los esfuerzos a fin de apoyar a los investigadores y profesores que desean incorporarse al PROIMCA a fin de iniciar un trabajo de cooperación fructífero. Para ello se propone las siguientes actividades de acuerdo a los objetivos generales y particulares delineados en los puntos precedentes:

3. Realizar convocatorias e invitaciones periódicas a todas las unidades académicas sobre la base de este proyecto actual. Confirmar la participación de los interesados

4. Realizar un diagnóstico institucional interno especificando brevemente la experiencia de cada grupo o investigador, material o equipamiento disponible, etc (p. ej. completando la sección anterior)

5. Determinar disponibilidad de datos, informes, estudios de impacto ambiental y publicaciones de su zona de influencia (participación de o con otros institutos de investigación de otras universidades o centros).

Con esta información, organizar un Taller a fin de pautar actividades futuras y necesidades de cada zona. Las actividades mínimas iniciales que pueden realizar los interesados, luego de este primer diagnóstico es realizar un nventario de fuentes de emisión de contaminantes, gases de efecto invernadero, ruido, etc, para fuentes industriales, domiciliares y vehiculares Este inventario debe contener, por lo menos a) posición geográfica y extensión de las fuentes (con GPS a fin de ser localizado posteriormente en el GIS), b) descripción de las fuentes (altura chimeneas, sección, temp, velocidad de escapes, etc), c) las tasas de emisión de contaminantes(g/s; g/h; g/km; g/kg combustible), ruido en dBA, etc., d) el consumo de combustible (kg/año, litors/año, m3/año) etc, e) un mapa digital georeferenciado (manzanero, rutas, etc) en formato GIS de la ciudad o zona a estudiar, f) una recopilación de las mediciones disponibles, g) sistematización de los datos de monitoreo disponible y h) información meteorológica local. Esta información permitirá una categorización de zonas y evaluación de la necesidad de nuevas mediciones o monitoreo. Una vez recolectada la información se organizará una base de datos georefernciada en un sistema GIS accesible a todos los usuarios. Luego se establecerán las necesidades de fortalecimiento institucional, y se propondrán cursos de capacitación en técnicas de muestreo, monitoreo, análisis de dtaos, modelos de dispersión, uso de GIS. Posteriormente se prondrán una serie de subproyectos a fin de generar información nueva. Estos proyectos podrán presentarse para concursos externos de financiamientos, tales como Agencia, PICT- PICTO, GEF, etc.

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4. CONTRIBUCIONES ESPERADAS DEL PROGRAMA Este proyecto estudia el impacto de las emisiones de contaminantes en las ciudades participantes. Pretende organizar un observatorio ambiental de la contaminación atmosférica a nivel nacional, organizando la información dispersa en un sistema de información geográfica y disponible públicamente en una base web. Esta información permitirá conocer el estado actual de la contaminación atmosférica en Argentina. Actualmente se realiza un esfuerzo importante en conocer la situación ambiental del país, pero disperso a través de distintas instituciones, universidades, ministerios, consultoras. Otro problema es que estos estudios son realizados con variadedes de métodos y precisión. Este proyecto pretende colaborar al avance nacional científico organizando, sistematizando y dando pautas orientadoras en la investigación ambiental del país. El establecimeinto de un observatorio ambiental es un hito importante. El Atlas ambiental es el primer paso para esta sistematización. En el impacto al ambiente urbano producido por la contaminación de diferentes fuentes, la degradación de la calidad del aire en las ciudades es una de las áreas que requiere una atención inmediata, estableciéndose por lo tanto la necesidad de desarrollar planes de control y regulaciones ambientales para las cuales es fundamental el monitoreo atmosférico, tanto para la identificación de fuentes emisoras como para preveer episodios de concentraciones de contaminantes en exceso (excedencias), así como diagmósticos de posibles casos. Se espera adquirir conocimientos científicos sobre estas temáticas en relación a los distintos escenarios de mediciones que se plantean en el presente proyecto, y a los diferentes factores que influyen en las características ambientales de cada región, factores económicos, culturales, meteorológicos, estacionales, etc. En particular, este estudio de carácter interdisciplinario pretende entonces realizar un diagnóstico holístico de la contaminación urbana por ruido, calidad del aire y contaminación electromagnética, y por lo tanto permitirá: 1- Entrenar y formar recursos en investigación interdisciplinaria. 2- Continuar y consolidar la línea de investigación interdisciplinaria sobre contaminación en la diversas Regionales y ciudades participantes Los resulltados se podrán utilizar, por ejmeplo para la el control y reglamentación del ruido urbano. La aplicación y transferencia de nuevos modelos y mediciones permitirá aumentar el conocimiento actual y mejorar los diagnósticos en especial en zonas que actualmente carecen de información. Por otra parte el conocimiento de las diversos tipos de contaminación, sus niveles actuales, permitirá determinar los efectos sobre la salud y ayudar a establecer mejores conductas pro- ambientales. El conocimiento de las conductas anti y pro-ambientales abrirá el camino para el desarrollo de investigaciones relacionadas con el comportamiento ambiental en general y su relación con la contaminación ambiental en distintas áreas, tema prácticamente inexplorado en el país. Se espera la participación de alumnos, becarios y tesistas de Maestrías en Medio Ambiente y eventualmente del Doctorado de Ingeniería. Se busca transferir y fortalecer las capacidades en aquellas Regionales que deseen implementar grupos de investigación en el ámbito de la contaminación atmosférica. Para ello se prevé el dictado de cursos y seminarios a fin de capacitar a profesores, alumnos y personal técnico en el uso de instrumentos, análisis estadístico de datos, uso de modelos varios, integración a un sistema GIS.etc. De la ejecución y obtención de financiamiento externo de los subproyectos se podrá disponer, eventualemente de becas de formación de posgrado. Contribuir al dictado de seminarios y cursos de posgrado relevantes a la temática en las distintas Facultades participantes. Fomentar la realización de Reuniones científicas específcas de la temática. Durante el desarrollo del Proyecto se realizará una capacitación continua hacia aquellos grupos recientemente formados o en vías de formación, que se incorporen al proyecto.

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Participación conjunta con otros investigadores de otras Regionales en propuestas de sub-proyectos finnaciables por medio de las convocatorias habituales, a fin de realizar un intercambio de conocimientos y experiencias en la formulación y ejecución de proyectos. El uso de modelos, mediciones y monitoreo permite reducir las emisiones de contaminantes, colaborando con empresas y municipios a reducir los efectos de la contaminación, mejorar la salud de la población, y cumplir con las normas y estándares de calidad. El desarrollo de subproyectos específicos podrá orintarse a fortalecer a las instituciones de gobierno, educativas o empresas a desarrollar o fortalecer capacidades inexsitentes. Por ejemplo brindando asesoramiento sobre medidas de mitigación, mejora de rendimientos, estudios de impacto ambiental, etc. Durante el desarrollo de las campañas se brindarán charlas de difusión general abiertas a la comunidad con el fin de generar una mayor conciencia de los problemas locales referentes al área de estudio, informando sobre los resultados y análisis realizados. El conocimiento del estado presente de la polución y sus efectos sobre la población y la implementación y entrenamiento en las últimas técnicas de medición, permitirá ofrecer soluciones a problemas específicos y proporcionar fundamentos científicos para la actualización de la reglamentación y normativa como así también desarrollar campañas educativas al respecto. La mitigación de la contaminación atmosférica, que pueda derivar de la aplicación de los resultados de este estudio, redundará en una mejor convivencia social entre los ciudadanos, mayor confort en sus viviendas, mejor rendimiento, calidad de vida y salud. En síntesis, se apunta a los aspectos preventivos de la salud y a la preservación de la calidad de vida, lo que en forma indirecta contribuirá al desarrollo socio-económico de la Argentina. Independientemente de los medios habituales de transferencia como publicaciones, cursos, congresos, el proyecto pretende desarrollar un Atlas y Observatorio ambiental con acceso público (web-GIS) como herramienta de diagnóstico y planificación urbana, desde una perspectiva de reducción de las emisiones contaminantes, que pueda usarse para la evaluación de impacto ambiental y dar cumplimiento a las normas y leyes ambientales. Por lo tanto la transferencia es inmediata y un objetivo importante del mismo proyecto.

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MODELO EN TIEMPO INVERSO Y RÉGIMEN DINÁMICO PARA EVALUAR EMISIONES A PARTIR DE MONITOREO DE INMISIÓN

Pablo A. Tarela1

1: Grupo de Modelización y Simulación de Dispersión de Contaminantes Facultad Regional Delta

Universidad Tecnológica Nacional San Martín 1171 (2804) Campana, Buenos Aires

e-mail: [email protected]

Palabras clave: Modelo matemático, problema inverso, modelo Lagrangeano

Resumen. El problema de determinar el impacto de fuentes de emisión de contaminantes a partir de las tasas de emisión de masa es clásico, y para abordarlo existen numerosas técnicas numéricas. El problema inverso, consistente en determinar el origen e intensidad de la fuente que da lugar a la concentración de contaminantes medida en un punto de inmisión, es mucho menos frecuente, y no hay técnicas de cálculo estandarizadas en el campo de la ingeniería ambiental. En este trabajo se muestra la viabilidad de aplicar un modelo de seguimiento de partículas en modo inverso, en la resolución del segundo problema mencionado. La comunicación presenta un modelo computacional para simular el transporte de contaminantes y material particulado en flujos turbulentos complejos. Se describen brevemente los aspectos teóricos del modelo, basado en la técnica de simulación por seguimiento de partículas Lagrangeanas. Y se revisan los detalles del desarrollo del modelo matemático, y de su implementación computacional. El modelo permite simular el transporte de contaminantes en flujos impermanentes, a través de la superposición de los efectos de advección, difusión efectiva, empuje (flotación y sedimentación) y reacción. Se muestran algunas validaciones del modelo, comparando sus resultados con los de soluciones analíticas. Se presenta una aplicación relacionada con la determinación del origen de emisiones atmosféricas de compuestos orgánicos volátiles en un Polo Industrial. En los puntos de inmisión se miden las concentraciones de benceno, tolueno y xilenos mediante el uso de un cromatógrafo portátil. Las mediciones se realizan con el apoyo de una estación meteorológica que registra las condiciones atmosféricas en forma continua, las cuales sirven para alimentar el modelo. El uso del modelo permite descartar fuentes potenciales e incluso visualizar otras inicialmente no consideradas, demostrando la potencialidad de la metodología propuesta. 1. INTRODUCCIÓN En este trabajo se presenta un modelo de advección y dispersión de cúmulos de partículas dentro de un fluido, basado en la técnica de modelación estocástica Lagrangeana (MEL), que resulta apto para abordar ambos problemas mencionados. La MEL presenta como principal virtud la de entregar resultados con alta precisión en espacio y tiempo. Por ello, es especialmente apta para resolver problemas de transporte en capa límite de escala corta (problemas de campo cercano, descargas de contaminantes y transporte de sedimentos, etc.), en los cuales la precisión es importante y se pueden aceptar hipótesis simplificadoras relacionadas a la dimensión (2D vs 3D) y donde la utilización de correlaciones turbulentas es justificable. Para aquellos problemas en los cuales el transporte es de escala larga (transporte en grandes lagos, estuarios y el océano, flujo de contaminantes atmosféricos a escala regional), usualmente se requiere menor precisión pero una modelación completamente tridimensional.

93

Modelo en tiempo inverso Tarela

Entonces, se utiliza un tipo diferente de MEL: un modelo de desplazamiento aleatorio (MDA). Una propiedad fundamental de la MEL es que mantiene una concentración inicial uniforme de partículas uniforme para todo tiempo, es decir, la denominada condición de buena mezcla (CBM). Dependiendo del tipo de flujo, se deben tener en cuenta ciertas precauciones en la modelación para obtener la CBM [1]. Una corrida de MEL provee un ensayo de un posible ensamble de ensayos. Además, resulta necesario conocer a priori las propiedades dispersivas promedio del ensamble de estados turbulentos del flujo. Esto lleva al problema clásico de la modelación estocástica: determinar cuántas realizaciones (o partículas) son necesarias para obtener un resultado estadísticamente confiable. Hacia el final de este artículo se muestra la viabilidad del uso de un modelo de seguimiento de partículas en modo inverso, en la resolución del segundo problema originalmente mencionado. Se presenta una aplicación relacionada a la determinación del origen de emisiones de compuestos orgánicos volátiles en un Polo Industrial. En los puntos de inmisión se miden las concentraciones de benceno, tolueno y xilenos mediante el uso de un cromatógrafo portátil. Las mediciones se realizan con el apoyo de una estación meteorológica que registra las condiciones atmosféricas en forma continua, las cuales sirven para alimentar el modelo. El uso del modelo permite descartar fuentes potenciales e incluso visualizar otras inicialmente no consideradas, demostrando la potencialidad de la metodología propuesta.

2. MARCO TEORICO

2.1. Alternativas MEL y MDA

La teoría detrás de la MEL está bien descripta en la literatura [2], por lo que aquí sólo se presenta una breve reseña. El punto de partida para la MEL es la ecuación 3D de Langevin [3], que contiene un término determinístico de deriva y un término estocástico de difusión. El acierto de la MEL consiste en determinar formas con sentido físico para ambos términos. La ecuación diferencial estocástica resultante tiene asociada una función de densidad de probabilidad cuya evolución es descripta por una ecuación de Fokker-Plank (FP). A su vez, esta última es una forma diferencial de la ecuación de Chapman-Kolmogorov para un proceso Markoviano. En forma sencilla, tal proceso es uno en el cual la probabilidad de un dado estado futuro es independiente del pasado, dependiendo solamente del presente más una regla de transición (definida por la densidad de probabilidad) que transforma desde el presente hacia el futuro. La ecuación de FP es la llave para hallar expresiones para las funciones de deriva y difusión, ya que provee un vínculo entre la densidad de probabilidad y las propiedades estadísticas del flujo que pueden ser derivadas de la ecuaciones de gobierno Eulerianas. Los métodos de solución tradicionales involucran la restricción fundamental de que la CBM sea verificada. Además, se requiere que la estadística del flujo representada por la MEL sea equivalente a la estadística derivada de la ecuaciones de gobierno Eulerianas. Thomson [1] demostró que, en realidad, ambos requerimientos son idénticos. La MEL se considera válida para escalas de tiempo en el rango entre la escala de tiempo de Kolmogorov y la escala de tiempo Lagrangeana (TL). Aunque existen soluciones para problemas 1D, en el caso de modelación estocástica 3D la complejidad de las mismas es tal que resulta preferible utilizar un MDA. Estos pueden considerarse como el límite de difusión de la MEL, y se puede mostrar que el MDA es equivalente a un modelo de advección-difusión4. De esta manera, el MDA constituye una alternativa simple, única y 3D a la MEL, válida para escalas de tiempo mucho mayores que la Lagrangeana. Las principales ventajas de las soluciones obtenidas con un MDA sobre aquellas provenientes

94


de las ecuaciones de advección-difusión son: • No se sobrestima la dispersión para tiempos menores a TL • Son más precisas en la zona de campo cercano • Son más precisas en flujos sobre terrenos (geometría) complicados

2.2. Modelo matemático

El MDA presentado en este trabajo resuelve la siguiente generalización de la ecuación de advección-difusión, para el caso de un conjunto de especies reactivas:

NmnrCK

rrCU

tC

nmj

nij

ii

ni

n ,1, =+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

∂∂

∂∂

=∂∂

+∂∂ φ (1)

donde Cn es la concentración de la n-ésima especie representada, t el tiempo, Ui la i-ésima componente del vector velocidad del flujo, ri la i-ésima componente del vector posición, Kij la difusividad de torbellino, nmφ un término de interacción entre las especies n y m, y N el número total de especies. El término especie aquí indica cierta propiedad distintiva de la partícula (diámetro de sedimento o burbuja, tipo de huevo o larva, componente químico, nivel de temperatura, etc.).

3. MODELO NUMERICO

3.1. Discretización para velocidades y presiones

El modelo computacional está planteado actualmente sobre una malla espacial tridimensional estructurada, de forma rectangular y con elementos horizontales rectangulares. La red espacial vertical puede ser irregular, y provenir tanto de una discretización en coordenadas cartesianas como coordenadas sigma. La figura 1 muestra el esquema de discretización de las variables fluidodinámicas necesarias para alimentar externamente el modelo. Se trata de una malla del tipo staggered. Se ha asociado la coordenada z con la vertical gravitatoria. Esta elección de la primer versión operativa del modelo es restrictiva, pero admite el uso de múltiples modelos fluidodinámicos en forma directa. Para modelos basados en el método de los elementos finitos, el presente esquema puede ser utilizado directamente si los elementos son tetraédricos, especialmente para aquellos de interpolación mixta y 27 nodos.

3.2. Advección

La MEL, y en particular el MDA, son especialmente aptos para simular el transporte advectivo, ya que tales representaciones excluyen la aparición de errores de truncamiento provenientes de la discretización de la ecuación de advección-difusión. Para controlar el error asociado al movimiento advectivo en un MDA sólo es necesario limitar el paso temporal entre dos movimientos sucesivos de la misma partícula. Obviamente, una buena representación requiere de un campo de velocidades medias lo suficientemente denso en información espacial y temporal. Para las discretizaciones útiles a este modelo (ver figura 1), la velocidad media advectiva uap=(uap,vap,wap)T de una partícula ubicada en el punto rp=(xp,yp,zp)T de la celda (i,j,k) se determina mediante interpolación trilineal:

1,,,,

,1,,,

,,1,,

)1(

)1(

)1(

+

+

+

−+=

−+=

−+=

kjiwkjiwap

kjivkjivap

kjiukjiuap

wfwfw

vfvfv

ufufu

(2)

95


zzz

fyyy

fxxx

fc

kjipw

ckjip

v

ckjip

u Δ

−−=

Δ

−−=

Δ

−−= ,,,,,,

21

21

21 (3)

siendo el punto central del tetraedro que define la celda (i,j,k) y (Δx,Δy,Δz) sus dimensiones, de acuerdo a la definición de la figura 1.

Tckji

ckji

ckji

c zyx ),,( ,,,,,,=r

El desplazamiento de cada partícula obedece a una suma de fenómenos, pero se puede determinar a partir de una velocidad efectiva. La primera componente de tal velocidad es la que se obtiene a partir de (2), presentándose a continuación las demás componentes representadas en este modelo.

3.3. Difusión

Los efectos turbulentos que dan lugar al carácter difusivo del flujo, se simulan aplicando la técnica de Monte Carlo. La misma consiste en representar la magnitud del proceso difusivo a través de un coeficiente de difusividad K, de modo tal que la distancia media cuadrática recorrida por una partícula durante el intervalo de tiempo Δt es:

tKdp Δ= 2δ (4)

El coeficiente K depende de las condiciones locales de turbulencia, y es en realidad una simplificación del tensor Kij de difusividad de torbellino definido en (1). En muchos casos de flujos ambientales se puede asumir que la dispersión turbulenta es proporcional a la velocidad local. Por ejemplo, resulta conveniente expresar el tensor de difusividad de torbellino localmente en la siguiente forma diagonal:

ijjij KK δ= (5)

donde las direcciones implícitas en (5) son la dirección principal de movimiento y las transversales. Utilizando las últimas dos ecuaciones, se puede definir la velocidad “difusiva” de una partícula en la dirección j, a través de:

tK

tu j

jdp

jjdp Δ=

Δ=

2 , α

δα (6)

donde αj representa el carácter aleatorio del flujo turbulento, y para turbulencia isótropa tiene asociada una distribución de probabilidad Gaussiana. Dado un generador de números aleatorios uniformemente distribuidos entre 0 y 1, U01,j , entonces la velocidad difusiva efectiva en cada paso de tiempo se computa como [4]:

tK

Uu jjjdp Δ−=

6)12( ,01, (7)

Los coeficientes de difusividad de torbellino se pueden expresar en términos de las propiedades locales del flujo. En el caso de los flujos ambientales hídricos de mayor interés (en general, flujos de corte a superficie libre), los coeficientes de difusión son funciones de la velocidad local [5,6,7]. Para el caso de flujos ambientales atmosféricos, una posible elección es utilizar las desviaciones estándar propuestas por Hanna et al. [8]. Si fuera necesario, resulta trivial incorporar el efecto de la difusión molecular [4].

96


(xi ; yj+1)

(xi+1 ; yj+1)

(xi+1 ; y

Figura 1 - Esquema de discretización de las variables fluidodinámicas 2D (arriba) y 3D (abajo).

Hij = zh-zb = profundidad local, zh = cota de la superficie libre o capa de inversión, zb = cota del fondo o superficie del terreno, Uij, Vij = componentes horizontales del campo 2D de velocidades, uij, vij , wij = componentes del campo

3D de velocidades, σij = coordenadas sigma, xi, yj = coordenadas cartesianas horizontales .

3.4. Otras propiedades

Entre otras propiedades y capacidades del modelo matemático-numérico, se pueden señalar: • Posibilidad de incorporar partículas con empuje propio (sedimentación y flotación-

volatilización), • Posibilidad de simular reacciones químicas o biológicas, • Incorporación de contornos reflexivos, con o sin conservación de la energía, • Incorporación de contornos sólidos absorbentes, en forma parcial o total.

En honor a la brevedad, aquí solamente se recomienda seguir las referencias respectivas [4]. Allí también se pueden observar las condiciones sobre el desplazamiento de las partículas, la obtención del campo de concentraciones y las condiciones de estabilidad numéricas, que restringen el paso de tiempo. A modo de ejemplo, y a los efectos de validar el modelo (en la referencia [4] se presentan ensayos adicionales), se simuló el transporte de una mancha de contaminante pasivo inyectada en un flujo en rotación estacionaria y uniforme. Se considera que el flujo es laminar, y que no hay procesos de flotación o sedimentación. Luego, el único mecanismo de transporte activo es la advección, de modo que este ensayo permite observar el comportamiento del módulo advectivo del modelo. La figura 2 muestra la mancha resultante luego de una rotación completa, para distintos pasos de tiempo, poniendo de manifiesto la necesidad de controlar este parámetro, como era de esperar. Para los pasos de tiempo apropiados, el modelo responde correctamente. Se comparó la performance del modelo con idéntico ensayo y el uso de un modelo que resuelve directamente la ecuación de advección-difusión [11]. Se utilizaron las técnicas de upwinding, Lax-Wendroff y

(xi ; yj) j)

Hij , (zh ; zb)Ui

Vi,j

Ui+1

Vi

(xi ; yj)

(xi ; yj+1) (xi+1 ; yj+1)

(xi+1 ; yj)

ui,j,k

vi,j+1,

ui+1,j,k

vi,j,k

wi,j,k+1 ; (σi,j,k+1)

Δz

Δy

Δx

97


TVD (Total Variation Diminishing).

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 5 10 15 20 25 30 35 40

x (m)

Figura 2 – Distribución de partículas luego de la primer rotación, para pasos de tiempo decrecientes en orden lexicográfico. La última solución es la única aceptable.

y (m

)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 5 10 15 20 25 30 35 40

x (m)

y (m

)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 5 10 15 20 25 30 35 40

x (m)

y (m

)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 5 10 15 20 25 30 35 40

x (m)

y (m

)

5 10 15 20 25 30 35

X (m)

Experimento CONES A - Distribución final de contaminante

5

10

15

20

25

30

35

Y (m

)

5 10 15 20 25 30 35

X (m)

Experimento CONES B - Distribución final de contaminante

5

10

15

20

25

30

35

Y (m

)

5 10 15 20 25 30 35

X (m)

Experimento CONES D - Distribución final de contaminante

5

10

15

20

25

30

35

Y (m

)

5 10 15 20 25 30 35

X (m)

Experimento CONES C - Distribución final de contaminante

5

10

15

20

25

30

35

Y (m

)

Figura 3 – Soluciones obtenidas aplicando distintas técnicas de discretización de la ecuación de advección-difusión.A=Upwind, B= Lax – Wendroff, C=TVD “superbee” , D=TVD monótona.

Como se observa en la figura 3, en todos los casos, bajo un esfuerzo de cálculo similar aparecen desviaciones respecto de la solución teórica (movimiento rígido de la mancha inicial, sin deformación) para todos los esquemas, indicando la presencia de difusión numérica, la cual puede controlarse adecuadamente con el uso del modelo Lagrangeano presentado aquí.

98


4. APLICACIÓN EN UN POLO PETROQUIMICO

Con motivo de la evaluación de la calidad del aire en la zona del Polo Petroquímico de Dock Sud (Prov. de Buenos Aires), se realizaron campañas de monitoreo con equipos portátiles de cromatografía. Se determinó la concentración de compuestos orgánicos volátiles (VOC) como benceno, tolueno y p-xileno. Las mediciones se realizaron en forma instantánea y puntual, determinándose una grilla de puntos de inmisión. Uno de los objetivos del estudio fue tener una primera aproximación sobre el origen de las liberaciones de estos compuestos. Se planteó, entonces, combinar los datos de las mediciones con el uso del modelo aquí presentado, de modo de determinar desde qué zonas podrían ocurrir las emisiones. Para el uso del modelo de seguimiento de partículas, el campo de velocidad de viento fue estimado a partir de los registros de una estación meteorológica de monitoreo continuo. Los parámetros de dispersión se calcularon en cada momento utilizando la técnica más arriba y los datos meteorológicos registrados, reproduciendo un perfil de capa límite. El modelo fue utilizado en modo inverso, es decir, corriendo el campo de velocidades y las condiciones de dispersión hacia atrás en el tiempo. Si bien el proceso de difusión efectiva en la atmósfera es termodinámicamente irreversible, no hay limitación en el uso del modelo computacional para la simulación en contra de la flecha del tiempo. Aceptada esta metodología, en la figura 4 se muestran las trayectorias inversas de unos 10 puntos de inmisión medidos, indicando una amplia zona como de probable origen de los VOC liberados. En el análisis, no reproducido aquí por razones de extensión del trabajo, se determinó un índice de recurrencia por zonas, que involucra los resultados del modelo, la intensidad de las concentraciones medidas y el uso industrial o portuario de cada zona.

Figura 4 - Trayectorias inversas para distintos puntos de inmisión medidos.

NUEVO PUENTE PUEYRREDON

VILLA

RI N

O

CALLE VICTORIA

CA

LL

E IN

G. H

UE

RG

O

PINZO N

ALVAR NUÑEZ

ALTE. BROWN

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D. C

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ALVARADO

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LIA

ROC

HA

DEL CRUCERO

PALOS

LAS HERAS

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GRAL.FRIAS

GRAL.ESPEJO

GRAL ZAPIOLA

3 DE FEBRERO

VIEYTES

PELLEGRINI

CA

LLE

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CALLE FIGUEROA

CALLE PINZON

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CAMBACERES

AV.

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RE

CALLE J.M.N

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C ar los Pe ll egr ini

C arlos Pe

l le g rin i

Las trayectorias recién mostradas corresponden al camino más probable para una partícula fluida. Pero el origen de emisión podría no estar sobre esta trayectoria, si se tiene en cuenta el efecto de la dispersión atmosférica. Por ello, se realizaron ensayos para múltiples partículas y se determinó la zona de probable emisión, definida como aquella para la cual el 99% de las partículas caen en su interior. La figura 5 muestra un par de ejemplos, donde se indican la trayectoria inversa más probable y ambas envolventes. Nótese que, a medida que crece la distancia al punto de inmisión, aumenta el área de probable emisión. En los casos en que se realizó un monitoreo continuo y se detectaron picos, su duración permitió restringir la zona de probable emisión, como sucede en el caso del área portuaria indicada en la figura 6.

99


Figura 5 – Trayectorias inversas y envolventes para dos puntos de inmisión.

Figura 6 – Izq.: Concentración de VOC en monitoreo continuo. Der.: Area de probable emisión de Benceno. El área en rojo indica la zona definida por las condiciones medias de viento, mientras que el área en rosa incluye el efecto

de la turbulencia.


VIL LAR

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3 DE FEBRERO

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Ca rlos P

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0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

15:2

4

15:4

4

16:0

4

16:2

4

16:4

4

17:0

4

17:2

4

17:4

4

18:0

4

18:2

4

18:4

4

19:0

4

Hora

Con

cent

raci

ón (m

g/m

3)

Benceno Tolueno p-Xileno

5. CONCLUSIONES

-El trabajo presentó un modelo computacional para el transporte de contaminantes y material particulado en flujos ambientales. La técnica de simulación se basa en el método de desplazamientos aleatorios por seguimiento de partículas Lagrangeanas. -Se presentaron los detalles teóricos principales del modelo y se mostró su contrapartida numérica. -Se mostró la aplicación a un caso real de transporte de contaminantes atmosféricos. -Se destaca la versatilidad del modelo en su utilización para resolver un problema inverso, consistente en la identificación de fuentes a partir de mediciones en puntos de inmisión.

RECONOCIMIENTOS

La aplicación al Polo Petroquímico de Dock Sud fue realizada en el marco de un estudio llevado a cabo por JMB S.A. El proyecto fue financiado por la Japan International Cooperation Agency (JICA), Organismo al

100


cual se reconoce su apoyo y permiso para difundir los resultados presentados.

REFERENCIAS [1] Brickman, D. And Smith, P.C., Lagrangian Stochastic Modelling in Coastal Ocenaography, accepted aith revision by JOAT (2001) [2] Rodean, H.C., Stochastic Lagrangian models for turbulent diffusion, American Meteorologicla society, 45 Beacon St., Boston MA 02108 (1996) [3] Gardiner, C.W., Handbook of stochastic methods for physics, chemistry and the natural sciences, Springer-Verlag, Berlin (1983) [4] Tarela, P.A., Modelo Lagrangeano para el transporte de contaminantes y material particulado en flujos turbulentos, Informe INA – LHA 201-04-03 (2003). [5] Fisher, H.B., Longitudinal dispersion and turbulent mixing in open channel flow, Annual Review of Fluid Mechanics, vol. 5, Annual Reviews Inc., Palo Alto (1973) [6] Holley, E.R., Unified view of diffusion and dispersion, Journal of the Hydrulics Division, Proceedings of the ASCE, 95 HY2, pp. 621-631 (1969) [7] Holly, F.M., Accurate calculations of transport in two dimensions, Journal of the Hydrulics Division, Proceedings of the ASCE, 103 HY11, pp. 1259-1277 (1977) [8] Hanna, S.R., Briggs, G.A. and Hosker, R.P., Handbook of Atmospheric Diffusion, DOE/TIC-11223, Dept. of Energy, 102 pp. (1982). [9] Swaford, B.L. and Guest, F.M., Lagrangian statistical simulation of the turbulent motion of heavy particles, Boundary Layer Meteorology, 54, pp. 147-166 (1991). [10] Zhuang, Y., Wilson, J.D. and Lozowski, E.P., A trajectory-simulation model for heavy particles motion in turbulent flow, Journal of Fluids Engineering, 111, pp. 492-494 (1989). [11] MUMM, Management Unit of the Mathematical Models of the North Sea, Coherens (1999).

101


102


COMPARACIÓN DE MODELOS DE DISPERSIÓN EN EL MODELADO DE EMISIONES GASEOSAS INDUSTRIALES DEL GRAN MENDOZA

David G. Allende y Enrique Puliafito

Grupo de Estudios Atmosféricos y Ambientales Facultad Regional Mendoza

Universidad Tecnológica Nacional Cnel. Rodríguez 273, Mendoza, Argentina

e-mail: [email protected], [email protected]

Palabras clave: comparación de modelos, calidad de aire, Gran Mendoza

Resumen. El surgimiento de nuevos modelos de calidad de aire implica cuestionar el comportamiento de los mismos respecto a otros de amplio uso. Este estudio se desarrolla para comparar la performance de varios códigos conocidos y ampliamente utilizados para poder considerar a éstos como una herramienta válida en la evaluación de calidad del aire. Se presenta aquí una comparación entre tres modelos de dispersión de contaminantes gaussianos: ISC3, AERMOD y CALPUFF. Se modelaron fuentes genéricas puntuales y luego fuentes industriales en condiciones reales, ubicadas en el Gran Mendoza. Finalmente, se observaron todos los resultados y se compararon con datos de monitoreo.

1. INTRODUCCIÓN

1.1 Modelos de dispersión

Los modelos de dispersión son formulaciones matemáticas que caracterizan los procesos atmosféricos que dispersan contaminantes emitidos por una fuente determinada. Basados en datos meteorológicos y datos de emisiones, los modelos de dispersión se utilizan para predecir concentraciones en un determinado receptor ubicado en la dirección del viento. En la actualidad existen numerosos modelos para simular los efectos de diversos tipos de emisiones (SO2, NOx, Material Particulado, etc.) liberadas al medio ambiente producto de las distintas actividades humanas. La existencia de estos modelos es un intento para estimar de forma cuantitativa los efectos de las emisiones liberadas por las distintas fuentes De todos los modelos actualmente disponibles en el mercado son pocos los reconocidos por instituciones de prestigio y relevancia internacional. La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos de Norteamérica (EPA) muestra preferencia y recomienda el uso de los algunos modelos de dispersión para calidad del aire, y si bien es cierto que todos tienen la aprobación y recomendación de la EPA para modelar la dispersión de emisiones, cada uno de los modelos mencionados tiene un uso preferente ante situaciones específicas debido a sus propias características. El presente estudio tiene por objeto investigar el uso de modelos de dispersión atmosférica simples de tipo gaussiano para determinar el impacto de varios contaminantes atmosféricos en los alrededores de la fuente de emisión, permitiendo con ello recopilar antecedentes fundados e identificar oportunidades de mejorar el uso y evaluación de estos modelos. Tres modelos son analizados y comparados para verificar sus limitaciones y ventajas: CALPUFF, ISC3 y AERMOD. El estudio consiste en dos partes: un análisis de las emisiones de una fuente puntual en terreno plano y simple y, en segundo lugar, el estudio de simulación de las emisiones gaseosas de las principales fuentes industriales en condiciones atmosféricas reales en la zona del Gran Mendoza.

1.2 Aspectos generales de los tres modelos bajo estudio

ISC3: Industrial Source Complex es un modelo desarrollado por Pacific Environmental Services,

103


Comparación de modelos de dispersión Allende & Puliafito

Inc, para la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos, EPA. Se trata de un modelo de pluma gaussiano de estado estacionario que puede computar emisiones de contaminantes de un amplio rango de fuentes puntuales, de volumen o de área. El modelo estima los efectos de building downwash causado por construcciones u obstáculos, deposición seca y húmeda y posee la capacidad para considerar las condiciones reales del terreno. La EPA presenta el modelo ISC3 como parte de los paquetes computacionales alternativos para la dispersión de contaminantes, y recomendado en general para aplicaciones menores a 50 km de distancia de la fuente [1], en donde se ha visto un mejor desempeño del modelo. CALPUFF: este sistema de modelado ha sido desarrollado por Sigma Research Corporation, ahora parte de Earth Tech, Inc. Consiste en un modelo de dispersión, CALPUFF, junto con los programas CALMET (modelo meteorológico de diagnóstico) y CALPOST (modelo post-procesador); en su primer versión CALPUFF-CALMET fue patrocinada por el California Air Resources Board (CARB). Consiste en un modelo de dispersión multiespecie, multicapa y de estado no estacionario que simula los efectos de variación en tiempo y espacio de las condiciones meteorológicas en el transporte, transformación y remoción de contaminantes. Trata la pluma de emisión como “puffs” o soplos de material contaminante y es aconsejable su aplicación en escalas desde decenas de metros hasta cientos de kilómetros a partir de una fuente. La EPA presenta el modelo CALPUFF como parte de los paquetes computacionales recomendados para la dispersión de contaminantes [2]. AERMOD: American Meteorology Society - EPA Regulatory Model: ha sido desarrollado por American Meteorology Society y la EPA como programa regulatorio. Se trata de un modelo gaussiano que incorpora la dispersión de aire basada en la estructura de turbulencia de la capa límite planetaria y el concepto de escala, incluyendo tanto fuentes elevadas como sobre la superficie y terrenos simples o complejos. Usa distintos modelos para el cálculo de la pluma dependiendo de la condición de estabilidad de la atmósfera, gaussiana en horizontal y vertical para condición de estabilidad estable y una función de densidad de probabilidad no gaussiana para condición de estabilidad inestable. Es aplicable tanto a áreas rurales como urbanas, terreno plano o complejo y múltiples fuentes, tanto puntuales, como de área o volumen [3]. La EPA presenta el modelo AERMOD como parte de los paquetes computacionales recomendados para la dispersión de contaminantes, en reemplazo de ISC3.

2. METODOLOGÍA Y DATOS DE ENTRADA

2.1 Parte A: Simulación de una fuente fija en terreno plano y simple

Se preprocesaron 24 horas de datos meteorológicos correspondientes al sitio seleccionado debido a que cada modelo utiliza un arreglo de datos específico. Se ha utilizado AERMET, el preprocesador meteorológico de AERMOD para organizar la información disponible en dos archivos que combinan datos horarios de superficie y de radiosondeo. Para el modelado en ISC3 y en CALPUFF se ha generado un archivo meteorológico del tipo ISC3 extendido, con datos adicionales para el cálculo de deposición seca y húmeda a partir de datos de observación en estación meteorológica. La Figura 1 muestra las variaciones de la velocidad y dirección desde la que sopla el viento en la región cercana a la fuente. Para este estudio se eligió una chimenea que emite óxidos de nitrógeno (NOx). Todas las propiedades de esta fuente puntual se detallan en la Tabla 1.

104


Figura 1. Velocidad y dirección del viento durante el período de 24 horas simulado.

Las concentraciones se calcularon en un arreglo de receptores grillados ubicados en forma cartesiana. Los resultados de los programas se presentan en forma de gráficos de iso-concentración ubicados geográficamente, utilizando un sistema de información geográfica (GIS) [4].

2.2 Parte B: Simulación de fuentes industriales en el Gran Mendoza

Para evaluar el desempeño de los tres modelos en condiciones reales, se trabajó con información de emisiones, datos de elevaciones y características del terreno y condiciones meteorológicas históricas correspondientes a un año completo. El escenario base considera las emisiones de dióxido de azufre (SO2) proveniente de 21 fuentes puntuales que representan las principales fuentes industriales de emisión cercanas al Gran Mendoza, con su respectiva ubicación georeferenciada [5]. Los datos de emisiones se suponen constantes. De forma similar, se han calculado emisiones de NOx para estas mismas fuentes, pero por razones de espacio se omiten mayores detalles en este trabajo. Se tienen en cuenta además las principales características topográficas de la región en un área de 42 x 42 km definida en el dominio de modelado, para el periodo de un año completo. Se obtuvieron las concentraciones estimadas en 14400 receptores ordenados en forma cartesiana incluyendo todas las fuentes emisoras. Los resultados de los programas se presentan en forma de gráficos de iso-concentración ubicados geográficamente, utilizando un sistema de información geográfica (GIS) [4].

Tabla 1. Características de la fuente puntual para terreno plano y simple.

Parámetro Valor Altura de chimenea (m) 21,0 X; Y (km) 519.300; 6365.966 Velocidad de emisión (g s-1) 5,0 Velocidad de salida (m s-1) 14,0 Diámetro de chimenea (m) 1,5 Temperatura de salida (K) 375,0

105


2.2.1 Dominio computacional: descripción de la topografía

Existe en el dominio computacional una influencia importante del terreno, con elevaciones de hasta 2800 metros (MSL) en la cercanía de la ciudad de Mendoza. En consecuencia, existen efectos significativos a consecuencia de la topografía, modelados como interacciones del tipo pluma-terreno. Para el dominio del modelado se han utilizado datos a partir de archivos de elevación de terreno SRTM3, producidos por United States Geological Survey (USGS). Los datos han sido proporcionados en archivos que cubren bloques de un grado por un grado de latitud y longitud. El dominio de modelado corresponde a un área de 42 km por 42 km principalmente sobre el área del Gran Mendoza, incluyendo el terreno desde los 68.7º O de longitud hasta 69º O y latitudes entre 32.6º S y 33º S. Se utiliza una resolución de 350 metros sobre las elevaciones del terreno para representar las variaciones del mismo en el área de estudio. La resolución de 350 metros produce un número conveniente de celdas (120 por 120), permitiendo una ajustada representación de las diferencias del terreno como así también un tiempo adecuado de procesamiento de datos.

2.2.2 Uso del suelo

Se ha generado un campo grillado de las categorías predominantes de uso del terreno, a partir de datos Land Use/Land Cover (LULC) de U.S. Geological Survey para la zona en estudio. Los datos han sido obtenidos a partir de la Global Land Cover Characterization (GLCC) Database, en un formato con una resolución de 1 km aproximadamente (30 segundos de arco), procesados luego para obtener campos grillados de 1.05 km de resolución. Las 38 categorías de uso del terreno de la USGS han sido derivadas en 14 categorías del uso del terreno de CALMET para el uso de CALPUFF. En el caso de AERMOD, se incorporaron estos datos al archivo meteorológico que define zonas con diferentes características de uso del suelo ubicadas en sectores sin solapar del compás de 360º.

2.2.3 Datos meteorológicos

La simulación meteorológica y de dispersión de todas las fuentes industriales del Gran Mendoza ha sido conducida por un periodo de un año. Éste se ha seleccionado de acuerdo con la disponibilidad de datos. En el caso de ISC3 y CALPUFF se utilizó el mismo formato de datos meteorológicos, del tipo ISC3 extendido con una sola estación, usados por el modelo para asignar a cada punto de la grilla una distribución espacial de variables meteorológicas. Para AERMOD, se generaron a partir de los mismos datos de meteorología, dos archivos necesarios para correr el programa: uno con datos de superficie y otro con datos de altura.

2.2.4 Receptores

En este estudio se han utilizado receptores grillados localizados en el centro de cada punto de la grilla con el objeto de obtener suficiente información para dibujar los contornos de las estimaciones de concentración.

3. RESULTADOS DEL MODELADO

3.1 Terreno plano y simple

Los resultados de la simulación con AERMOD, ISC3 y CALPUFF se muestran en la figuras a continuación. En cada una se muestra una sección horizontal de la pluma al nivel de la superficie del suelo en el dominio de 42 x 42 km2. Los valores indicados de las concentraciones son en µg/m3. Los bordes de las plumas principales se corresponden con las direcciones prevalentes del viento durante el período de simulación.

106


El resultado de la simulación en AERMOD se aprecia en la Figura 2. La gran pluma generada en la dirección SW es la conjunción de varias plumas producidas durante las horas estables nocturnas. Para el resto de las horas simuladas, se observa una disminución apreciable de las concentraciones lejos de la fuente debido a la gran inestabilidad y a una altura de capa de mezcla mayor. El caso de ISC se presenta en la Figura 3. Se aprecian las mismas plumas horarias que en AERMOD, pero con una forma más definida para cada hora. La distribución de los valores de concentración es similar a la de AERMOD tanto cerca como lejos de la fuente. Los resultados obtenidos en la simulación con CALPUFF se muestran en la Figura 4. A diferencia de las figuras presentadas en los dos casos anteriores, la forma de la pluma resulta más realista, dando una representación más adecuada de la situación. La gráfica muestra una asimetría debido a dos plumas principales generadas durante las horas inestables al SW y durante las horas estables diurnas hacia el NE. Asimismo, CALPUFF muestra concentraciones mayores en la cercanía de la fuente.

Figura 2. Concentración horaria promedio de NOx calculadas con AERMOD

AERMOD y CALPUFF presentan valores similares en concentraciones a nivel del suelo, sobre todo en la dirección principal del viento. ISC3, en cambio, predice valores más pequeños debido a que este código calcula mayores alturas de capa de mezcla. Los resultados indican una diferencia promedio en todos los receptores entre CALPUFF y AERMOD de 0,19 µg/m3, siendo en la mayoría de los casos los valores de AERMOD menores. La diferencia entre CALPUFF e ISC3 es de 0,78 µg/m3 en promedio para todos los receptores.

107


Figura 3. Concentración horaria promedio de NOx calculadas con ISC3.

Figura 4. Concentración horaria promedio de NOx utilizando CALPUFF.

108


3.2 Terreno complejo en condiciones reales

Con datos meteorológicos de un año completo y los valores de emisiones se estudia la distribución espacial de las concentraciones ambientales de SO2 para la Ciudad de Mendoza producto de la actividad industrial, representada por fuentes puntuales ubicadas al Suroeste de la misma. Las próximas figuras muestran los resultados para cada modelo utilizado. Tanto la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia., como la Figura 6 y la ¡Error! No se encuentra el origen de la referencia. muestran la influencia del sector industrial ubicado al sur de la ciudad. De los valores obtenidos en las simulaciones surge que para todos los receptores, existe una diferencia promedio de 2,26 µg/m3 entre las concentraciones calculadas con CALPUFF y AERMOD. Nuevamente, ISC3 predice valores más bajos, siendo en promedio la diferencia entre CALPUFF y éste de 7,3 µg/m3 para todos los receptores. Los máximos de CALPUFF y AERMOD son similares, pero tienden a ser mayores los pronosticados en CALPUFF en las zonas cercanas a las fuentes. Finalmente, se compararon los datos de salida de los tres modelos con las mediciones de una estación de monitoreo, seleccionada de acuerdo con la disponibilidad de datos. Dicha comparación muestra que los tres modelos representan adecuadamente, en promedio, los valores obtenidos en las mediciones. Las mayores diferencias se dan en los valores máximos y en los mínimos estimados por cada modelo. La

Figura 8 muestra la distribución de frecuencia de los valores de SO2 medidos, junto con los calculados de las tres diferentes formas.

109


Figura 5. Promedio de concentraciones diarias de SO2 calculadas con AERMOD. Los triángulos blancos

representan las fuentes de emisión y las líneas blancas calles de la ciudad.

110


Fi s gura 6. Promedio de concentraciones diarias de SO2 calculadas con CALPUFF. Los triángulos blanco

representan las fuentes de emisión y las líneas blancas calles de la ciudad.

111


Figura 7. Promedio de concentraciones diarias de SO2 calculadas con ISC3. Los triángulos blancos representan las fuentes de emisión y las líneas blancas calles de la ciudad.

Figura 8. Comparación entre los valores de SO2 medidos y los calculados con cada modelo de dispersión.

112


113

4. 3BCONCLUSIONES

Se ha hecho una comparación entre modelos de dispersión atmosférica de contaminantes en dos condiciones: una, en terreno plano y otra bajo condiciones atmosféricas, de emisiones y datos de terreno reales. En ambos casos, tanto AERMOD como CALPUFF produjeron estimaciones similares en los valores de concentración calculados y levemente mayores que los estimados por ISC3, debido a que este último calcula mayores alturas de capa de mezcla. La distribución de la pluma de contaminantes es similar en AERMOD y en ISC3, pero difiere en CALPUFF, por ser este último un modelo más refinado. Los modelos ISC3 y AERMOD tratan la emisión de contaminantes como un flujo continuo que se va dispersando a medida que se aleja de la fuente, en función de las condiciones meteorológicas cambiantes hora a hora. Sin embargo, a pesar de las diferencias, los tres modelos parecen representar adecuadamente la situación real de calidad de aire presentada. Los datos de monitoreo resultaron corroborados en promedio, durante períodos de tiempo grandes, siendo las principales variaciones en los valores extremos.

15BREFERENCIAS

[1] US EPA, User’s Guide for the Industrial Source Complex (ISC3) Dispersion Models, Office of Air Quality Planning and Standards, (1995). [2] J.S. Scire, D.G Strimaitis, R.J. Yamartino, A user's guide for the CALPUFF Dispersion model (Version 5.0). Earth Tech, Inc., Concord, (2000). [3] US EPA, User’s Guide for the AMS/EPA Regulatory Model - AERMOD, Office of Air Quality Planning and Standards, (2003). [4] S.E. Puliafito, M. Guevara, C. Puliafito, Characterization of urban air quality using GIS as a management system, Environmental Pollution, Vol 122, (2003). [5] E. Puliafito, Emissions and air concentrations of pollutant for urban area sources, 8 Congreso Argentino de Mecánica Computacional, Vol. 24, Axel E. Larreteguy, pp. 1389-14088, (2005).


113

CALIDAD DEL AIRE EN EL POLO PETROQUÍMICO DE BAHÍA BLANCA

Enrique Puliafito1, Fernando Rey Saravia2, Marcelo Pereyra2, Marcia Pagani2

1: Universidad Tecnológica Nacional / CONICET, Cnel. Rodríguez 273, 5500 Mendoza, Argentina,

[email protected]

2: Comité Técnico Ejecutivo Municipalidad de Bahía Blanca.

San Martín 3474, 8103 Ing, White, Buenos Aires, Argentina [email protected] www.bb.mun.gba.gov.ar

Palabras claves: Polo Petroquímico Bahía Blanca, Inventario de emisiones, Monitoreo de contaminantes, Modelos de simulación. Resumen: La calidad del aire en la zona de Bahía Blanca y el Puerto de Ingeniero White se halla fuertemente influenciada por la actividad industrial del Polo Petroquímico. En este trabajo se presenta un análisis de los estudios realizados por el Comité Técnico Ejecutivo del Municipio de Bahía Blanca en cooperación con la UTN, con el objeto de evaluar el inventario de emisiones, comparar los cálculos de los modelos de dispersión atmosférico con el monitoreo periódico que se realiza en la zona y determinar la congruencia con las normas de calidad del aire. Los resultados se presentan en tablas y mapas organizados en un sistema de información geográfico. 1. INTRODUCCIÓN La ciudad de Bahía Blanca (38º 44"de latitud sur y 62º 16"de longitud oeste, 320000 hab.), se ubica al sudeste de la Provincia de Buenos Aires, Argentina, con una producción base agrícola-ganadera, consolidándose como centro urbano proveedor de bienes y servicios para la zona circundante. El puerto de Ing. White a sólo 5 km del centro de Bahía Blanca concentra un grupo importante de empresas petroquímicas, denominada Polo Petroquímico, siendo sus principales emisores a la atmósfera: a) Central Piedrabuena S.A. es una central térmica de generación de electricidad de 320 MW diseñada originalmente para uso con carbón, pero actualmente funciona con gas natural y en los meses de invierno con diesel-oil y otros combustibles líquidos; b) Petrobras Energía S.A. es una refinería de petróleo que produce principalmente combustibles líquidos y asfaltos; c) Cargill S.A.C.I. es una planta concentradora de cereales, con tres procesos que producen aceite vegetal, malta y otros productos derivados; d) Profertil S.A., es una empresa que produce amoníaco y fertilizantes; e) PBB-Polisur S.A. es el principal productor en Argentina de etileno y polietileno; f) Cía Mega S.A. es el principal proveedor de etano a la planta de etileno de PBB-Polisur S.A.; g) Solvay Indupa S.A.I.C., es una empresa subsidiaria de Solvay que produce soda cáustica, cloruro de vinilo monómero y policloruro de vinilo; h) y varias empresas dedicadas al almacenamiento, clasificación, acondicionamiento y conservación de granos. Los principales contaminantes atmosféricos identificados como provenientes de estas fuentes fijas industriales de emisión son: monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, dióxido de azufre, compuestos orgánicos volátiles de origen petroquímico, amoníaco y material particulado. En este trabajo detallamos los principales objetivos y actividades realizadas por el Municipio, como así también una modelación de sus emisiones atmosféricas como parte de los esfuerzos de control y supervisión de la calidad del aire en esta ciudad.



http://www.bb.mun.gba.gov.ar/

Calidad del aire en la Ciudad de Bahía Blanca Puliafito et al.

114

2. OBJETIVOS El Programa Integral de Monitoreo (PIM) del Polo Petroquímico y Área Portuaria de Ingeniero White, elaborado y ejecutado por el Comité Técnico Ejecutivo (CTE) del Municipio de Bahía Blanca incluye las siguientes actividades: a) Determinar la congruencia con las normas de calidad del aire y niveles guía de emisión vigentes, b) estimar niveles de exposición en la población y ambiente, c) informar al público sobre la calidad del aire, d) conformación de una base de datos de concentraciones ambientales y meteorología, e) evaluar tendencias de los niveles de concentración de contaminantes, f) ubicar e identificar fuentes de emisión, g) medir los efectos de las estrategias de control, h) evaluar inventarios de emisiones y modelos e i) establecer las bases científicas y técnicas para el control, adaptación y mitigación de las fuentes de emisión. 3. METODOLOGÍA Las principales actividades de control pueden resumirse en: a) la elaboración de un inventario de emisiones, usando declaraciones juradas y mediciones en chimeneas entre los años 2001 a 2005 (CTE), b) el monitoreo de la calidad del aire con estaciones de monitoreo automático a partir del año 1997 (CTE), c) la medición de emisiones de contaminantes específicos mediante cromatografía gaseosa (CTE), d) la ejecución de un programa de dispersión y comparación con los datos medidos de calidad del aire (UTN-CONICET). 3.1 Inventario de emisiones La evaluación de la calidad del aire requiere de buena información de las fuentes de emisión, consumo de energía y datos meteorológicos. Los inventarios de emisión deben prepararse de acuerdo a cada tipo de fuente. Los inventarios de emisiones se realizan a fin de: a) estimar los impactos en la calidad del aire a través de estudios de modelado; b) determinar la aplicabilidad de permisos de emisión y otros requerimientos regulatorios; c) determinar el grado de cumplimiento de una fuente con las condiciones del permiso de emisión; e) estimar los cambios en las emisiones de la fuente para las aplicaciones del permiso de emisión; f) determinar las especificaciones técnicas de un equipo de control de emisiones; g) rastrear los niveles de emisión en el tiempo; h) Identificar las contribuciones de la emisión por categoría de fuente o por fuente específica; i) cumplir con los requerimientos de la declaración jurada de emisiones y j) cumplir con las regulaciones que requieren el desarrollo de inventarios de emisiones muy completos. Para el área bajo estudio, el CTE ha realizado y continúa revisando el inventario de emisiones de los principales contaminantes gaseosos emitidos por las fuentes fijas industriales. La Tabla 1 presenta un balance de emisiones gaseosas mayoritarias en toneladas anuales. La Tabla 2 presenta un resumen de las características técnicas de las chimeneas, por ejemplo para emisiones de óxidos de nitrógeno.

Tabla 1: Emisiones de contaminantes gaseosos atmosféricos (en ton/año).

Empresa/Emisión por: NOx CO SO2 PROFERTIL S.A. 783 4 2 MEGA S.A. 168 1 3 PETROBRÁS S.A. 1324 133 3221 PBB-POLISUR S.A. 1477 Sin especificar Sin especificar TERMOELECTRICA 3000 Sin especificar 1820 CARGILL S.A.C.I. 31 41 0,05 SOLVAY INDUPA S.A.I.C. 50 324 0,03

Datos años: 2003/2005/2006.


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Tabla 2: Características técnicas de algunas fuentes industriales de emisión.

Empresa Tipo de equipo Q(g/s) NOxCaldera Auxiliar 6,38 Reformador Primario 11,54 Granulador 300 0,30 PROFERTIL

Granulador 400 0,25 Caldera auxiliar A 2,67 CIA MEGA Caldera auxiliar B 2,67 Caldera A 0,25 Caldera B, Calentador de Sales 0,16 Caldera A 0,30 Caldera S 0,20 Horno HF 1401 A, Horno HF 1401 B 0,13 Horno HF 2401 0,29

SOLVAY INDUPA

Horno Vicarb 0,15 Horno calentador crudo - 101-B 1,48 Horno calentador crudo - 201-B 2,00 Orifice Chamber 0,89 Horno de proceso 302-B 0,12 Horno de proceso 401-B 0,34 Horno. de proceso HT-H01, HT-H02 0,03 Horno de proceso RF-H01/2/3 0,15 Turbina energía eléctrica – GAU-3 1,57 Caldera 5,78 Horno calentador de aceite térmico – 810-B 0,42

PETROBRÁS

Antorcha de Proceso 19,90 Horno de LHC I 6,1 Horno de LHC II 5,0 Calderas de 60 Tn/hora 4,00 Caldera de 120 Tn/hora 13,36

PBB- POLISUR

Caldera 100 tn/h 0,46 Caldera Oleaginosa 5,61 CARGILL Caldera Malteria 0,64

CENTRAL TERMOELECTRICA Caldera 1 / Caldera 2 (cada una) 93,5

Tabla 3: Resultados de los monitoreos en zona aledaña al Polo Petroquímico. Años 2004-2006.

Contaminante Categoría Año 2004 2005 2006

Promedio anual (ppb) < 1 3 5 Máxima concentración promedio de 1 hora (ppb) 34 44 63 Percentil 95 concen. promedio de 1 hora (ppb) 3 7 9 Número de días que excede guías de la OMS (ppb)1 0 0 0

SO2

Número de días muestreados 129 317 290 Promedio anual (ppb) 22 28 15 Máxima concentración promedio de 1 hora (ppb) 578 120 339 Percentil 95 de las concen. promedio de 1 hora (ppb) 80 27 42 Número de días que excede guía OMS (ppb)1 18 0 11

NO2

Número de días muestreados 311 192 318 CO Promedio anual (ppm) 0.43 0.24 0.40


116

Máxima concentración promedio de 1 hora (ppm) 14.87 3.27 4.98 Percentil 95 de las concen. promedio de 1 hora (ppm) 0.73 0.52 0.69 Número de días que excede guía OMS (ppm)1 0 0 0 Número de días muestreados 314 306 332 Promedio anual (ppb) ---- 16 10 Máxima concentración promedio de 1 hora (ppb) ---- 80 38 Percentil 95 de las concen. promedio de 1 hora (ppb) ---- 28 22 Número de días que excede guías OMS (ppb)1 ---- 0 0

O3

Número de días muestreados ---- 328 329 Promedio anual (μg/m3) 40.3 49.6 56.3 Máxima concen. promedio de 24 horas (μg/m3) 395.7 393.7 458.3 PM10 Número de días muestreados 271 320 318

3.2 Monitoreo de contaminantes El CTE cuenta actualmente con una estación de monitoreo continuo de aire, con los siguientes equipos: a) Material particulado PM-10: Rupprecht & Patashnik, TEOM 1400ª, límite de detección de 2,5 µg/m3, b) Monóxido de Carbono – CO: Thermo Environmental Instruments (TEI) modelo 48 C., límite de detección de 0,04 ppm, c) Dióxido de Azufre – SO2: TEI, modelo 43C, límite de detección de 1 ppb, d) Óxidos de Nitrógeno y Amoníac: TEI, modelo 17 C., límite de detección de 1 ppb., e) Ozono: TEI modelo 49 C, límite de detección de 1 ppb. La estación de monitoreo funciona continuamente desde el año 1997, durante más de 3500 días. Desde mayo de 2003 el monitoreo se está realizando en una zona de uso residencial mixto, aledaña al Polo Petroquímico de la ciudad. La Tabla 3 presenta los datos resúmenes de los análisis de los contaminantes atmosféricos monitoreados entre los años 2004 a 2006. La Fig. 1 muestra máximos promedios horarios de NOx.

3.3 Meteorología

La información meteorológica del Servicio Meteorológico Nacional (SMN) se toma en la Base Aeronaval Comandante Espora (BACE), ubicado en las afueras de la ciudad de Bahía Blanca. La clasificación climática de Köppen modificada por Thornthwaite lo define como clima moderado de transición entre semi-húmedo y seco moderado, con lluvias todo el año, veranos secos e inviernos fríos del norte de Patagonia. Algo ventoso todo el año. La Tabla 4 muestra los valores promedios mensuales para Bahía Blanca para registros que van desde 1961 a 1990. La precipitación promedio anual es de 615 mm siendo marzo y octubre, los más lluviosos y junio-julio los más secos. Los vientos predominantes son del sector N-NNW con un 23% de los casos, lo que se explica por la presencia semi permanente del anticiclón del Sur

La frecuencia de vientos de la dirección ESE (6%) se explica por la influencia de la circulación diaria mar-continente. Durante los meses del invierno se intensifican la frecuencia de vientos del sector N-NW (34%) por el desplazamiento del anticiclón del Atlántico, mientras que en los meses de verano se reduce a un 18%. Los vientos promedios son de 15 km/h, siendo los meses más ventosos febrero y diciembre (16,3 y 16,2 km/h respectivamente).


117

.

0

100

200

300

400

500

600

700

Ene-04 Mar-04 May-04 Jul-04 Sep-04 Nov-04 Ene-05 Mar-05 May-05 Jul-05 Sep-05 Nov-05

Mes y año

Máx

imos

NO

x (p

pb)

0

10

20

30

40

50

60

Med

ias

men

sual

es N

ox (p

pb)

Máximos horarios

Media mensual

Figura 1: Máximos promedios horarios y medias mensuales de NOx (ppb), para Ing. White.

3.4. Modelo de simulación Para tratar las fuentes fijas, se usó el modelo de dispersión atmosférica llamado ISC3P (EPA: Agencia de Protección del Medio Ambiente de Estados Unidos) que calcula la concentración ambiental para las fuentes industriales múltiples para un grupo de receptores. Como entrada para el programa ISC3P utilizamos los datos de la emisión preparada en el inventario, las dimensiones, la temperatura, el flujo y la velocidad, de escape de las chimeneas; y su posición geográfica específica. El programa de la dispersión también necesita como entrada los datos meteorológicos locales como son dirección e intensidad de vientos, altura de capa de mezcla, temperatura ambiental. Para ello se usaron 5 años de datos meteorológicos horarios superficiales de Bahía Blanca del SMN BACE. La salida del programa IC3P calcula los valores de concentraciones para cada celda (o receptor) del área bajo estudio. Estas concentraciones se organizan como base de datos a fin de incorporarlos a un sistema de información geográfico (SIG).

Tabla 5: Valores medios mensuales (1961 - 1990).

Temperatura (°C) Número de días con Mes Prom.

máxim. Media Prom. mín.

HumedadRelativa

(%)

Viento medio (km/h)

Cielo claro

Cielo cubierto

Precipi- taciones

Precip. mensual

(mm) E 30,8 23,3 16,2 55 25,3 9 7 8 73,7 F 29,9 22,5 15,4 61 24,2 10 4 5 44,3 M 25,8 18,7 12,8 68 21,6 9 7 9 90,9 A 21,4 14,6 9,2 73 20,5 9 8 8 59,9 M 17,0 10,5 5,3 76 21,1 8 9 6 36,6 J 13,9 7,8 2,9 77 21,6 7 9 5 16,6 J 13,5 7,3 2,6 77 21,3 8 11 6 30,6 A 16,0 9,2 3,8 73 21,2 8 10 6 38,4 S 17,9 11,1 5,2 69 22,6 8 8 6 50,5 O 21,5 14,5 7,9 67 21,9 7 9 9 80,9 N 26,0 18,9 11,4 60 23,0 8 6 7 41,6 D 29,6 22,3 14,6 55 26,0 9 4 7 49,7

Fuente SMN: Aeropuerto de Bahía Blanca


118

La concentración ambiental en una celda (o receptor) particular situada en los coordenadas (x, y, z) de una fuente fija se calcula generalmente usando un pluma gaussiana bidimensional que se mueve en la dirección x del viento. En el nivel del suelo (z=0) la concentración C(g/m3) está

)2

exp()2

exp(1)0,,( 2

2

2

2

yzzy

yHuQyxC

σσσσπ−−= (1)

Donde Q (g/m.s) es la tasa de emisión de la fuente, H (m) es la altura eficaz de la chimenea, y es la distancia transversal a la dirección del viento en el plano horizontal, z es la altura del receptor sobre la tierra, y u (m/s) es la velocidad del viento. σy y σz (m) son los coeficientes de dispersión lateral y vertical y dependen de la clase de la estabilidad (e indirectamente en la velocidad del viento) y aumenta con el aumento de distancia a la fuente x. La ecuación está bien desarrollada en muchos libros y artículos [1,2,3]. Los cálculos de los programas de dispersión representan adecuadamente las concentraciones ambientales para promedios horarios, diarios, mensuales y anuales; y son convenientes para determinar el cumplimiento en un dado receptor con los estándares de calidad del aire. La simulación se corrió especialmente para óxidos de nitrógeno, por considerarse este contaminante uno de los que ha superado las normas de calidad de aire en la zona del Polo Petroquímico, usando una grilla de receptores de 10 x 8 km con 250 m de lados. 4. RESULTADOS En el período de monitoreo de los años 2004 a 2006 se muestrearon en continuo 821 días obteniéndose los máximos promedios horarios de óxidos de nitrógeno NOx en el rango de 226 a 1087 µg/m3 con valores de percentil 95 % en el rango de 45 a 150 µg/m3 (23 a 75 ppb). Los valores anuales aritméticos de concentración estuvieron en el rango de 28 a 53 µg/m3 (15 a 26 ppb). Estos datos verificaron el cumplimiento de la norma de calidad de aire ambiente anual, aunque durante 18 días del año 2004 y 11 días del año 2006 se superó la norma horaria de la reglamentación vigente; durante el año 2005 no se superó el valor normado.

En la Figura 2 se aprecia la distribución espacial de las medias anuales de NOx, que alcanzan niveles máximos de hasta 140 ug/m3 (70 ppb) en el núcleo industrial del Polo Petroquímico y en el perímetro de la refinería de petróleo. Por otra parte, en la Figura 3 se muestra la distribución de los niveles promedios anuales material particulado, con un rango de concentraciones de 4 a 80 ug/m3 en la zona de influencia del mismo polígono industrial. Las diferencias encontradas entre los valores obtenidos en la simulación y los valores medidos, indicaría una subestimación del aporte de emisiones gaseosas de NOx al inventario global del área. De acuerdo a los informes de inventarios de emisiones reportado por el CTE en el año 2002, la distribución porcentual de emisiones gaseosas de Óxidos de Nitrógeno es de aproximadamente un 59% proveniente de descargas fijas industriales y de un 41% de emisiones vehiculares

Otros resultados del monitoreo y su comparación a la norma vigente son los siguientes: a) Monóxido de carbono CO: La presencia de monóxido de carbono (CO) en el período 1997 – 2005, no supera en el área de Ing. White en el 99% de los casos, el valor promedio horario de 3 ppm. b) Dióxido de azufre SO2: En el período 1997 – 2005, los promedios horarios de dióxido de azufre (SO2) en el área de Ing. White fue en el 99% de los casos inferior a 112 ppb, como promedio horario, representando un 20 % del valor normado. En 2005 se redujo a 29 ppb horarios. La comparación con los valores obtenidos en el centro de la ciudad de Bahía Blanca muestra valores similares, no evidenciándose una tendencia. c) Material particulado PM10:


119

Figura 2: Simulación de medias anuales de NOx en el entorno del Polo Industrial.

.


120

Figura 3: Simulación de medias horarias anuales de NOx en el entorno del Polo Industrial.


121

La presencia de Material Particulado inferior a 10 micrones (PM10) en Ing. White en el período 1997 – 2002, fue evaluada estudiando 20988 datos horarios validados. En el 90% de los casos los promedios diarios no superan los 149 μg/m3, a excepción del período noviembre-diciembre de 1998 donde se superó 11 veces la Norma de Calidad de Aire a consecuencia de los movimientos de suelo realizados en ese período con motivo del relleno generado en la zona de cangrejales por las nuevas radicaciones industriales. En el año 2005 se registraron 7 valores entre 150 y 225 μg/m3. De la comparación con la zona Centro de la ciudad de Bahía Blanca surge que los promedios horarios son superiores entre 12 y 30 μg/m3 en el Centro respecto de Ing. White, a excepción del mes de mayo de 1997. Dado el gran movimiento cerealero del Puerto, los valores de PM10 pueden superar los valores promedios diarios. Evidentemente, el PM10 es una de los parámetros más críticos de la zona portuaria-

5 CONCLUSIONES

La calidad del aire de en la zona del Polo Petroquímico de Bahía Blanca ha sido afectada en ciertas oportunidades especialmente por emisiones de óxidos de nitrógeno y material particulado. La Municipalidad de Bahía Blanca ha establecido un programa de monitoreo de calidad del aire ejecutado por el Comité Técnico Ejecutivo (CTE). Los objetivos principales de ese programa de monitoreo atmosférico es ubicar e identificar fuentes de emisión, estimar los niveles de exposición en la población y ambiente, determinar el cumplimiento con las normas vigentes y establecer las bases científicas y técnicas para el control, adaptación y mitigación de las fuentes de emisión. Para ello se ha realizado un inventario de emisiones del Polo Petroquímico basado en mediciones de chimeneas y declaraciones juradas y se ha establecido un programa de monitoreo de la calidad del aire con una estación continua y automática, juntamente con el muestreo y análisis de contaminantes específicos. Los principales contaminantes atmosféricos monitoreados son CO (monóxido de carbono), SO2 (dióxido de azufre), NOx (óxidos de nitrógeno), PM10 (material particulado suspendido), NH3 (amoníaco) entre otros. En este trabajo se incluye un estudio de simulación de las emisiones provenientes de las fuentes industriales realizados por la UTN. Esta simulación se centró únicamente en la evaluación de las emisiones de fuentes fijas industriales y permitió obtener no sólo una distribución geográfica de la dispersión de los contaminantes de ese origen, sino que además permitió evaluar el impacto de las emisiones industriales a la calidad del aire del sector. Los resultados obtenidos de la simulación, indicarían además que el impacto de emisiones vehiculares es también significativo, coincidentemente con los resultados del inventario de emisiones gaseosas del sector. Los estudios futuros podrían conducir a la simulación matemática de contaminantes que incluyan el aporte de emisiones vehiculares y la intercomparación entre los valores experimentales medidos en la estación de monitoreo versus los valores que se obtengan en la simulación matemática.

6 REFERENCIAS

[1] Puliafito, E., Guevara, M., Puliafito, C., Characterization of urban air quality using GIS as a management system. Environmental Pollution. Vol 122, pp.105-107, 2003.

[2] Seinfeld, J., Air pollution, physical and chemical fundamentals. Ed. McGraw-Hill, New York, pp 852-861, 1975.


122


CALIDAD DEL AIRE EN EL MICROCENTRO DE LA CIUDAD DE SANTA FE Y SUS ALREDEDORES: ACTUALIDAD, TENDENCIAS Y

ALTERNATIVAS

Pacheco, Carlos1; Ghirardi, Romina2; Enrique, Claudio3; Rusillo, Sebastián4; Imbert, Daniel F5.

1: Grupo de Estudios Sobre Energía

Facultad Regional Santa Fe Universidad Tecnológica Nacional

Lavaisse 610, Santa Fe, C.P.: S 3004 EWB e-mail: [email protected], http://gese.frsf.utn.edu.ar/

2,3,4,5: Grupo de Estudios Sobre Energía

Facultad Regional Santa Fe Universidad Tecnológica Nacional

Lavaisse 610, Santa Fe, C.P.: S 3004 EWB e-mails: [email protected], [email protected], [email protected];

[email protected], http://gese.frsf.utn.edu.ar/ Palabras clave: parque vehicular, contaminación, arbolado, modelado ambiental. Resumen. El presente trabajo se desprende del Proyecto “Gestión de Tránsito en la Ciudad de Santa Fe”, desarrollado por el Grupo de Estudios Sobre Energías y el Grupo de Estudio en Transporte de la Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Santa Fe. Objetivos: • Medir la contaminación producida por el transporte urbano. • Estudiar si existe diferencia en la presencia de contaminantes dentro del micro y macro

centro de la ciudad de Santa Fe con relación a las características del arbolado público presente en cada zona.

• Predecir escenarios futuros de la atmósfera a través de simulación matemática. Los resultados indican no existen situaciones límites respecto a la calidad del aire en el centro de la ciudad.

1. INTRODUCCIÓN Uno de los problemas más frecuentes que presentan las ciudades en este mundo globalizado son la congestión y la contaminación provocada por el parque vehicular. Grandes volúmenes de contaminantes se vuelcan diariamente en los centros urbanos y se promueven altas concentraciones en el ambiente que respiran millones de personas. El desarrollo industrial y el creciente aumento en el uso de vehículos de transporte son símbolos de crecimiento económico, pero contribuyen paradójicamente al deterioro de la salud de quienes lo utilizan, y disminuyen así su calidad de vida. Junto a un marcado crecimiento urbanístico, la falta de planificación y deficiencias en las regulaciones ambientales ha originado un grave deterioro de la salud y el medio ambiente. Por otra parte, los árboles y arbustos son los integrantes más importantes y notables de los espacios verdes urbanos y consecuentemente, son fundamentales para lograr un ambiente adecuado a las necesidades de una buena calidad de vida para los habitantes de las ciudades. Según Nilsson y Randrup (1998), entre sus acciones positivas pueden mencionarse: la intercepción de partículas y absorción de contaminantes gaseosos como los dióxidos de azufre y nitrógeno; la formación de compuestos orgánicos volátiles; la influencia moderadora en las temperaturas elevadas; la acción positiva que su visión ejerce en la disminución de los niveles de estrés y en la recuperación de la salud y la producción de energía a través de su biomasa.

123


http://gese.frsf.utn.edu.ar/





http://gese.frsf.utn.edu.ar/

Calidad del aire en la Ciudad de Santa Fe Pacheco et al.

Además cuando se habla en nombre del Desarrollo Sostenible es un hecho conocido que el mismo involucra la presencia de las generaciones futuras. En consecuencia para el estudio que estamos realizando, resulta muy importante conocer tanto el presente como el futuro de la calidad del aire santafesino, por supuesto en un marco de probabilidad. Por esta razón se trabaja con el modelo de Dinámica de Sistemas “Calidad de Aire 1”, al cual se le ingresan los valores actuales de determinadas variables, y mediante simulaciones se predicen distintos escenarios relacionados con la calidad del aire del centro santafesino previa calibración del citado modelo. Para finalizar, se ha incorporado la percepción de la ciudadanía sobre la contaminación del aire. Para ello se han diseñado y realizado encuestas a personas que circulan por el centro santafesino, y así agregar la visión que tienen respecto del aire de esta zona tan importante para la ciudad de Santa Fe. 1.1 Estado de situación En la ciudad de Santa Fe existe muy poca información comprensiva sobre los niveles de contaminación del aire urbano a nivel histórico, así como también cómo éstos están afectando la salud de los ciudadanos. Es más, la sociedad no vislumbra a mediano y/o largo plazo los potenciales riesgos que podrían sufrir. A nivel mundial, el crecimiento del parque vehicular es una de las causas principales que está provocando el cambio climático, poniendo en peligro el futuro del planeta a través de desastres naturales sin precedentes. A nivel local, la ciudad de Santa Fe ha tenido un incremento pronunciado del parque automotor durante los últimos años. Junto con la ausencia del diseño e implementación de políticas no sólo de transporte sino también de desarrollo territorial, se ha producido un incremento en el deterioro de la calidad del aire. Como síntomas de este deterioro se puede mencionar al ruido - según nuestros estudios, en ciertos horarios y zonas ya se ha superado el nivel máximo permisible -, junto a la sensación de malestar físico a nivel de los sentidos del olfato y de la vista cuando se camina en las calles del microcentro en el horario “pico” de tránsito. Para intentar corregir y/o minimizar esta situación actual, se requiere la inmediata puesta en práctica de medidas que ayuden a revertirla. Es necesario entonces que se establezca una política de corto, mediano y largo plazo tendiente a disminuir el uso individual del automóvil, acortando las distancias entre ciudades, y creando espacios para el traslado empleando medios de transporte de menores costos ambientales y sociales. Pero antes debe conocerse cuál es la situación actual del centro y el microcentro santafesino, siendo el presente estudio una propuesta a estos fines. 2. OBJETIVOS Como objetivo general se menciona medir y analizar la contaminación producida por el transporte urbano a través de los polutantes atmosféricos como monóxido de carbono (CO); ozono (O3); dióxido de azufre (SO2); material particulado inferior a 10 micrones (PM10); hidrocarburos no metanos (HCNM) y dióxido de nitrógeno (NO2). 2.1 Objetivos particulares

• Analizar la situación actual de la calidad del aire del centro de Santa Fe. • Estudiar si existe diferencia en la presencia de contaminantes atmosféricos en el micro y

macro centro de la ciudad de Santa Fe en relación a las características del arbolado público presente en cada zona.

• Predecir escenarios futuros de la atmósfera del centro y microcentro santafesino, a través del modelo de Dinámica de Sistemas “Calidad de Aire 1”.

• Incorporar la percepción de la ciudadanía que circula por esta área, mediante la confección y procesamiento de encuestas.

124


3. METODOLOGÍA

• Relevamiento de los vehículos circulantes, discriminándolos en automóviles y utilitarios, taxis y remises, motocicletas y ciclomotores, bicicletas, colectivos y camiones.

• Medición de datos climáticos y corrección de las concentraciones promedio de los contaminantes atmosféricos a condiciones normales (25 ºC y 1.013 hPa).

• Comparación de los datos obtenidos con los valores de referencia adoptados de la Ordenanza Municipal Nº 9662/93 de Calidad de Aire de la Municipalidad de Santa Fe; en particular, con la CAPC.

• Selección de zonas del centro y microcentro de la ciudad de Santa Fe, teniendo en cuenta la cantidad y calidad de la vegetación presente en cada una de ellas.

• Realización de análisis de ANOVA para encontrar diferencias en la proporción de contaminantes entre los espacios verdes y las zonas no vegetadas.

• Caracterización de la vegetación (riqueza, abundancia, diversidad de especies, DAP, cobertura, origen de las especies, diversidad de edades, área de copa, etcétera), calculando el valor compensatorio, entre otros.

• Utilización de algunos pasos del Modelo UFORE para analizar los efectos del arbolado:

a. UFORE A: Anatomía del bosque urbano - cuantifica la estructura de la zona verde (ej: composición de especies, densidad y salud de los ejemplares, área de copa, etcétera).

b. UFORE B: Emisión de Compuestos Orgánicos Volátiles Biogénicos (COVb) - cuantifica emisiones de COVb (isoprenos, monoterpenos), basado en datos de campo y variables meteorológicas.

c. UFORE C: Almacenamiento y Absorción de Carbono - calcula el total de C almacenado, y la tasa bruta y neta de C absorbido anualmente por la vegetación, basado en datos de campo.

• Ingreso de valores registrados en el campo al modelo “Calidad de Aire 1”, para poder

analizar la evolución temporal de las inmisiones de cinco contaminantes en estudio, con el objeto de diagnosticar escenarios futuros de calidad del aire urbano.

• Confección de encuestas dirigidas a personas que trabajan en el centro y microcentro santafesino, para poder evaluar su percepción sobre la calidad del aire de dicha zona. Dentro de éstos se han incluido personas que conviven de una manera permanente - los que tienen su lugar de residencia en dicha zona -; semipermanente - aquellos que trabajan en el área pero viven en otros barrios - u ocasional - los transeúntes que circulan por el área -.

3.1 Resultados sobre el parque vehicular

Al disponer de información procedente de años de estudio, es factible realizar un análisis de la evolución histórica con mayor detalle. En este caso, se considera, en particular, el parque automotor que circula por el centro de la ciudad de Santa Fe durante los períodos de mediciones de contaminantes del aire. La Figura 1 muestra loa resultados obtenidos teniendo en cuenta los promedios anuales para los años comprendidos entre el 2001 hasta el presente. Esta figura evidencia que al no haber grandes variaciones en el número, nuestro sistema se encuentra en los límites de su capacidad de carga. Para corroborar estos datos, sólo basta con ver las condiciones en que se da el tránsito vehicular del centro santafesino durante el mediodía. En realidad, este problema comienza más temprano - a eso de las 9:30 hs. -, pero se agudiza conforme va pasando el tiempo.

125


Promedio del Total de vehículos - 2001 - 2007 (hasta 5º ronda)

0

100

200

300

400

500

600

2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007año

unid

ades

Figura 1: Promedio total de vehículos.

3.2 El rol de la vegetación El análisis de ANOVA y post ANOVA arrojó diferencias significativas respecto al nivel de contaminantes en las distintas zonas. La concentración varía en relación a las zonas de medición entre espacios vegetados y no vegetados. También hay diferencias entre las zonas con cobertura vegetal, pudiendo ser por las distintas especies que se encuentran, ya que la capacidad de absorción, varía según la época del año, las especies y su estado. En la diversidad de edades, los máximos porcentajes se concentran en la población vegetal madura, presentándose una población joven baja - entre 0 y 30 % - y una población nueva muy escasa - entre 0 y 5 % -. Dichos resultados reflejan la condición de una arboleda envejecida, con una reducida renovación.

edades

0

20

40

60

80

0 - 15 cm 16 - 46 cm 47 - 76 cm > 77cm

diversidad de edades (según DAP)

porc

enta

je

Plaza del soldado Plaza ColónPlaza España Plaza 25 de mayo

Figura 2: Diversidad de edades según D.A.P.. • Valor compensatorio: El mayor valor compensatorio, considerando solo la riqueza de

especies, corresponde a la Plaza del Soldado, con un total de U$S 5.022,25; mientras que el resto de los espacios verdes oscilan entre U$S 2.700 a U$S 3.400. Teniendo en cuenta la

126


abundancia de cada especie los valores se modifican, quedando en segundo lugar la Plaza del Soldado (U$S 16.287,302), siendo la Plaza Colón, el espacio verde que ofrece mayor valor compensatorio (U$S 29.145,778).

UFORE A Se registraron 287 ejemplares de árboles - 40 especies de 23 familias -. Entre los arbustos encontramos 140 ejemplares - 13 especies de 7 familias -. Los árboles más representativos son Jacaranda mimosifolia (jacarandá) y Arecastrum romanzoffianum (palmera) - n = 45 y n = 44 -, seguidas de Tipuana tipu (tipa) - n = 23-. El resto de las especies tiene menos de 15 individuos. Los arbustos más representativos son Thuja occidentalis (tuja) - n = 41- y Punica granatum (granado de jardín) - n = 19 -. El resto n < 15. (Figura 3). Los árboles en general perteneces a especies nativas, mientras que los arbustos son mayoría exóticos. UFORE B Las mayores emisiones totales anuales para Isoprenos se dieron en las siguientes especies: sauce llorón; ficus; roble; grevilea y magnolia - 500 < COV < 40.000 Mayores emisiones totales anuales para Monoterpenos: sauce llorón; ficus; roble; grevilea; magnolia; guayacán; ibirá pitá; araucarias; oreja de negro; pino; tipa; cedro dei Imalaya - 500 < COV < 40.000. Por otro lado, la formación potencial de CO es más destacada en: sauce llorón y ficus son dos especies que tienen los valores más altos significativamente - 46.159 y 22.907 respectivamente -. Las especies que siguen en valores de formación potencial son magnolia, aguaribay, pino y araucaria- 1.000 < COPF < 5.000 -, el resto de las especies tienen una tasa de formación potencial menor a 1.000. UFORE C La tasa neta de carbono absorbido anualmente por las diferentes especies varió en relación a la edad y tamaño de los ejemplares sumado al estado de los mismos. Las características particulares de cada especie hacen que posean diferente capacidad en cuanto a la absorción de C. La especies con una absorción mayor a 100 tn/año son ibirá pitá (Peltophorum dubium), palo borracho (Chorisia speciosa), oreja de negro (Enterolobium contortisiliquum), ficus (Ficus sp.), jacarandá (Jacaranda mimosifolia) y tipa (Tipuana tipu). Por lo que se puede observar en este caso, las especies de hoja blanda y compuesta son aquellas con mayor capacidad de almacenar carbono, probablemente por una mayor superficie foliar por unidad de área.

0

20

40

60

80

100

nativas exoticasprocedencia

porc

enta

je

arboles arbustos

Figura 3 - Porcentaje de árboles y arbustos nativos y exóticos.

127


4 SIMULACIÓN MATEMÁTICA “Calidad de Aire 1” es un modelo basado en la Dinámica de Sistemas que tiene en cuenta la influencia de las fuentes móviles en la contaminación del aire urbano - particularmente en este caso, para el centro de la ciudad de Santa Fe -, y permite obtener, mediante simulaciones, escenarios futuros de calidad del aire. Considera varias variables que deben ser incorporadas como input, como el parque automotor discriminado en motocicletas; automóviles; vehículos livianos; y vehículos pesados; para los cuales se consideran: consumo y tipo de combustible empleado - nafta; gasoil; G.N.C. -; envejecimiento del parque automotor; variación temporal del número de vehículos de cada clase; factores de emisión de cinco contaminantes; y distancia recorrida por los vehículos. Específicamente, predice las emisiones y las inmisiones de cinco contaminantes de modo simultáneo: CO2; CO; NO2; SO2; y VOC´s. Para las últimas, considera la influencia de la velocidad y la dirección del viento; el tiempo de vida media de cada contaminante; y simultáneamente, la ausencia y la presencia de la lluvia como “arrastre” de los contaminantes. Dado que se estudia un sistema ambiental, caracterizados normalmente como altamente inestables, contraintuitivos y, consecuentemente, imposibles de predecir con exactitud y precisión a corto, medio y largo plazo con los datos obtenidos mediante la simulación, los primeros resultados han sido cualitativos. No obstante ello, se ha avanzado en el uso de este modelo tratando de que también dé resultados cuantitativos, para lo cual es indispensable realizar previamente la validación o “calibración” del modelo, que consiste en comparar los resultados de la simulación con los de las concentraciones medidas - establecidas como máximos, promedios, y mínimos - en el área del centro de la ciudad de Santa Fe. A priori podemos decir que si los resultados provenientes de la simulación están comprendidos en el rango entre los máximos y los mínimos - preferentemente cerca del promedio -, el modelo entrega resultados altamente confiables. Siguiendo con un análisis lógico, también podemos decir que, al ser validado el modelo, podemos extender la escala de tiempo para la simulación, y predecir si en algún momento se va a llegar al límite de dicha norma para el contaminante en cuestión - o incluso superarlo -. Hasta ahora se han obtenido resultados satisfactorios, lo que permite decir que dicho modelo puede ser una herramienta formidable en la predicción de escenarios futuros en lo que no exista un plan de gestión; aunque también puede hacérselo con la presencia de dicho plan. A título de ejemplo, para el contaminante CO se obtuvo el Grafico 4 donde se comparan las nueve rondas del año 2.005, las diez rondas efectuadas durante el año 2.007 y las primeras cinco del año 2.007 con la simulación del modelo. Los rombos representan los valores de las mediciones: máximos - de color negro -; promedios - de color gris -; y mínimos - de color blanco -. La línea continua con triángulos de color negro representa los resultados de la simulación del modelo - en este caso se tiene en cuenta el arrastre de los contaminantes por la lluvia -; mientras que la línea continua que está en el valor de 15 mg/m3. es la concentración límite del CO para períodos cortos según la norma de calidad de aire de la ciudad de Santa Fe (Ordenanza Municipal Nº 9.662/93). Para este contaminante se han obtenido los resultados más confiables en una escala de tiempo de tres años. Pero cuando existe cierto margen de duda respecto al comportamiento del sistema conviene usar una escala temporal menor, dado que “Calidad de Aire 1” debe ser validado permanentemente; incluso en lo que hace a intervalos de tiempos de predicción. Por esta razón, se ha decidido ajustar el intervalo de tiempo del modelo comenzando desde el inicio del año respectivo, y proponiendo como máximo un intervalo de un año. Los resultados arribados se presentan en las siguientes gráficas, donde en primer lugar se muestran las obtenidas mediante calibración del modelo para uno los tres contaminantes estudiados - SO2 - ; hasta la quinta ronda inclusive del presente año -, y en segundo lugar, las de las predicciones con un horizonte temporal máximo de dos años.

128


Inmisiones de CO años 2005 - 2007 (hasta 4º ronda)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

tiempo

mg/

m3

CO (modelo)CO minCO proCO maxNC CO

Figura 4 Concentraciones de CO, 2005-2007.

Analizando las gráficas que se han obtenido mediante la simulación, si bien no se sabe con certeza qué es lo que está por suceder, se puede asegurar que sin una política de gestión, se va a producir un incremento de la concentración de los tres contaminantes en el centro santafesino del tipo exponencial. También podemos decir, siempre en un marco probable, que se puede superar el valor límite de la norma de calidad de la ciudad en los dos años posteriores al 2.007 - línea de trama encadenada en Figuras 4,5 y 6.

Inmisiones de SO2 vs. datos del modelo - año 2007 (hasta 5º ronda)

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

tiempo

mg/

m3

SO2(modelo) SO2 min SO2 pro SO2 max

Figura 5 - Concentraciones de SO2 vs. datos del modelo, 2007.

129


Inmisiones de SO2 - predicciones (inicio: año 2007)

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40

0.50

0.60

tiempo

mg/

m3

SO2(modelo) SO2 min SO2 pro SO2 max NC SO2

Figura 6 - Concentraciones de SO2 predichas por el modelo.

Resulta obvio que por tratarse de un sistema socio-ambiental las predicciones de forma cuantitativas son muy difíciles de realizar. Pero es demasiado evidente - y ya comprobado en muchas ciudades del mundo - que si no existe una decisión política de realizar una gestión ambiental junto a una del tránsito vehicular, el centro de la ciudad de Santa Fe puede llegar a sufrir, en un futuro no tan lejano, un deterioro muy importante en la calidad de su aire. 4.1 La ubicación de esquinas críticas del centro de la ciudad Una de las tareas más complejas cuando se hacen mediciones consiste en tomar decisiones sobre qué debe hacerse con dichos datos. Si bien la tarea clásica consiste en comparar los valores promedios con el límite de la norma de calidad de aire para ver si se cumple o no con la legislación, esto puede considerarse como una decisión simple y excesivamente legalista. En base a estas premisas - con las cuales estamos de acuerdo - se ha propuesto otro camino en el empleo de los datos proveniente de las mediciones, que consiste en analizar la frecuencia de aparición de valores máximos de concentraciones promedios por esquina. En principio se ha trabajado con cada contaminante en particular, pero ha parecido más adecuado el considerar a todos los contaminantes, y durante el período comprendido desde el año 2.005 hasta el presente. Luego de hallar las esquinas con mayor frecuencia de valores máximos, se han seleccionado las que se encuentran en los tres primeros lugares y se las ha ubicado en el plano del área de análisis de la ciudad para poder visualizar con mayor nitidez la distribución espacial de dichas esquinas. El Grafico 7 presenta la ubicación de las esquinas más comprometidas durante el período de tiempo analizado:

130


Figura 7 - Esquinas conflictivas del centro de Santa Fe.

Se observa que las mismas se encuentran muy cerca entre sí, y podría considerarse como la zona más conflictiva en lo que hace a calidad de aire del centro de la ciudad. Los resultados obtenidos mediante este análisis pueden utilizarse para escoger las zonas en donde debería intensificarse las medidas tendientes a una gestión ambiental. 4.2 Percepción de la ciudadanía en la calidad del aire urbano de Santa Fe En este Proyecto se ha incorporado la percepción de la ciudadanía en la calidad del aire del centro santafesino, porque consideramos que dicha percepción es un factor clave y que muchas veces no es tenido en cuenta en los estudios de sistemas socioambientales. Más aún, sostenemos que los avances en este tipo de gestión sólo se podrán mantener con el compromiso de toda la población. Esto implica, por una parte, que el Estado deberá incorporar la participación ciudadana como una variable central de su gestión y, por otra, que la ciudadanía deberá hacer suyo y encargarse de un problema cuya responsabilidad es compartida. El paso esencial para adquirir conciencia ciudadana es tener acceso a la información en forma transparente y sistemática. Sólo así será posible acercar la percepción pública con la realidad técnica de un problema tan importante como es la contaminación del aire. (Simioni, 2.003).

131


También sostenemos que la participación es un “método de gobierno” que supone el cumplimiento previo o simultáneo de un conjunto de requisitos asociados a las reglas del juego democrático y a la creciente consolidación de prácticas de descentralización de la organización político-administrativa, y se concreta mediante una completa revisión de la distribución de competencias, funciones y recursos (Jacobi y Teixeira, 1.996). Este concepto muchas veces encierra contradicciones debido a su relación con el poder político y a su amplitud conceptual, lo que origina que no siempre sean claras las diferencias entre lo que se define como participación ciudadana, participación social, participación comunitaria, o participación popular. Para nuestro trabajo emplearemos el primero de ellos como equivalente a los restantes, y consideramos, dentro de un marco conceptual, que el objetivo principal de la participación es facilitar y tornar más directo y cotidiano el contacto entre los ciudadanos y las distintas instituciones del Estado, y permitir que estas últimas tengan más en cuenta los intereses y las opiniones de aquéllos antes de adoptar o ejecutar decisiones. Por el momento estamos trabajando en una primer etapa donde la participación es de carácter meramente consultivo1, que si bien puede tenerse en cuenta, no interviene directamente en el proceso de adopción de decisiones y puede producirse tanto en la etapa de planificación como en la de definición y aplicación de las políticas públicas (Jacobi y Teixeira, 1996). Para poder evaluar la percepción de la calidad del aire hemos confeccionado una encuesta dirigida a las personas que trabajan en la zona del centro y microcentro santafesino, las que se encuentran afectadas de manera directa por los contaminantes atmosféricos de dicha zona. Dentro de éstos se incluyen personas que conviven de una manera permanente - los que tienen su lugar de residencia en dicha zona - ; semipermanente - aquellos que trabajan en el área pero viven en otros barrios - ; u ocasional - los transeúntes que circulan por el área -. El modelo de dicha encuesta se ha basado en el trabajo “Informe de Encuesta sobre Calidad del Aire, Arequipa, Cusco y Trujillo, P.R.A.L. - Programa Regional de Aire Limpio -. Elaborado por A.C.S. Calandria, Componente de Conciencia Ciudadana, Junio de 2004, Perú. 4.3 Análisis de resultados De manera resumida, las conclusiones más importantes son las siguientes: • En el centro de la ciudad existen problemas asociados a la calidad del aire y al ruido; • La mayoría considera ambos problemas de carácter moderado; • Las fuentes de contaminación atmosféricas mayoritarias son los humos de los escapes y la

basura en las calles; • Existe un alto grado de conocimiento sobre los tipos de contaminantes del aire y sus

consecuencias - asociadas a la salud y a los problemas globales -; • El 52 % cree que se ve afectada su salud debido la contaminación del aire; • el 96 % cree que puede contribuir a solucionar este tipo de contaminación, sabiendo que

medidas adoptar; • La mayoría considera que la responsabilidad para frenar esta contaminación debe ser de

carácter compartido entre el Estado y la población; • Existe un alto grado de desconocimiento de instituciones locales que trabajen en este tema -

entre las cuales están el G.E.S.E. y el G.E.Trans. -. Las que se han mencionado corresponden en la mayoría a una O.N.G. muy conocida, debido a las campañas publicitarias a nivel nacional presentes en medios de comunicación nacionales; no obstante, la mayoría considera que existen instituciones que deban trabajar en el tema.

1 Nota: Los otros dos tipos de participaciones, resolutiva y fiscalizadora, implican una intervención en el curso de la actividad pública, por lo que

representan una participación en el proceso de adopción de decisiones que incide directamente en el modus operandi de la administración pública.

132


5. CONCLUSIONES Los resultados obtenidos muestran que en la actualidad no existen riesgos en llegar a situaciones límites para la calidad del aire del centro de la ciudad de Santa Fe cuando se comparan las concentraciones medidas frente a la C.A.P.C. de la Norma de Calidad de Aire de la ciudad de Santa Fe. Pero cuando se emplean valores internacionales para límites de una hora, existen lugares donde se superan dichos límites para ciertos contaminantes. De todos modos, y a pesar de cumplimentar con la normativa local, no se debe permanecer pasivo ante esta realidad dado que existe mucha información que debemos analizar. Por ejemplo, sobre el tránsito vehicular podemos decir que está en el límite de la capacidad de carga del sistema. Además, si se tiene en cuenta que la mayoría de las calzadas son de dimensiones reducidas y que el lapso de medición es de 20 minutos, podemos afirmar que se trata de un gran caudal de automóviles para dichas calzadas. Por tal razón se debe flexibilizar el tránsito a través de distintas alternativas que deben ser consensuadas entre todos los interesados a través de un equipo interdisciplinario. Respecto a los contaminantes, creemos que deben tenerse en cuenta otras series de datos donde están comprendidos los valores máximos, promedios, y mínimos para poder vislumbrar el comportamiento del aire urbano santafesino. No olvidemos que estamos analizando un sistema que se caracteriza por ser altamente inestable, generalmente impredecible, donde existen permanentemente cambios de las condiciones ambientales. Comparando las mediciones obtenidas para los años 2.005 y 2.006 en su totalidad versus las disponibles hasta el año 2.007, se ha observado en líneas generales un aumento de las concentraciones de varios contaminantes. Una de las situaciones novedosas que se propone en este trabajo es la influencia mitigadora del arbolado público. Esto se puede utilizar como una parte de la gestión de la calidad del aire, sugiriendo cuáles son las especies arbóreas que pueden ayudar a minimizar el impacto de las emisiones de ciertos contaminantes atmosféricos provenientes de fuentes móviles. De manera preliminar y teniendo en cuenta los resultados podemos decir que aquellas especies locales de gran porte y hoja compuesta son las que mayor capacidad de absorción de C tienen. También se ha podido estudiar el comportamiento futuro del aire a través del modelo “Calidad de Aire 1”. Si bien está permanentemente sujeto a validación debido a las características del sistema socioambiental que analiza, sus proyecciones pueden ayudarnos, y mucho, a predecir el porvenir de una parte importante de nuestra ciudad. A pesar de la incertidumbre que lo caracteriza, - y que es algo “natural” - no menos preocupante es lo que nos espera si no se actúa, y de modo rápido, eficiente y eficaz. Finalmente, las encuestas realizadas han permitido arribar a resultados muy contundentes respecto a la percepción de los ciudadanos en relación a la calidad del aire del centro de la ciudad de Santa Fe, si bien éstos son conclusiones arribadas en base a los primeros resultados. En líneas generales, podemos decir que existen problemas relacionados con la contaminación del aire y con el ruido en esta área, y que está afectando de alguna manera a la salud de la mayoría de la población. De todos modos, existe un optimismo respecto a la posibilidad de cambiar esta situación, debiéndose realizar de manera conjunta entre el estado - cuyo rol central en cualquier tipo de gestión ambiental es innegable - y la población en su totalidad.

REFERENCIAS 1. DE NEVERS, N. (1998). Ingeniería de Control de la Contaminación del Aire. Ed. Mac

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133


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134


ANÁLISIS DE PARÁMETROS REPRESENTATIVOS DEL RUIDO DE FONDO PARA DISTINTAS ZONAS URBANAS DE LA CIUDAD DE

BAHÍA BLANCA Martín E. Sequeira1, Pablo G. Girón1, Adrián P. Azzurro1 y Liberto Ercoli1

1: Centro de Investigaciones en Mecánica Teórica y Aplicada Universidad Tecnológica Nacional (FRBB)

11 de Abril 461, 8000, Bahía Blanca E-mail: [email protected]

Palabras clave: Ruido de fondo, comunidad, molestia. Resumen. La evaluación de la molestia que producen los ruidos generados por diversas fuentes fijas en la ciudad de Bahía Blanca, hasta el presente, se realizaba siguiendo criterios correspondientes a la norma IRAM 4062, aplicados en la Ordenanza 7604/93. Actualmente se aplica la Ordenanza Municipal 13032/04 “Régimen de Ruidos Molestos”, que utiliza niveles máximos permisibles establecidos para distintas zonas acústicas exteriores. Ambas normativas, utilizan el criterio de “ruido de fondo” como parámetro de evaluación para comparar con las fuentes presuntamente molestas. El presente trabajo se propone analizar y comparar los criterios existentes de determinación del ruido de fondo, a los efectos de establecer un criterio aplicable para su obtención en la ciudad de Bahía Blanca. 1. INTRODUCCION

La evaluación de la supuesta molestia a causa de un ruido determinado, de acuerdo al origen de la normativa, suele seguir, por lo general, dos criterios: a) el establecimiento de valores límites admisibles, por lo general el Nivel Sonoro Continuo Equivalente (Leq), de acuerdo a zonas definidas y en correspondencia con determinados horarios (diurnos o nocturnos), este criterio podría llamarse “absoluto” y b) la comparación entre el Leq de la fuente presuntamente molesta y el “nivel de ruido de fondo”, afectado por valores correctivos de acuerdo al tipo de zona, características del tipo de ruido, etc. Este ruido de fondo puede obtenerse de mediciones directas, en caso de se posible, o a partir de criterios de cálculo normalizados. Este último criterio puede llamarse “relativo” [1]. En nuestro país no existe unicidad de criterios en lo concerniente a la aplicación de las normativas, pudiéndose encontrar ambos casos según la región que se analice y la antigüedad de las legislaciones. Como ejemplo del criterio a), la Ley 1.540/04 de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires, fija límites máximos permisibles de emisión e inmisión. La valoración de los niveles de emisión e inmisión de ruidos y vibraciones producidas por las distintas fuentes acústicas, se realiza conforme a los procedimientos establecidos en la reglamentación de dicha ley, la cual puede tomar referencias de normas IRAM correspondientes. Se establecen áreas de sensibilidad acústica para el ambiente exterior (Ej.: área de silencio, área tolerablemente ruidosa, área especialmente ruidosa, etc.) y para el ambiente interior (área de trabajo, área de vivienda, etc). Los valores máximos permisibles, están en función de los horarios tipificados como diurnos y nocturnos y en función de las áreas de sensibilidad acústica anteriormente mencionadas [2]. A diferencia del caso anteriormente citado, la Provincia de Buenos Aires establece para los establecimientos industriales, como método de clasificación y medición de ruidos molestos al vecindario, a la norma IRAM 4.062 [3].

135

mailto:PrimerAutor@universidad.

Ruido de fondo en la Ciudad de Bahía Blanca Sequeira et al.

Esta norma se adhiere al criterio b), operando por comparación entre el ruido a evaluar y el ruido de fondo. El procedimiento consiste en medir, de ser posible, el ruido de fondo (Lf) y el de la fuente con ponderación A, teniendo en cuenta la presencia de componentes tonales y/o impulsivas para su corrección. Si el ruido de fondo no puede medirse, deberá ser calculado según los criterios específicos de la norma. Si el nivel de evaluación (ruido debido a la fuente) supera en más de 8 dB(A) al de fondo, entonces se considera que el ruido es molesto. En caso contrario, es no molesto. Esta normativa, registra como antecedente las normas ISO R 1995/71 y la BS 4142 [4], siendo esta ultima utilizada como un método para determinar el nivel de ruido en áreas residenciales mixtas y áreas industriales. El nivel de ruido de una fuente (presuntamente molesta), es medido (medición directa) determinando el nivel sonoro continuo equivalente en un intervalo de tiempo “representativo”. Como nivel de ruido de fondo para la comparación con la fuente a medir, utiliza el percentil L90, midiéndolo en ausencia de la fuente específica, también en un tiempo “representativo”. Una diferencia de 10 dB(A) o más, indica una probable molestia. Presenta inconvenientes en situaciones donde el nivel de la fuente y el nivel de fondo son muy bajos. Es evidente que, más allá del tipo de normativa utilizada, resulta imperioso definir en todos los casos un parámetro de comparación conocido como “ruido de fondo”. La definición y determinación de este nivel de fondo es uno de los conceptos a veces ambiguos de las ordenanzas. En algunos casos el nivel de fondo es definido como “Nivel de presión acústica que se supera durante el 90% de un tiempo de observación suficientemente significativo, en ausencia del ruido objeto de la inspección”, es decir el L90. Sin embargo, en otros casos se afirma que el nivel de fondo “es el valor del parámetro a determinar en el punto de medición no estando en funcionamiento la fuente sonora”, descripción que refiere al Leq [5]. Cuando estos valores no pueden ser determinados por medición directa, se apela a distintos valores calculados que sugieren las normativas de los tipos citados. Por otra parte, estas consideraciones sobre el ruido de fondo, en todas aquellas normativas que analizan fuentes fijas, no especifican la influencia del tráfico vehicular sobre dicho valor. Estos niveles de flujo vehicular inciden en el ruido de fondo, de forma de generar diferencias apreciables entre los niveles medidos para distintos puntos de una misma zona bajo estudio. En el presente artículo se busca justamente comparar los parámetros definidos como ruido de fondo a partir de cálculos normalizados o criterios de máximo tolerable por zonas de la ciudad, con los distintos indicadores medidos, teniendo en cuenta el tráfico vehicular en el análisis propio de cada sector. 2. CARACTERIZACION DEL RUIDO MOLESTO EN LA CIUDAD DE BAHIA BLANCA

2.1 Características de la ciudad:

Está localizada al sudoeste de la Provincia de Buenos Aires, aproximadamente a 700 Km de la ciudad autónoma de Buenos Aires, con una población aproximada de 290.000 habitantes. Posee condiciones estratégicas particulares, como la de contar con un nudo comunicacional - carretero consolidado, un puerto de aguas profundas y el desarrollo inicial de una base agropecuaria regional, que brindan un marco adecuado para el desarrollo de la economía rural y urbana. En cuanto a la red vial de la ciudad, la misma cuenta con las rutas de acceso a la ciudad, un anillo externo conformando el borde de la ciudad, un sistema de corredores o ejes de penetración (algunos de estos constituyen el asiento de actividades comerciales e industriales), un anillo de circunvalación interno, un sistema de avenidas y un entramado de calles internas (conformado por una red de vías públicas). El carácter de una ciudad prestadora de servicios de una amplia zona, hacen que operen numerosas compañías vinculadas con el transporte pesado de mercancías. Las empresas se localizan diseminadas por distintos sectores urbanos, en superposición con otras actividades provocando incompatibilidades de usos [6].

136


2.2 Legislación local

La metodología de medición y evaluación de una fuente sonora supuestamente molesta en nuestra ciudad, se realizaba en base a la norma IRAM 4062, junto a las Ordenanzas Municipales Nº 7604/93 [7] y Nº 10480/99 [8]. Actualmente se encuentra aprobada la Ordenanza Municipal Nº 13032/04 “Régimen de Ruidos molestos”, la cual establece la evaluación del ruido supuestamente molesto mediante el criterio de valores límites permisibles o absolutos. Estos valores tienen en cuenta distintos horarios de referencia y distintas zonas acústicamente equivalentes tanto para ambientes exteriores como para interiores. 2.3 Metodología de estudio

Para la realización del presente trabajo se contó con un conjunto de 357 mediciones (de una hora cada una) determinadas en 83 puntos de la ciudad de Bahía Blanca, abarcando tres zonas diferenciadas, realizado en campañas de medición durante los años 2003, 2004 y 2006. En dichas campañas se trabajó a lo largo de tres horarios de referencia definidos como horario matutino, vespertino y nocturno, los cuales fueron reducidos a dos, horario diurno y nocturno, por la gran similitud existente entre los niveles correspondientes a los horarios matutinos y vespertinos [9,10]. Estas mediciones se recopilaron, originalmente, con el fin de lograr una caracterización objetiva de zonas acústicamente similares en correspondencia con lo estipulado por el Código de Planeamiento Urbano [11]. De acuerdo con la Ordenanza Municipal Nº 7604, se asimilan al Código los tipos de zona propuesta en la norma IRAM 4062. Las equivalencias entre las mismas pueden verse en la tabla siguiente.

IRAM 4062 TIPO DISTRITO Código de Planeamiento Urbano

Rural (Residencial) 1 Rural

Suburbano con poco tránsito 2

Suburbano Residencial (S.U.R.1) Suburbano Residencial (S.U.R.2) Extra Urbano de Reserva (EUr) Suburbano Recreativo (S.U.Re)

Urbano (Residencial) 3 Residencial Parque (Rp1)

Residencial Urbano con alguna

industria liviana o rutas principales

4

Residencial Densidad Media Alta (R1) Residencial Densidad Media (R2)

Residencial Parque (Rp2) Extra Urbana Usos Específicos (EUe)

Centro Comercial o Industrial intermedio

entre 4 y 6 5

Área Central-Microcentro Direccional (Cl) Área Central-Macrocentro Direccional(C2)

Macrocentro Direccional (C3) Residencial Mixto (RM)

Anillo (A) Predominantemente industrial con pocas

viviendas. 6

Industrial 1 (I1) Industrial 2 (I2) Industrial 3 (I3)

Tabla 1: Equivalencias entre zonas según código de planeamiento y norma IRAM 4062 La distribución geográfica de las zonas analizadas puede observarse en la Figura 1. Básicamente se han tomado en cuenta para el estudio, zonas caracterizadas como C1 y C2 (Micro y Macro

137


Centro agrupadas como zona céntrica), R1 (Residencial Densidad Media Alta) y RM (Residencial Mixta), en este último caso lindera con una zona Industrial (I). El análisis global de los puntos de medición se realiza teniendo en cuenta su correlación con los niveles de tránsito, sin considerar la discriminación por categoría de vehículo. En este aspecto, y como es notorio en los modelos “predictivos” de regresión, la correlación es buena desde un determinado número de vehículos en adelante, y su efectividad disminuye en las zonas de bajo flujo vehicular, donde priman las influencias de otro tipo de ruidos, particularmente los provenientes de fuentes industriales y eventos anómalos [12]. En función de esto se han considerado los gráficos globales para cada zona (C1/C2, R1 y RM), discriminados en período diurno y nocturno. Se ha incluido en los gráficos la correlación de diversos indicadores (Leq, L50, L90) con la cantidad flujo vehicular (vehículos/hora) característico de cada zona.

Zona de Parques y plazasC1 (Micro Centro Direccional)C2 (Macro Centro Direccional)

R1 (Residencial Media Alta)

RM (Residencial Mixto)I (Industrial)

Zonificaciones Catastrales Analizadas

Figura 1: Ubicación geográfica de distintas áreas analizadas en la ciudad de Bahía Blanca

Para la obtención de las curvas de regresión, que permiten comparar la tendencia de los valores medidos, respecto de los indicadores de fondo propuesto por las fórmulas de cálculo correspondiente a la norma IRAM 4062 y de los valores determinados como máximos permisibles de acuerdo a la Ordenanza Nº13032/04, se ha utilizado un análisis de regresión lineal. Es importante destacar que las curvas de regresión calculadas, no tienen como objeto determinar un modelo predictivo para cada zona y para cada indicador, sino solamente mostrar

138


cualitativamente el comportamiento de los indicadores medidos a efectos de comparación con los calculados. 2.4 Análisis de datos

Las Figuras 2 y 3 muestran la representación de los puntos medidos para la Zona Céntrica (Micro y Macro Centro), tipificada como C1/C2 en el código de planeamiento urbano, para los horarios de referencia diurnos y nocturnos respectivamente. En la Figura 2, pueden observarse la representación de las curvas correspondientes a los indicadores medidos L90, L50 y Leq, superpuestas con los valores dados por la norma IRAM 4062 para el parámetro de comparación “ruido de fondo” (Lc) y el parámetro de ruido límite máximo propuesto para esta zona por la Ordenanza Nº 13032/04. Puede verse que el valor calculado como ruido de fondo dado por IRAM, muestra una tendencia a comportarse como un promedio del L90. Sin embargo, para una zona geográfica con una superficie de aproximadamente 2 por 1,2 Km se observan variaciones de alrededor de 9 dB en el ruido de fondo medido (L90), a partir de valores de 62 dB(A) para un flujo de 650 vehículos/hora hasta 71 dB(A) para alrededor de 2300 vehículos/hora. El valor correspondiente al límite máximo, (Valor Límite Día: 70 dB[A], Noche: 60 dB[A]), cruza la curva correspondiente al L50 medido, lo que muestra un comportamiento cercano al de un promedio estadístico. La Figura 3 muestra una conducta similar a la anterior. Es decir, todos los parámetros, tanto los medidos como los calculados, son coherentes con el comportamiento mostrado durante el horario diurno.

y = 0.0038x + 69.661R2 = 0.7718

y = 0.0056x + 57.367R2 = 0.8466

55

60

65

70

75

80

600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

2100 2200

2300

2400

VEHICULOS POR HORA

Leq dia L 90 dia Lc dia IRAM L50 diaVALOR LIM ITE Lineal (Lc dia IRAM ) Lineal (Leq dia) Lineal (L 90 dia)Lineal (L50 dia) Lineal (VALOR LIM ITE)

Figura 2: Zona Micro y Macro Centro (C1 y C2) horario diurno La representación de los parámetros descriptos para la zona tipificada como tipo R1 (Residencial Densidad Media Alta) según el código de planeamiento urbano, se muestra mediante las Figuras 4 (en correspondencia con el horario diurno) y 5 (para el horario nocturno). Se observa que durante el día, los valores calculados (tanto el ruido de fondo dado por IRAM como el valor propuesto como valor máximo admisible por la nueva Ordenanza) coinciden, respectivamente, con el mínimo y máximo del valor medido L90 al incrementarse el flujo vehicular.

139


y = 0.0158x + 65.185R2 = 0.6867

y = 0.0281x + 44.515R2 = 0.7292

40

45

50

55

60

65

70

75

80

50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650

VEHICULOS P OR HORALeq noche L 90 noche Lc noche IRAM L50 nocheVALOR LIMITE Lineal (Lc noche IRAM) Lineal (Leq noche) Lineal (L 90 noche)Lineal (L50 noche) Lineal (VALOR LIMITE)

Figura 3: Zona Micro y Macro Centro (C1 y C2) horario nocturno Esto muestra la tendencia de esta zona a comportarse como un área “céntrica”, debido a que posee una densidad de flujo vehicular de características similares a la zona anteriormente descripta. En el caso de la noche, el L90 se encuentra por debajo del valor calculado para todos los puntos. Este comportamiento muestra la propensión que tienen los valores medidos a disminuir mucho más que los calculados durante el día.

y = 0.0018x + 72.442R2 = 0.2943

y = 0.0093x + 53.671R2 = 0.7091

55

60

65

70

75

80

600 700 800 900 1000 1100 1200 1300

VEHICULOS POR HORA


Figura 4: Zona Residencial Densidad Media alta (R1) horario diurno

y = 0.0387x + 61.411R2 = 0.7136

y = 0.0176x + 44.547R2 = 0.1145

40

45

50

55

60

65

70

75

50 100 150 200 250

VEHICULOS POR HORA

Leq noche L 90 noche Lc noche IRAM L50 nocheVALOR LIM ITE Lineal (Lc noche IRAM ) Lineal (Leq noche) Lineal (L50 noche)Lineal (VALOR LIM ITE) Lineal (L 90 noche)

Figura 5: Zona Residencial Densidad Media alta (R1) horario nocturno La última zona analizada corresponde al tipo RM (zona residencial mixta) según el código de

140


planeamiento urbano, es decir, zona donde se compatibilizan las áreas de vivienda con la industria liviana y/o taller. En las Figuras 6 y 7 puede verse, para las situaciones diurnas y nocturnas respectivamente, que el valor fijado por la Ordenanza Nº 7604 en función de la norma IRAM 4062 como ruido de fondo, es mayor al Leq medido en las situaciones en que se presenta un bajo flujo vehicular. En este caso los niveles umbrales para la norma IRAM 4062 se presentan muy altos con respectos a los parámetros medidos para el ruido de fondo. Esta zona es la más conflictiva del punto de vista de la aplicación de las ordenanzas de ruido en función de sus características, es decir, convivencia de residencias con pequeñas industrias y aún en el caso de Bahía Blanca con una zona industrial lindera (Tipo I). También es interesante destacar, que en un mismo barrio con una superficie de aproximadamente 1,5 por 1,8 kilómetros, se obtienen diferencias de entre 10 y 15 dB para todos los indicadores medidos, para los puntos de menor tránsito comparados con los de mayor tránsito.

y = 0.024x + 59.677R2 = 0.3451

y = 0.0175x + 48.036R2 = 0.4157

40

45

50

55

60

65

70

75

80

0 100 200 300 400 500 600 700

V EHIC U LOS POR HOR A


Figura 6: Zona Residencial Mixta (RM) horario diurno

y = 0.1184x + 54.824R2 = 0.3028

y = -0,0341x + 48,852R2 = 0,0144

35

40

45

50

55

60

65

70

0 10 20 30 40 50 60 70 80 9

VEH IC ULOS P OR H OR A

0

Leq noche L 90 noche Lc noche IRAM L50 nocheVALOR LIM ITE Lineal (Lc noche IRAM ) Lineal (Leq noche) Lineal (L50 noche)Lineal (VALOR LIM ITE) Lineal (L 90 noche)

Figura 7: Zona Residencial Mixta (RM) horario nocturno 3. CONCLUSIONES

Las comparaciones entre niveles medidos y calculados permiten visualizar que coexisten en una misma zona diversas situaciones muy heterogéneas, que están influenciadas preponderantemente, por los efectos del tránsito. En algunos casos, los valores propuestos, o sea los valores de fondo calculados (IRAM 4062), resultan altos en función de los niveles de ruido reales que existen en el área (como por ejemplo la zona residencial mixta). En contraparte, pueden presentarse situaciones en que los valores

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máximos permisibles propuestos (O.M. Nº 13032/04) para evaluar la molestia producida por una fuente, son bajos respecto de los niveles existentes en la zona y que están afectados básicamente por el tráfico vehicular (por ejemplo la zona centro). La evaluación de la molestia, utilizando un único valor comparativo por zona, puede conducir a arbitrariedades que perjudiquen tanto a la comunidad como al generador del ruido, teniendo en cuenta las diferencias encontradas dentro de cada zona. Es evidente que sería imposible generar un valor comparativo para cada punto de una zona en particular, y la necesidad de englobar las características de un área con un único criterio, nos lleva al interrogante de si es posible determinar la molestia en cualquier punto con un único valor calculado y/o medido que represente los niveles de fondo o límites máximos y de no ser así, cual debiera ser el parámetro que objetivamente permita realizar esta comparación. La disponibilidad de algún criterio de comparación que tuviera en cuenta el tráfico vehicular, a través de correlaciones con adecuados modelos predictivos, permitiría caracterizar a cada zona considerando el tráfico vehicular, y no solo mediante un uso supuesto que puede conducir a la adopción de valores erróneos, si los comparamos con los niveles de ruido realmente existentes. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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IDENTIFICACIÓN DE FUENTES DE RUIDO EN AMBIENTES URBANOS INDUSTRIALES

Víctor H. Cortínez1, 2, Martín E. Sequeira1 y Marta C. Vidal1

1: Centro de Investigaciones en Mecánica Teórica y Aplicada Universidad Tecnológica Nacional (FRBB)

11 de Abril 461, 8000, Bahía Blanca 2: CONICET

E-mail: [email protected]

Palabras clave: Identificación, Ruido urbano, Ruido industrial, Fuentes sonoras Resumen. El ruido constituye un problema de interés creciente en las ciudades modernas. A los efectos de diseñar una estrategia de control para este tipo de contaminación, es necesario emplear un modelo matemático acústico adecuadamente calibrado a las particularidades del escenario bajo estudio. En particular, deben caracterizarse adecuadamente las fuentes que originan el ruido. En este trabajo se presenta un método inverso para determinar la localización y potencias acústicas de las fuentes de ruido, basado en la medición de niveles sonoros. El enfoque se aplica a una situación urbana-industrial mixta considerando efectos sonoros provenientes del flujo vehicular como así también de emplazamientos industriales. 1. INTRODUCCIÓN

En su sentido más amplio el ruido se define como sonido indeseable. En efecto, cuando la intensidad del sonido supera ciertos valores, puede provocar molestias y aún dolor en los seres humanos. Consecuentemente, el ruido es considerado un factor contaminante [1,2] que produce importantes pérdidas económicas. Los casos de compensación como resultado de lesiones auditivas implican demandas millonarias. En muchos casos también genera pérdidas en el valor de la propiedad, cuando ésta se halla en una zona con alta contaminación acústica (cercanía de aeropuertos o fábricas). Por tal motivo el control de este tipo de contaminación se ha convertido en un tema central en el planeamiento urbano. En general cualquier medida de control de ruido es precedida por un diagnóstico de la situación, lo que incluye un programa de medición y la evaluación de los resultados en base a criterios o legislación establecida, la que a su vez depende del tipo de situación considerada (ambientes urbanos; recintos de características especiales tales como bibliotecas, hospitales, teatros, escuelas, etc.; recintos industriales). Siguiendo a la etapa de diagnóstico, deben diseñarse los procedimientos de control de ruido que pueden involucrar acciones organizativas, legislativas o tecnológicas. En cualquier caso, como parte del diseño debe evaluarse el beneficio específico que se gana con la aplicación de una medida de control, con relación a su costo. Una de las tareas fundamentales para poder evaluar el efecto de una estrategia de mitigación acústica es la estimación del ambiente acústico una vez implementada la misma. Para ello es necesario formular un modelo matemático adecuado de la propagación acústica que esté correctamente calibrado a las condiciones del ambiente analizado [3]. Es decir, los resultados computacionales deben reproducir con suficiente precisión los valores obtenidos por medición directa. Los modelos teóricos esencialmente describen una relación entre los niveles sonoros en el ambiente urbano y las potencias de las fuentes generadoras. Entonces se hace necesario

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mailto:PrimerAutor@universidad.

Ruido en ambientes urbanos industriales Cortinez et al.

caracterizar estas últimas mediante procedimientos de medición adecuados. Dicha tarea no es simple debido a que en general existe un gran número de fuentes actuando en forma simultánea. Un enfoque habitualmente utilizado consiste en la realización de mediciones del campo acústico cercano a cada una de las fuentes, de tal manera de que el efecto de las fuentes alejadas sea despreciable. Sin embargo, no siempre es posible efectuar mediciones en regiones aledañas a las fuentes involucradas. En particular este es habitualmente el caso, cuando las fuentes de ruido provienen de la actividad industrial.

En este trabajo se presenta un método para la identificación de fuentes de ruido industrial que se basa en la realización de mediciones de niveles sonoros en puntos no necesariamente cercanos a las fuentes en cuestión. La metodología hace uso de la definición de una función objetivo que evalúa la diferencia entre los valores medidos y los valores que son estimados a través del modelo teórico de acuerdo a un criterio de mínimos cuadrados. Como estos últimos dependen de las características de las fuentes sonoras, cuando las mismas estén adecuadamente identificadas esta función objetivo será mínima (si bien teóricamente podría ser nula, deben considerarse los inevitables errores de medición y/o de modelación).

Entonces el problema de identificación puede ser formulado como uno de optimización matemática [4,5], siendo sus variables aquellas que caracterizan a las fuentes. En el presente trabajo se adoptan como variables de identificación, las coordenadas correspondientes a la ubicación de cada fuente sonora como así también su potencia acústica.

El problema de optimización resultante está caracterizado por la existencia de varios mínimos relativos, lo que dificulta la aplicación de enfoques clásicos, tales como aquellos basados en gradiente. Por tal motivo, se propone utilizar para este problema el método de “recocido simulado” [6]. Se trata de un enfoque que no requiere el cálculo del gradiente de la función objetivo.

En el presente artículo se aplica tal enfoque a la identificación de fuentes para calibrar el modelo acústico correspondiente a una zona poblada cercana a un emplazamiento industrial. Se plantea un modelo acústico simplificado, aunque razonable para la situación estudiada, a partir del cual se formula el mencionado problema de optimización.

Se muestra que el enfoque propuesto es simple en su utilización, y notablemente preciso aún considerando la existencia de errores de medición y/o de modelación.

2. MODELO ACÚSTICO

A los efectos de presentar la metodología propuesta se considera, a manera de ejemplo, una situación urbana típica consistente en la existencia de un barrio residencial, aledaño a una zona industrial, donde se han detectado niveles de presión sonora mayores a los admisibles (figura 1). El ruido en la zona tiene origen en el tráfico vehicular así como en la actividad industrial. Se han considerado 4 emplazamientos industriales con una fuente equivalente representativa de cada una de ellos. Las fuentes de ruido vehicular se han discriminado en principales (aquellas provenientes de las avenidas de ingreso/egreso al barrio) y secundarias (provenientes de las calles internas del barrio). La energía generada por las fuentes sonoras sufre atenuación al propagarse en el aire libre. Esta propagación es afectada por la atenuación a lo largo del camino de transmisión y es estimada a través de correcciones aditivas para la divergencia esférica, absorción del aire, reflexiones, efecto de la vegetación, efecto de la topografía del suelo, efecto de barreras y difracción en las propias instalaciones. La propagación externa también es afectada por variaciones en las condiciones atmosféricas, tales como la humedad relativa del aire y la temperatura [7,8]. En el caso particular del ruido proveniente del flujo vehicular, existe gran disparidad de criterios utilizados por los modelos de ruido de tráfico, los datos que requieren para funcionar y las

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limitaciones de cada uno. Esto se da principalmente por la diferencia de cada realidad regional, características del parque automotriz, tipos de camino, hábitos del conductor, etc [9]. En este trabajo se ha utilizado un modelo simplificado para la predicción del ruido proveniente de fuentes fijas (industrias) y móviles (parque automotor), considerando únicamente los efectos de divergencia esférica (fuentes omnidireccionales), atenuación debido la absorción del suelo y del aire en el camino de la propagación y niveles globales tanto en las potencias de las fuentes industriales como en los valores emitidos por el tráfico vehicular. Por lo tanto, para un receptor específico i, el nivel de presión sonora total, LP(industria)i , emitido y acumulado a partir de las m fuentes industriales es:

(1) ⎪⎩

⎪⎨⎧

⎭⎬⎫

= ∑=

m

j

Lpi

ijindustriaLP1

10/10log*10)(

divsueloairejij AAALwLp −−−= (2)

1000/* ijaire RA α= (3)

)*30017(*)/*2(8.4 ijijsuelo RRhmA +−= (4)

11log*20 += ijdiv RA (5)

donde Lpij representa el nivel de presión sonora en cada receptor i, a causa de la fuente j solamente; Lwj es el nivel de potencia sonora de cada fuente j; Rij es la distancia desde la fuente j hasta el receptor i; Aaire la atenuación resultante de la absorción del aire para una temperatura de 20 ºC, una humedad relativa en la atmosfera de 70% y una frecuencia predominante de 500 Hz; Asuelo la atenuación debida al suelo, siendo hm la altura media del camino de propagación por encima del suelo [para suelos planos hm=(hreceptor + hfuente)/2] y Adiv es la atenuación por divergencia esférica. Por otro lado, se ha considerado el ruido proveniente del flujo vehicular mediante un modelo predictivo para zonas urbanas basado en la medida de aforos de vehículos (medido en numero de vehículos por hora). En este modelo se obtiene el nivel sonoro equivalente mediante la ecuación [10]:

LddNNtraficppalLP WLi Δ++++= )/log(*10)8log(*101.35)( 0 (6) donde LP(traficppal)i representa el nivel de presión sonora equivalente en el receptor i debido al flujo vehicular en calles principales; NL es el flujo de vehículos ligeros (peso inferior a 4800 Kg); NW el flujo de vehículos pesados (peso superior a 4800 Kg) y motocicletas; d la distancia desde el receptor i al centro de la calzada; d0la distancia de referencia (1 metro) y ΔL representa correcciones que dependen de la velocidad media del trafico, de las reflexiones en las fachadas, del tipo de pavimento, de la pendiente de la calzada y de las condiciones de tráfico. La ecuación (6) presenta la ventaja de requerir solo de las medidas de flujos vehiculares, lo cual puede ser realizado por personal sin entrenamiento en acústica. Finalmente, considerado aditivamente las fuentes industriales fijas y las fuentes provenientes del flujo vehicular, se obtiene el siguiente modelo predictivo de ruido para ambientes urbanos industriales:

)101010log(*10)( 10/sec)(10/)(10/)( iii traficLPtraficppalLPindustriaLPitotalLP ++= (7)

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donde LP(traficsec)i representa el nivel de presión sonora en el receptor i debido al ruido generado por el tráfico vehicular dentro del barrio, es decir, en las calles secundarias (se adoptó un LP = 40 dB) y LP(total)i es el nivel de presión sonora total en el receptor i debido a todas las fuentes. 3. COMPROBACIÓN DEL MODELO

Para verificar la precisión del modelo matemático utilizado, correspondiente a la determinación de los niveles sonoros originados por fuentes fijas industriales, se realizó una comparación entre los niveles de presión sonora en cada uno de los receptores obtenidos mediante el software comercial SoundPlan [11] y los niveles sonoros calculados con la expresión (1). Se fijaron las 4 fuentes con sus correspondientes potencias sonoras, representando las fuentes industriales, y se determinaron 23 receptores ubicados de manera aleatoria dentro de la zona residencial. Se realizaron dos comparaciones entre el modelo simplificado propuesto y el programa Soundplan que pueden ser apreciadas en la Tablas 1 y 2. En la primera comparación no se consideró la existencia de edificaciones dentro del modelo de propagación de SoundPlan, es decir, no se tuvo en cuenta los efectos de difracción y reflexión durante el camino de propagación hacia los receptores. En la segunda comparación se tuvo en cuenta la existencia de las edificaciones en la modelación con SoundPlan suponiendo una altura de edificación de 6 metros.

Figura 1. Esquema de la situación analizada (Superficie aproximada de la zona: 4 km2). Puede observarse que la diferencia entre los resultados de ambos modelos es despreciable cuando no se considera la existencia de las edificaciones, mientras que se obtiene un error máximo del orden de los ±2 dB cuando se consideran las edificaciones, debido principalmente a los efectos de difracciones y reflexiones (que están contemplados en la simulación con SoundPlan). Este error es aceptable, sobre todo considerando que acontece en 4 de las 23 estaciones de medición, siendo despreciable la diferencia en los restantes puntos. 4. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA DE IDENTIFICACIÓN

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Para poder utilizar el modelo explicado con el propósito de realizar predicciones acústicas que permitan evaluar el efecto de estrategias de mitigación, se deben identificar en forma previa las fuentes que originan el campo acústico medido. Entonces, se pretende identificar las fuentes que originan estos incrementos de presión sonora (ubicación y niveles de potencias de las industrias), en aquellos casos donde no sea posible caracterizarlas correctamente mediante medición directa, considerando las fuentes adicionales debidas al tráfico vehicular.

Receptor Modelo SoundPlan Dif. Receptor Modelo SoundPlan Dif. 1 34,47 34,49 -0,02 13 24,23 24,26 -0,03 2 33,6 33,62 -0,02 14 29,31 29,33 -0,02 3 32,66 32,68 -0,02 15 26,82 26,84 -0,02 4 31,93 31,95 -0,02 16 28,6 28,62 -0,02 5 29,4 29,42 -0,02 17 27,91 27,93 -0,02 6 26,62 26,65 -0,03 18 27,27 27,29 -0,02 7 32,57 32,59 -0,02 19 26,91 26,94 -0,03 8 31,29 31,31 -0,02 20 26,2 26,22 -0,02 9 31,31 31,33 -0,02 21 25,51 25,53 -0,02

10 30,38 30,4 -0,02 22 21,58 21,61 -0,03 11 28,34 28,36 -0,02 23 24,04 24,07 -0,03 12 26,76 26,79 -0,03

Tabla 1. Comparación entre el modelo simplificado y SoundPlan para la situación planteada sin considerar las edificaciones (altura de receptores y de fuentes: 4 metros)

Receptor Modelo SoundPlan Dif. Receptor Modelo SoundPlan Dif.

1 34,47 34,49 -0,02 13 24,23 24,21 0,02 2 33,6 33,62 -0,02 14 29,31 29,07 0,24 3 32,66 32,68 -0,02 15 26,82 26,71 0,11 4 31,93 31,95 -0,02 16 28,6 28,61 -0,01 5 29,4 29,42 -0,02 17 27,91 25,85 2,06 6 26,62 26,65 -0,03 18 27,27 25,37 1,9 7 32,57 32,51 0,06 19 26,91 26,87 0,04 8 31,29 31,19 0,1 20 26,2 26,22 -0,02 9 31,31 31,33 -0,02 21 25,51 23,73 1,78

10 30,38 28,05 2,33 22 21,58 21,58 0 11 28,34 28,08 0,26 23 24,04 24,02 0,02 12 26,76 26,72 0,04

Tabla 2. Comparación entre el modelo simplificado y SoundPlan para la situación planteada considerando las edificaciones (altura de receptores y de fuentes: 4 metros).

El problema de identificación consiste en la determinación de las coordenadas y las potencias acústicas de las fuentes de tal manera que se minimice una función F que mide la diferencia, en un sentido de mínimos cuadrados, entre los valores medidos y los obtenidos teóricamente. Consecuentemente la función objetivo F se expresa de la siguiente manera:

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(8)

⎪⎪⎪

⎩

⎪⎪⎪

⎨

⎧

=≤≤

≤≤

−= ∑=

NFjyyy

xxx

LPLPF

jjj

jjj

N

imedidoiestimadoi

:1,maxmin

maxmin a sujeto

)(1

2][][

Siendo xj e yj coordenadas de la fuente j; NF en numero total de fuentes y N el numero total de receptores (se ha supuesto que la coordenada vertical z es conocida de un valor de 4 m). 5. METODO DE OPTIMIZACION

El método de “recocido simulado” (simulated annealing), SA, es una técnica heurística de optimización combinatoria basada en una generación aleatoria de soluciones factibles cuya principal característica es la de evitar convergencia local en problemas de gran escala [12]. El nombre de este método deriva de un proceso termodinámico de “annealing” o recocido, en el cual se somete un metal a una máxima temperatura de forma tal que se funda, luego se va disminuyendo la temperatura lentamente de manera que el metal fundido tienda a solidificarse hasta alcanzar un equilibrio térmico caracterizado por una energía mínima. Un esquema controlado de disminución de la temperatura evita defectos en el metal. En un problema de optimización estos algoritmos comienzan con una solución factible inicial X0 y generan sucesivamente a partir de ella nuevas soluciones que son aceptadas como soluciones actuales de acuerdo a un cierto criterio probabilístico definido como:

0<ΔCsi (9)

0>ΔCsi

⎪⎩

⎪⎨⎧

= Δ−

kTCi

eaceptarXP

1)(

donde k es un factor de escalamiento conocido como constante de Boltzmann, y T es el parámetro conocido como temperatura. )()( 1 ii XCXCC −=Δ +

A medida que el algoritmo avanza se va disminuyendo T de manera tal de disminuir la probabilidad de aceptar soluciones factibles que no produzcan una mejora en la función objetivo. En la figura 2 se presenta el algoritmo general de un método SA. El valor inicial T0, se debe determinar de manera de producir una alta aceptación de soluciones factibles propuestas. La función que determina y controla el descenso de la temperatura (paso 3 del algoritmo), juega un rol fundamental en la eficiencia del método. El esquema más utilizado por distintos autores es el esquema geométrico en el cual se disminuye la temperatura de acuerdo al siguiente criterio:

ii TT *1 α=+ con α ∈ (0,1) elegido de manera adecuada en general α ∈ (0.3,1) (10) Sin embargo, aún obteniendo buenas soluciones, el principal inconveniente que presentan estos algoritmos es el tiempo de ejecución necesario para obtener dichas soluciones. En algunos casos resultan más costosos que si se aplicara un método de resolución enumerativo [13]. En este trabajo presentamos una nueva estrategia [6] para disminuir la temperatura cuyo principal objetivo es establecer parámetros de manera de obtener un equilibrio entre el tiempo final de ejecución del algoritmo y el número de búsquedas que realice el mismo. La misma consiste en disminuir la temperatura de acuerdo al siguiente esquema:

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ii

ii xTT

TT

+=+ 11 y tomar para algún k )( kniter Ο= ∈ N (11)

Paso 1. Inicializar T0, X0 Paso 2. Repetir iter veces

2.1 Calcular X’ ∈ N(X) y evaluar el cambio en la función objetivo δ = f(X) - f(X’) 2.2 Decidir si X1 es aceptada

si δ < 0 ir a 2.3 sino

generar una variable random x ∈(0,1)

si x < expiTδ−

ir a 2.3

sino ir a 2.1

2.3 Aceptar X’ y actualizar información Paso 3. Disminuir Ti

Figura 2. Algoritmo SA. Con esta nueva propuesta se logra disminuir la temperatura más rápidamente al inicio del algoritmo. El efecto más importante de esto es evitar aceptar en un comienzo la mayoría de las soluciones factibles y en consecuencia reducir el elevado costo inicial que presenta la mayoría de estos algoritmos. La implementación de este nuevo esquema muestra una sorprendente efectividad del mismo, la misma está relacionada tanto con excelente calidad de las soluciones obtenidas como con la disminución substancial del tiempo de ejecución del algoritmo. 6. RESULTADOS NUMERICOS

El problema planteado, se resolvió mediante la aplicación del algoritmo SA descripto en la sección anterior. A continuación se muestra (tabla 3) un estudio comparativo aplicando dicha técnica con un esquema de enfriamiento distinto (geométrico), obteniendo un tiempo computacional de 80 segundos para el esquema geométrico y 53 segundos para el propuesto. Una vez identificados los valores de las coordenadas y las potencias acústicas de las fuentes, es posible reintroducir los mismos en la expresión (7) y calcular los valores de los niveles de presión sonora. Si el método de identificación es preciso, los valores teóricos deben ser muy similares a los medidos (eventualmente coincidentes). Esto permite verificar su eficiencia. Así en la Tabla 4 se muestra tal comparación. Es posible observar que el error máximo relativo es despreciable (1,029484 e-005).

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Valores Reales S.A. (geométrico) S.A. (Propuesto)

Fuentes X (m) Y (m) Pot. (dB) X (m) Y (m) Pot. (dB) X (m) Y (m) Pot. (dB)

1 58.5 848 100 54 842.5 100 55 843 100 2 320 740 95 318 730.5 95 318.5 734 95 3 708 270 110 701.5 265.15 110 704.5 265.45 110 4 997 389 85 951.5 341.5 86 954.5 342.5 85

Tabla 3. Comparación entre los distintos esquemas y los valores reales. Finalmente, se introdujo un error de medición (± 2 dB), de manera aleatoria, en los valores de los niveles de presión sonora en cada uno de los receptores, y se realizó una comparación entre las variables reales y aquellas estimadas por el método de identificación propuesto, obteniéndose un error máximo de 1 dB (tabla 5). 7. CONCLUSIONES

Se ha formulado, mediante un enfoque de optimización, un método simple y efectivo para la identificación de fuentes acústicas en aquellas condiciones donde, por diversos motivos, no se pueda caracterizar correctamente las fuentes sonoras, teniéndose en cuenta, además, los inevitables errores de medición. El problema de identificación resultante ha sido resuelto en forma exitosa mediante el método de SA modificado. La modificación realizada consiste en un nuevo esquema de enfriamiento, que mejora la velocidad de convergencia con respecto al enfoque clásico. A pesar de que solo se ha analizado un problema simplificado, esta metodología puede ser aplicada a situaciones más generales, empleando modelos acústicos computacionales más precisos que permitan considerar situaciones reales.

Tabla 4. Comparación de los niveles de presión sonora reales y estimados en los 23 receptores.

Receptor LP reales LP estimados Receptor LP reales LP

estimados

1 65.2018 65,2016 13 56.7779 56,7779 2 65.2366 65,2365 14 55.2710 55,2706 3 65.2748 65,2747 15 70.4464 70,4464 4 65.309 65,3089 16 54.5543 54,5539 5 65.7269 65,7269 17 56.5655 56,5653 6 71.5190 71,5190 18 59.1353 59,1352 7 55.6785 55,6776 19 57.3208 57,3207 8 56.3788 56,3782 20 56.1229 56,1227 9 54.4296 54,4287 21 65.1624 65,1624 10 55.4172 55,4166 22 53.0800 53,0799 11 58.9773 58,9772 23 65.2787 65,2787 12 70.4605 70,4605

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Tabla 5. Comparación entre las variables determinadas por el esquema propuesto y las variables reales, considerando un error de medición ( ± 2dB) en los

niveles de presión sonora de los receptores.

Valores Reales S.A. (Propuesto)

Fuentes x y Pot. x y Pot.

1 58.5 848 100 54 840.5 100 2 320 740 95 316 739.5 95 3 708 270 110 705 265.5 111 4 997 389 85 955 340.5 85

Agradecimientos: Este trabajo ha sido auspiciado por la Comisión de Investigaciones Científicas de la Provincia de Buenos Aires, Proyecto, 2006-2007, Estudio del nivel de la contaminación acústica en la ciudad de Bahía Blanca. La participación de M. Sequeira en este trabajo se ha llevado a cabo gracias a una beca de posgrado otorgada por la UTN REFERENCIAS

[1] A. González. Contaminación Sonora en Ambiente Urbano: Optimización del tiempo de muestreo en Montevideo y desarrollo de un modelo predictivo en un entorno atípico. Tesis de Doctorado, Universidad de la República. Montevideo, Uruguay, (2000). [2] Cyril M. Harris. Mc Graw Hill. Manual de Medidas Acústicas y Control del Ruido, (1995). [3] P. Giron, M. Sequeira, A. Azzurro y V. Cortinez. “Control de ruido industrial mediante un modelo computacional: estudio de caso”. Mecánica Computacional, Vol. XXIV, ENIEF, pp. 2325-2341, (2005). [4] V. Cortinez, M. Vidal y P. Girón. “Optimización de las condiciones acústicas en recintos industriales”. Mecánica Computacional, Vol. XXVI, ENIEF, pp. 59-73, (2007). [5] T. Lan y M. Chiu. ”Identification of Noise Sources in Factory’s Sound Field by Using Genetic Algorithm”, Applied Acoustics, In Press, (2007). [6] M. Vidal. Un procedimiento heurístico parta un problema de asignación cuadrática. Tesis de Magíster, Departamento de Matemática, Universidad Nacional del Sur, Bahía Blanca, Argentina, (2003). [7] L.L. Beranek. Noise and vibration control, McGraw-Hill, New Cork, (1971). [8] S. Gerges y P. Arenas. Fundamentos y control del ruido y vibraciones, NR Editora, Florianópolis, SC, Brasil, (2004). [9] OECD, Organization for Economic Cooperation and Development, Roadside noise abatement, Head of Publication Service, France, (1995). [10] J. Sanchez, J. Gonzalez, J. Arenas y V. Pobrete. “Modelo matemático para la medida del Leq en zonas urbanas de Chile”. Tecniacústica, Barcelona, pp. 233-236, (1996). [11] SoundPlan. Wins-User’s Manual: Technical Acoustics in SoundPlan, (2005). [12] R. Burkard y F. Rendl. “A thermodynamically Motivated Simulation Procedure for Combinatotial Optimization Problems”, European Journal of Operacional Research, 17, pp. 169-174, (1988). [13] M. Lundy y A. Mees. “Convergente of an Annealing Algorithm”, Mathematical programming 34, pp.111-124, (1986).

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INVESTIGACIÓN INTERDISCIPLINARIA SOBRE LA CONTAMINACIÓN SONORA EN LA CIUDAD DE CÓRDOBA

Mario R. Serra, Ana M. Verzini, Aldo H. Ortiz Skarp, Duilio A. Maza, Yanina Petiti,

Eduardo López Pereyra, Christian A. Henin

Centro de Investigación y Transferencia en Acústica Facultad Regional Córdoba,

Universidad Tecnológica Nacional [email protected]; [email protected]

Palabras clave: contaminación sonora, niveles de ruido, efectos del ruido Resumen: La presente investigación tiene como objetivo estudiar las condiciones actuales de contaminación sonora en la ciudad de Córdoba tanto desde la perspectiva física como de las psicológica y social. Se realizan mediciones de niveles sonoros conjuntamente con encuestas a los habitantes en barrios seleccionados. De este modo se obtienen por una parte distintos descriptores de ruido que permiten caracterizar el entorno sonoro y por la otra su evaluación subjetiva y efectos percibidos, así como distintas variables psicológicas y sociales de la muestra. Se estudiarán las relaciones entre las variables involucradas y se sentarán las bases para un modelo particular de reacción comunitaria al ruido. 1. INTRODUCCIÓN

La contaminación ambiental consiste en la presencia en el ambiente de uno o más agentes físicos, o cualquier combinación de ellos, que perjudiquen o molesten la vida, salud y el bienestar humano, flora y fauna, o degraden la calidad del aire, del agua, de la tierra, de los bienes, de los recursos de la nación en general o de particulares. Puede tener como origen a los fenómenos naturales o a la conducta del ser humano. La industrialización y la concentración de la población en las grandes ciudades han creado un sustancial aumento del ruido proveniente de diversas fuentes sonoras y en consecuencia también en la cantidad de población sometida al mismo dentro de sus propias viviendas. A este significativo incremento de los niveles acústicos producidos en el medio se le denomina contaminación sonora. En el marco de esta línea de trabajo desarrollada desde hace muchos años en el CINTRA en la Ciudad de Córdoba, las investigaciones interdisciplinarias previas realizadas [1], [2], [3] demostraron que: a) en varias de las zonas estudiadas los niveles sonoros excedían los internacionalmente aceptados, b) en la mayoría de los participantes los ruidos provenientes de la calle producían irritabilidad, diversos tipos de interferencias (concentración, comunicación, sueño, etc.) y que muchos de ellos utilizaban una serie de estrategias de afrontamiento, c) tanto en el caso de las personas más afectadas como en aquellas que a pesar de los altos niveles de ruido no se sentían perturbada, se pudo observar la influencia de variables moduladoras socio-demográficas, personales y ambientales, principalmente nivel educacional y socioeconómico, apoyo social, satisfacción con la vida, ansiedad y sensibilidad al ruido, d) tanto el nivel sonoro como las características de los ruidos influían en las respuestas, y e) que existía relación entre los niveles sonoros de las bajas frecuencias y los juicios subjetivos sobre los ruidos y también con sus efectos. Blomberg [4], afirma que el ruido es único entre los contaminantes, el único definido en términos, subjetivos, psicológicos (‘sonido no deseado’), mientras que, irónicamente, los expertos en ruido han trabajado, por mucho tiempo, casi exclusivamente en mediciones objetivas de presión sonora, potencia sonora, obteniendo índices tales como el Leq, Ldn, etc.

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Contaminación sonora en la Ciudad de Córdoba Serra et al.

Esta autora sugiere que entre la ciencia e ingeniería acústica y la psicología de la percepción del sonido en el contexto social, yace la verdadera naturaleza del ruido, sus causas y efectos. Ello implica que la problemática de la contaminación sonora debe ser estudiada con un abordaje interdisciplinario, dirigida a la higiene ambiental y específicamente a la prevención de los daños que produce el ruido. 2. OBJETIVOS

El objetivo general es estudiar las condiciones actuales de contaminación ambiental por ruido en la ciudad de Córdoba tanto desde la perspectiva física como psico-social, las interrelaciones entre las variables involucradas y su impacto sobre la salud y calidad de vida. Los objetivos específicos son: 1) Clasificar y categorizar a la ciudad a partir de variables funcionales y de mediciones de nivel sonoro; 2) Confeccionar, mediante software especializado mapas de ruido de zonas críticas; 3) Determinar: a) reacciones y efectos que produce el ruido sobre las personas; b) si existe relación entre los niveles de ruido y los distintos efectos y reacciones que produce; c) cuáles son las variables modificadoras de las reacciones y efectos: d) influencia de los procesos cognitivos en los efectos y las reacciones que produce el ruido; 4) Elaborar un modelo teórico de reacción comunitaria y otros efectos del ruido; 5) Determinar la influencia de los ruidos de muy bajas frecuencias en los juicios subjetivos y en los efectos del ruido. Se espera además, que mediante las relaciones entre las variables involucradas poder identificar a los grupos más vulnerables con relación a los efectos que causa el ruido 3. CONSIDERACIONES TEÓRICAS 3.1 Sonido, y ruido

El sonido es el primer medio para comunicarnos y sin él la continua transferencia de conocimientos del mundo que nos rodea casi desaparecería” [5] (pág. 3). Sin embargo, no siempre es posible utilizar satisfactoriamente las señales sonoras del entorno. Preis [6], propone considerar a la audición dentro del abordaje ambientalmente orientado Esto significa que la audición no debería ser modelada en una situación en la cual la persona está ubicada cara a cara con una fuente de sonido sino en una situación en la cual está “inmersa” en un conjunto sonoro comprendido de variadas señales que llegan de diferentes direcciones que conforman el espacio sonoro o ambiente sonoro. Hay dos configuraciones principales del ambiente sonoro. En una, las personas pueden elegir libremente un cierto sonido de entre otros sonidos que lo rodean y entonces más tarde puede cambiar su atención a otro sonido y repetir ese procedimiento a voluntad. En la otra, es diferente. Aunque la persona está expuesta a una multitud de sonidos, la libertad de elegir está virtualmente excluida. Una señal domina a las otras y de este modo su atención es absorbida a tal grado que no puede cambiarla hacia otra fuente. Se puede decir que la primera es típica de los ambientes naturales y la segunda de un ambiente sonoro distorsionado. La actividad perceptual que se desarrolla en un ambiente sonoro natural es un proceso de percepción normal, basado en la búsqueda y análisis de la señal elegida. En el ambiente sonoro distorsionado esa actividad es completamente diferente Carece de ciertos rasgos importantes de la percepción. No puede fijarse libremente en el objeto (sonido). Lo que tiene lugar no es una percepción sino una recepción. Es difícil que una persona que está expuesta

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a ruido intenso predominante con relación a las otras señales acústicas pueda dirigir su atención a otra señal que al ruido. El ruido puede ser definido desde diversas perspectivas. Desde el punto de vista físico, ruido es toda señal que no tiene una relación armónica entre sus componentes. Para la teoría de la información es todo sonido que no aporte información útil o deseada para el sujeto oyente. Enfocado desde la psicología es todo sonido no deseado, percibido como intromisión o interferencia o como ‘violencia acústica’ en casos extremos. Por lo tanto, un sonido asume el valor de ruido no sólo por sus específicas características acústicas, sino también por su interferencia en factores inherentes al sujeto oyente. Por su parte, ruido urbano es el compendio estadístico de niveles sonoros medidos en decibeles compensados A provenientes de todas las fuentes de ruido a que está sometido el habitante de los centros urbanos en su vida diaria, sean estas fijas o móviles. Según las “Guías para el ruido urbano” [7], “El ruido urbano (también denominado ruido ambiental, ruido residencial o ruido doméstico) se define como el ruido emitido por todas las fuentes sonoras a excepción de las áreas industriales. Las fuentes principales del ruido urbano son el tránsito automotor, ferroviario y aéreo, la construcción y obras públicas y el vecindario. Las principales fuentes de ruido en interiores son los sistemas de ventilación, máquinas de oficina, artefactos domésticos y vecinos. El ruido característico del vecindario proviene de locales, tales como restaurantes, cafeterías, discotecas, etc.; música en vivo o grabada; competencias deportivas (deportes motorizados), áreas de juegos, estacionamientos y animales domésticos, como el ladrido de los perros.” (pág..2). El ruido proveniente del tránsito vehicular varía según su volumen, tipos de vehículos que lo componen y su modo de operación. Una vez que el sonido ha sido generado, el campo sonoro resultante dependerá de las condiciones de propagación, afectadas por entidades geométricas tales como pantallas, obstáculos reflectivos (edificios u otras superficies) y algunas consideraciones menores tales como estado del pavimento, pendientes, etc. El espectro del ruido de tránsito es cambiante también en función de si el flujo vehicular es o no interrumpido por diversas razones (semáforos, lomos de burro, congestionamientos, etc.). A velocidades de ciudad, típicamente inferiores a 60 km/h, el ruido se caracteriza por una gran energía sonora en baja frecuencia, concentrada aproximadamente en la banda de octava de los 63 Hz. Esta característica es particularmente establecida en aquellas arterias urbanas con circulación de vehículos comerciales pesados con motores diesel. Lo opuesto ocurre en aquellas arterias de circulación rápida y fluida como avenidas de circunvalación y otras, en las que los espectros de ruido no contienen picos en bajas frecuencias ya que operan a velocidades más o menos constantes, apareciendo en algunos sectores urbanos, algunos componentes en alta frecuencia.Todos estos ejemplos muestran que las distintas variantes del ruido de tránsito pueden afectar el carácter del ruido percibido y por tanto su impacto en la vida de las personas. Adicionalmente a las características espectrales del ruido antes consideradas, el ruido de tránsito es claramente dependiente de su aspecto temporal. Esta escala temporal puede ser de corta duración como son los cambios relativamente rápidos de niveles sonoros por el paso de vehículos, así como la variabilidad temporal de niveles según horas del día, semanas o mayores. Se deduce claramente que una evaluación física debe tener en cuenta tanto las fluctuaciones de ruido en cortos como en largos períodos. 3.2 Efectos producidos por el ruido

Acorde a las Guías antes mencionadas, las consecuencias para la salud más difundidas, debidas a la contaminación sonora se refieren a problemas de molestia, auditivos, interferencia en la comunicación oral y el rendimiento, en las actividades, trastornos del sueño y del descanso, efectos sobre la salud psicofísica y sobre el comportamiento. Asimismo, estas Guías toman en cuenta a los grupos vulnerables y los efectos combinados de fuentes mixtas de ruido. Desagrado,

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molestia, enojo, frustración, contratiempo, pérdida de sueño o perturbación de las actividades cotidianas, son entre otros, los problemas más comunes producidos por la contaminación sonora. Se acuerda con Jong y Miedema [8] quienes dicen que el término ‘molestia’ es utilizado como un concepto central en el campo de los efectos ambientales. Citan a Guski et al. (1999) quienes puntualizan sobre la variedad de significados que les dan los diferentes expertos y que como consecuencia de ello surgen distintas definiciones y distintas opercionalizaciones del mismo. Continúan diciendo [8] que ëste ha sido identificado como el mayor impedimento para la acumulación de conocimientos en los relevamientos sociales acerca de las reacciones a diversos aspectos del ambiente. Es necesario, por lo tanto, cuando se trata de comparar estudios, conciliar la definición operacional de molestia así como de los otros términos utilizados. Los efectos del ruido sobre la salud han sido estudiados por distintos investigadores y también muy debatidos. La mayor parte de las investigaciones realizadas son de laboratorio y en ellas se ha encontrado, dependiendo de niveles y tipos de ruidos, problemas en el funcionamiento de los sistemas circulatorio, respiratorio, endocrino, inmunológico y en sistemas sensoriales especializados. También son de laboratorio la mayoría de los estudios relacionados con los efectos del ruido sobre el sueño y se han encontrado perturbaciones en algunos estadios del mismo. Esta es una de las quejas más comunes, descriptas como perturbadoras, intrusivas, desagradables, etc., durante la noche. El ruido es reconocido como productor de estrés, al que se define como la respuesta global y no específica del organismo que ocurre a nivel fisiológico ante un agente agresor. Las hormonas del estrés como la epinefrina, nor-epinefrina y cortisol pueden ser consideradas como indicadores del estrés y juegan un rol importante en el metabolismo de los organismos, actuando como bio-mensajeros y neurotransmisores en la regulación de las funciones autonómicas además de otras funciones fisiológicas. Son parte de un complicado sistema de mecanismos de retroalimentación que afectan la actividad del corazón, presión sanguínea, lípidos, glucosa, coagulación y viscosidad de la sangre, factores de riesgo para una serie de enfermedades del sistema circulatorio que deberían ser utilizados como indicadores en estudios epidemiológicos [9]. Este autor continúa diciendo que el riesgo potencial del ruido para la salud puede ser subestimado en los estudios epidemiológicos si no se tienen en cuenta los factores que modifican las reacciones tales como esfuerzo, disconfort, predictabilidad y controlabilidad del ruido, actitudes hacia el ruido y las interacciones con otros estresores, lo que ha sido demostrado en muchos trabajos. Babisch [10] afirma que los valores límite para ruido tienen que ser puestos en el rango entre bienestar social y físico - entre molestia y salud. Sostiene que como ejemplo están los estándares de ruido ambiental los que se refieren a las áreas en donde vive la gente como puramente residencial, comercial o mixta y que desde un punto de vista equitativo parecería difícil de entender que los estándares relativos a la salud sean diferentes para grupos diferentes de personas; mientras que con relación a molestia no es problema aceptar diferentes valores límites. En el mismo trabajo cita a B. Rohrmann (1993) quien afirma que los límites críticos para los estresores ambientales no pueden ser derivados de las ciencias empíricas sino que son bases sociopolíticas que dependen de un sistema que considere cuidadosamente a todos los grupos involucrados, y agrega que los valores límite son un acto normativo como resultado de consideraciones complejas acerca de beneficios, riesgos y costos. Mientras los objetivos de calidad en el extremo más bajo de la escala pueden ser mucho más flexibles, en el extremo más alto expresan la exposición más tolerable y por razones éticas deberían ser más exigentes [10]. Maschke et al. [11] hicieron una revisión de estudios relacionados con los parámetros fisiológicos que se modifican con el estrés producido por diferentes fuentes de ruido, sus duraciones y horas del día, señalando que coincidían en que la secreción de hormonas del estrés era elevada como resultado del ruido. Afirman los autores que si la exposición al ruido dura por un largo período se encuentran valores elevados de glucosa, colesterol, triglicéridos, fibrinogen y leucocitos. Consideran que la consistencia de los resultados de los estudios analizados “…indican claramente por una parte, una relación causal entre el ruido y el aumento de las

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hormonas del estrés, y por otra parte una relación causal entre el incremento a largo término de las hormonas del estrés y los clásicos factores de riesgo” (pág. 47). Esto implica una activación que se hace comprensible a través del concepto de estrés. El background biológico es la rápida disponibilidad de la energía cuando se necesita en caso de peligro o estrés y el órgano de la audición es considerado en la evolución humana un “órgano de alarma” (encomillado de los autores) que contrariamente al sentido de la vista, los oídos no pueden ser cerrados. La activación por medio de un sonido produce una reacción de estrés que prepara al organismo para requerimientos que no son habituales. Más conocidos son los efectos del ruido sobre el aparato auditivo. En el CINTRA estudios longitudinales [12] [13] con adolescentes mostraron que en el caso de oídos sensibles se produjeron daños en adolescentes de alrededor los 17/18 años por exposición a altos niveles sonoros durante sus actividades recreativas. Se debe resaltar, que no sólo interesan los efectos directos del ruido sobre la salud sino que la molestia, interferencia, disatisfacción, enojo, etc. –que cuando son reacciones extremas y/o prolongadas pueden producir o contribuir a problemas de salud tanto física como mental- son efectos importantes porque reducen la calidad de vida que, además, es un derecho de las personas. Es significativo que la OMS (Organización Mundial de la Salud) [7], en su definición de salud incluye no sólo ausencia de enfermedad sino también la presencia de bienestar que tiene relación directa con la calidad de vida. Finalmente, para reconocer los componentes sonoros que se presentan todos juntos conformando la mezcla que llega a nuestros oídos, el sistema auditivo debe, de alguna manera, crear descripciones individuales que se basan sólo en aquellos componentes del sonido que se han originado en el mismo evento ambiental [14]. Este autor (en 1990) denominó a este proceso “análisis de la escena auditiva” proceso mediante el cual toda la evidencia auditiva que proviene a través del tiempo, de una fuente sonora singular forma una unidad perceptual. El término “análisis de escena” fue utilizado primeramente para la visión cuando en una fotografía de una escena de complejidad normal, las partes visibles de un objeto singular son a veces discontinuas porque la visión del objeto por la cámara ha sido interrumpida por la presencia de otro objeto que se encuentra entre la cámara y el objeto de interés. El análisis de la escena auditiva es el proceso mediante el cual se toda la evidencia auditiva que llega de una fuente ambiental singular, a través del tiempo se reúne en una unidad perceptual. 4 MÉTODO

Mediante mediciones de corta duración se categorizaron distintas zonas de Ciudad de Córdoba utilizando criterios desde un punto de vista funcional y de niveles críticos de ruido 4.1 Equipamiento para las mediciones

- Medidor de nivel sonoro Brüel y Kjaer, clase “0”, Mod. 2231, equipado para mediciones estadísticas de ruido con módulo de la misma marca Mod. BZ 7115.

- Medidor de nivel sonoro Bruel y Kjaer, Clase 1 Mod.2238 - Medidor de nivel sonoro TES Clase 2 mod. 1353A - Analizador de de frecuencias en tiempo real, en bandas normalizadas de 1/1 oct., 1/3 de oct.,

1/12 de oct. y 1/24 de oct., marca Brüel & Kjaer Mod. 2144. - Estación para medición de parámetros meteorológicos, marca Solomat. - Medidor de distancia Láser Marca Trimble/ Spectra, Mod. HD- 150 - Fuente sonora de referencia marca Brüel y Kjaer, Mod. 4231. - CADNA A de la firma Datakustik 4.2 Muestra

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Estará integrada por todos las personas de ambos sexos de entre 21 y 70 años, residentes en las zonas de medición, que accedan voluntariamente a responder al cuestionario. 4.3 Técnicas de recolección de los datos

Para obtener información sobre las variables sociodemográficos, psico-sociales y de reacción a los ruidos se han construido cuestionarios en base a los resultados obtenidos en las investigaciones previas mencionadas como antecedentes de este estudio, cuyos ejes están centrados en: datos sociodemográficos, psico-sociales y personales (edad, sexo, nivel laboral y socioeconómico, sensibilidad al ruido, valores socio culturales, etc.), efectos y reacciones que produce el ruido, identificación y evaluación de fuentes de ruido, etc.Los datos obtenidos tanto de las mediciones físicas como la psico-sociales serán procesados mediante técnicas descriptivas e inferenciales. 5. ESTADO ACTUAL

- Se ha seleccionado la primera zona de trabajo - Se ha elaborado y se está probando el cuestionario para evaluar las respuestas de los

residentes de las zonas en estudio - Se efectuó una búsqueda bibliográfica de los tipos de softwares más utilizados para realizar

mapas de ruido encontrándose que los más accesibles eran el Sound Plan el LIMA y el CADNA. Se estudiaron los tres programas, y utilizando el Sound Plan se llevo a cabo el diseño de un proyecto de contaminación sonora en el área comprendida de la Universidad Tecnológica Regional Córdoba. Se procedió a cargar los datos relacionados con el área a evaluar haciendo uso de las opciones de Datos Geográficos (Data GEO) de la aplicación. Conjuntamente se definieron valores arbitrarios en niveles presión sonora y valores característicos (datos de geometría) de los diferentes objetos contaminantes presentes en el diseño implementado.

Finalmente a partir de la implementación de este ejemplo y del estudio los otros dos programas se adquirió el CADNA, el que será utilizado para esta investigación 6. SUBPROYECTO

La gravedad de los problemas ambientales demanda la intervención de la Psicología para estudiar cómo los procesos cognitivos, emocionales y motivacionales propician la aparición de conductas sustentables pro-ambientales. En el caso de la problemática de la contaminación sonora no se han encontrado, hasta el momento, bibliografía especializada. Es por ello que dentro de la presente investigación se ha elaborando un sub-proyecto de doctorado denominado “El Silencio del Ruido en la Salud: El Comportamiento Poblacional como Contribución a la Prevención del Ruido y a la Promoción de la Salud.” de la aspirante a beca de CONICET-ACC, Lic. Yanina I. Petiti. Sus objetivos son indagar sobre los conocimientos, creencias y conductas de la población con relación al ruido y en base a los resultados que se obtengan implementar un programa educativo para promover conductas pro-ambientales con relación a la contaminación por ruido ruido. REFERENCIAS [1] Serra, M. R., Frassoni, C., Verzini de Romera, A. M. & Biassoni de Serra, E. C. "An

Interdisciplinary study on urban noise pollution". The Internacional Journal of Environmental Studies,42,201-214 (1992).

[2] Verzini, A. M. & Biassoni, E. C., Serra, M. R. & Frassoni, C. "An Interndisciplinary Study on Urban noise Pollution. Part II". The Internacional Journal of Environmental Studies, Vol. 48 283-292 (1995).

[3] Verzini, A. M., Frassoni, C. y Ortiz, A. La contaminación ambiental por ruidos de muy

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bajas frecuencias: Un estudio de campo, Medio Ambiente y Comportamiento Humano. 2 (2), 21-38 (2002).

[4] Blomberg, L. The nature of noise in society. Conferencia invitada al 146th Meeting: Acoustical Society of America. J. Acoust. Soc. Am. Vol 115, No 5, Pt2 (2004).

[5] WHITE, F. A. Our Acoustic Environment. Wiley Interscience Publications, John Wiley & Sons, Inc. USA (1975).

[6] Preis, A. Environmental approach to noise. Contributions to Oldenburg Symposium on Psychological Acoustics. August Schick @ Maria Klatte Eds.1 Ed. Ooldemburg Bibliotheks und Information Systems der Carl von Ossietzky Universitat Oldemburg. 191-204. (1997).

[7] World Health Organization (WHO): Guidelines for comunity noise Edited by B. Berglund, T. Lindvall, D. H. Scwela, K.T. Goh, (2000).

[8] Jong, R. G. & Miedema, H. m. E. Improving insight in moderators of annoyance by pooling data. CD Proceedings of Metropolis 2000, Paris July, 4th-7th. G.Moser, E. Pol, Y. Bernard, M. Bonnes, J. Corraliza y M. V. Giulianni Eds. (2000).

[9] Babisch, W. Stress hormones in the research on cardiovascular effects of noise. Proceedings of the ICA 2001, San Diego, California USA (2001).

[10] Babisch, W. (2003) The noise/stress concept, risk assessment and research needs. Noise Pollution and Health Noise Research Network Publications, London, 67-76.

[11] Maschke, C., Rupp, T. & Hecht, K. The influence of stressors on biochemical reactions. International Journal of hygiene and environmental health, 203, 45-53 (2000).

[12] Serra, M. R., Biassoni, E. C., Richter, U., Minoldo, G., Franco, G., Abraham, S., Carignani, J. A., Joekes, S., y Yacci, M. R., (2005) Recreational noise exposure and its effects on the hearing of adolescents. Part I: An Interdisciplinary long-term study International Journal of Audiology, 44, 65-73.

[13] Biassoni, E. C., Serra, M. R., Richter, U., Joekes, S., Yacci, M. R., Carignani, J. A., Abraham, S., Minoldo, G. Y Franco, G. (2005) Recreational noise exposure and its effects on the hearing of adolescents. Part II Development of hearing disorders. International Journal of Audiology, 44, 74-85.

[14] Bregman, A. S. (1993) Auditory Scene Analysis: Hearing in Complex Environments. En “Thinking in Sound: The Cognitive Psychology of Human Audition”. Edited by S. McAdams & E. Bigand. CXlarendon Press, Oxford 10-36.

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CARACTERIZACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN SONORA EN EL MICROCENTRO DE LA CIUDAD DE MENDOZA

César. E. Boschi & Gabriel E. Muñoz Vargas

Laboratorio de Acústica y Sonido “Mario Guillermo Camín”, CEREDETEC, Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Mendoza.

[email protected], [email protected]

Palabras claves: Contaminación – Ruido – Tránsito vehicular – Sonido – Ecología.

Resumen: El presente trabajo pretende poner de manifiesto la problemática que representa el gran nivel de contaminación acústica debido al flujo vehicular en un área representativa del microcentro de la Cuidad de Mendoza. Se tomaron como punto de partida relevamientos ya efectuados por personal del Laboratorio de Acústica y Sonido “Mario Guillermo Camín”. Se elaboraron distintos mapas de ruido del área bajo estudio a fin de categorizar las zonas de mayor contaminación, para distintas franjas horarias utilizando metodologías estándares, propias, y normativas vigentes. Finalmente se exponen los resultados de un trabajo realizado en conjunto con la Municipalidad de la Ciudad de Mendoza, se enuncian conclusiones y se plantean recomendaciones y posibles soluciones.

1 INTRODUCCION El sonido es una sensación auditiva producida por ondas de presión generadas por el movimiento vibratorio de cuerpos, que se transmite por un medio elástico, normalmente el aire. Los sonidos se pueden clasificar de distintas maneras según el criterio que se siga. Atendiendo al criterio de la relación que guardan entre si los patrones que forman las ondas de presión, los sonidos se pueden clasificar en musicales o ruido. Si bien desde el punto de vista exclusivamente físico no hay distinción entre sonido y ruido, ciertos sonidos agradables clasificados generalmente como musicales, pueden convertirse en molestos cuando los niveles de presión sonora que alcanzan son excesivos. Desde el punto de vista de la contaminación sonora se define al ruido como todo sonido no deseado. Por tanto, vemos que la diferencia entre sonido agradable y sonido molesto depende tanto del nivel de presión sonora como de la respuesta subjetiva. En cualquier lugar existen ruidos procedentes de diferentes fuentes, unas próximas y otras lejanas; pueden llegar directamente desde sus fuentes generadoras o reflejados por superficies tales como edificaciones, aceras y/o calzadas. De acuerdo con lo expuesto, al ruido total asociado con un determinado entorno se lo llama ruido ambiental. En los conglomerados urbanos al ruido ambiental se lo denomina también ruido urbano, ruido residencial o ruido doméstico y se define como el ruido emitido por todas las fuentes presentes en dichos conglomerados a excepción de las industriales. A diferencia de otros contaminantes, el ruido no perdura ni se exporta; está localizado, y cesa cuando lo hace el emisor. Pero también es el primero que detecta el ser humano, casi instantáneamente, el que más perturba sin necesidad de acumulación, y el que más directamente afecta al bienestar. Las consecuencias de la contaminación acústica para la salud se describen según sus efectos específicos: deficiencia auditiva causada por el ruido; interferencia en la comunicación oral; trastorno del sueño y reposo; efectos psicofisiológicos, sobre la salud mental y el rendimiento; efectos sobre el comportamiento; e interferencia en actividades [1].

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Contaminación sonora en la Ciudad de Mendoza Boschi & Vargas

1.1 Conceptos Básicos La mayoría de los ruidos ambientales puede describirse mediante medidas sencillas. Una de las maneras de medir los niveles sonoros y por lo tanto los de ruido es a través de la unidad conocida como decibel (dB). El decibel es una unidad logarítmica, utilizada en diferentes disciplinas de la ciencia, que relaciona dos parámetros y en consecuencia es adimensional. En todos los casos se usa para comparar una cantidad con otra llamada de referencia. El decibel, planteado en principio como “magnitud de relación’’ de parámetros, puede utilizarse como “magnitud de medida” cuando a uno de los parámetros de referencia se le asigna un valor constante. En acústica, las relaciones que se encuentran con más frecuencia son variaciones de nivel de presión. La referencia que se utiliza es de 20 µPa. En consecuencia, los niveles de presión sonora expresados en decibeles se identifican como dB-SPL (Sound Pressure Level). A su vez a los decibeles se los afecta de diferentes curvas de ponderación según la aplicación. Los más comúnmente utilizados son: los decibeles A (dBA) y los decibeles C (dBC). Los decibeles C básicamente miden el sonido en cuanto a fenómeno físico. Los decibeles A, en cambio, miden la forma en que se lo percibe, así como su peligrosidad potencial para el oído.

Es interesante ilustrar con algunos ejemplos la escala A. En el campo, en silencio, se tienen unos 30 dBA. En el interior de una casa, de día, el nivel sonoro es de alrededor de 40 dBA. Una conversación normal corresponde a 60 dBA. Un automóvil en buenas condiciones pasando a baja velocidad, a unos 70 dBA. Un colectivo promedio, acelerando, emite ruidos de alrededor de 90 dBA. Un martillo neumático a 4 metros, alrededor de 100 dBA. Por último, un avión reactor despegando, medido desde el borde de la pista, corresponde a unos 120 dBA. A raíz de la definición logarítmica del decibel, los 80 dB que genera un camión no duplican los 40 dB que reinan en una biblioteca, sino que los centuplican. La causa principal de la polución sonora en las grandes ciudades es el tránsito vehicular. Contra la creencia general, los mayores responsables no son los tan denostados "escapes libres", sino los motores diesel. Cuatro ómnibus hacen más ruido que 100 autos. Una persona ubicada en una parada de transporte debe soportar un promedio de 80 dB y picos superiores a los 100 dB.

1.2 Legislación vigente Debido a la variedad de fuentes emisoras y a la cantidad de ruidos que estos trasmiten; la legislación vigente establece niveles máximos, a nivel Nacional el Decreto Nº 46.542/72 y a nivel Municipal la Ordenanza Nº 2976 de la Ciudad Capital de Mendoza [2]. La Ordenanza Nº 2976/13353/90 de la Ciudad de Mendoza, en el Título V, “Contaminación Sonora”, trata el tema de los ruidos, prohibiéndose “producir, causar, estimular, no impedir cuando fuere factible, o provocar ruidos vibraciones u oscilaciones, cualquiera sea su origen, cuando por razones de horario, lugar, calidad y/o grado de intensidad puedan ser calificados como ruidos molestos...” Se establece una serie de fuentes de ruido que se prohíben especialmente. Con respecto a las fuentes fijas, se utilizan los límites establecidos por la Norma IRAM 4062 sobre ruidos molestos al vecindario, así como el procedimiento de medición allí indicado. Con respecto al ruido emitido por vehículos automotores, se establecen límites por categorías de vehículos. (Ver Tabla 2). La Ordenanza contempla en su parte final medidas punitivas que involucran una detallada descripción de infracciones y sus correspondientes multas. No se proponen medidas de prevención. Los objetivos fundamentales de la lucha contra el ruido son desarrollar criterios para deducir los niveles seguros de exposición y promover la evaluación y control del ruido como parte de los programas de salud ambiental.

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Tabla 1. Decreto-Ordenanza Nº 46.542/72 - Niveles sonoros máximos en dBA.

Ruido Ambiente Picos Frecuentes (7 a 60/hora)

Picos escasos (1 a 6/hora)

Ámbito

noche día noche día noche día Hospital 35 dBA 45 dBA 45 dBA 50 dBA 55 dBA 55 dBA Vivienda 45 dBA 55 dBA 55 dBA 65 dBA 65 dBA 70 dBA Comercio 50 dBA 60 dBA 60 dBA 70 dBA 65 dBA 75 dBA Industria 55 dBA 65 dBA 60 dBA 75 dBA 70 dBA 80 dBA

Tabla 2. Valores máximos del ruido ocasionado por el escape y cualquier deficiencia para diversos tipos de vehículos, por encima de los cuales se consideran como ruidos excesivos. Tipo de vehículo Nivel máximo en dBA Motocicletas livianas; inclusive bicicletas, triciclos con motor acoplado (cilindrada hasta 50 cm3).

75

Motocicletas de 50 cm3 a 125 cm3 de cilindrada. 82 Motocicletas de 50 cm3 a 125 cm3 de cilindrada pero de 4 tiempos.

86

Automotores hasta 3500 kg de tara. 86 Automotores de más de 3500 kg de tara. 90

2 VALORACIÓN DEL RUIDO DE TRÁFICO DE VEHÍCULOS AUTOMÓVILES.

2.1 Consideraciones preliminares El ruido de los vehículos automotores es en general una superposición de tres tipos de ruido de orígenes bien diferenciados: a) el ruido de propulsión (el motor, la transmisión y el sistema de escape asociado); b) el ruido de rodadura entre las cubiertas y la calzada; y c) el ruido aerodinámico. A velocidades por encima de 80 km/h el ruido aerodinámico se vuelve muy importante, ya que la potencia de ruido aerodinámico crece con una potencia elevada (entre 4 y 8) de la velocidad. Por debajo de 50 km/h, en general predomina el ruido del motor. Sin embargo, y especialmente en el caso de los automóviles más nuevos, el silenciador de escape es tan efectivo que aún a velocidades tan bajas como 40 km/h sigue predominando el ruido de rodadura. Según distintas legislaciones internacionales y nacionales se marcan ciertos niveles máximos [2], [4], que no deben superarse, con rangos desde los 80 a los 90 dBA para coches y de 70 a 80 dBA para motocicletas. El nivel de presión sonora media varía con la distancia a la fuente de emisión y debería disminuir en 3 dB, si se considera una fuente lineal, cada vez que se dobla esa distancia. Experimentalmente se ha podido comprobar que en terreno llano y libre de obstáculos, la atenuación con la distancia es mayor de 3 dB, esto es consecuencia de una atenuación adicional debida al poder de absorción del suelo, así como a los fenómenos de refracción, difusión, condiciones meteorológicas y a la absorción del aire [3]. En zona urbana, la presencia continua de edificios a ambos lados de la vía refuerza el sonido, debido a las reflexiones que se producen entre las fachadas de los edificios. El ancho de la vía, el tipo de fachada, dimensiones de las aceras, etc., permiten obtener unos valores de la variación del nivel de presión sonora con estos parámetros. Se ha comprobado que en vías con edificios a ambos lados, el nivel de presión es sensiblemente independiente de la altura del punto de observación, mientras que cuando los edificios están a un lado de la vía, el nivel de presión disminuye con la altura.

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Otro factor a tener en cuenta en este estudio es el registro de la velocidad del viento, se fija en un valor de 5 m/s como límite máximo, debido a que a velocidad mayor este magnifica el ruido de fondo en los aparatos de medición.

2.2 Metodología A los fines de alcanzar los objetivos propuestos se tomaron como punto de partida relevamientos ya efectuados por personal del Laboratorio de Acústica y Sonido “Mario Guillermo Camín” [5], en donde se midieron 50 puntos distribuidos uniformemente en un área del microcentro de la Ciudad de Mendoza comprendido entre las calles Perú al oeste, San Martín al este, Las Heras al norte y Colón al sur.

2.2.1 Descripción general El procedimiento que se siguió para determinar los niveles sonoros de base se puede resumir como sigue:

• Identificación de puntos aptos para efectuar las mediciones en el entorno de las áreas bajo estudio y que sean representativos de la situación predominante.

• Calibración del Medidor de Nivel Sonoro. • Medición y registro, en los puntos seleccionados, de los Niveles de presión Sonora. • Sistematización de los registros obtenidos. • Cálculo para cada punto de los siguientes indicadores de ruido ambiental:

- Nivel Sonoro Continuo Equivalente, Leq - Niveles Percentiles L10, L50, L90 y Moda - Nivel Mínimo, Lmin - Nivel Máximo, Lmax

• Comprobación de la velocidad del viento antes de realizar cualquier medición. • Relevamiento del flujo vehicular.

2.2.2 Franjas Horarias

Se establecieron las siguientes franjas horarias: • Franja horaria Matutina de 8 a 12 hs. • Franja horaria Vespertina de 16 a 19 hs. • Franja horaria Nocturna de 21 a 23 hs.

2.2.3 Sistematización y cálculo de indicadores de niveles sonoros A partir de los valores registrados según el procedimiento indicado en el punto anterior se obtuvieron los siguientes indicadores:

• Leq: es el Nivel Sonoro Continuo Equivalente, representa el nivel en dB(A) de un ruido hipotético constante correspondiente a la misma cantidad de energía acústica que el ruido real considerado en un punto determinado, y durante un periodo de tiempo preestablecido.

• L10: es el Nivel Sonoro, en dB(A), que se sobrepasa durante el 10% del tiempo de la medición.

• L50: es el Nivel Sonoro medio, en dB(A). • L90: es el Nivel Sonoro, en dB(A), que se sobrepasa durante el 90% del tiempo de la

medición.

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• Moda: es el Nivel Sonoro más frecuente, en dB(A), durante el 100% del tiempo de la medición.

• Lmin: Es el mínimo nivel Sonoro, en dB(A), obtenido en el período de medición. • Lmax: Es el máximo nivel Sonoro, en dB(A), obtenido en el período de medición. • DISP: es un parámetro que representa la dispersión de los valores leídos alrededor del

valor medio. • VAR: es un parámetro que representa la variancia de los valores leídos alrededor del

valor medio. Para lo cual se aplicaron las fórmulas indicadas en la bibliografía especializada [6], a saber:

L50 = Promedio de los valores registrados L10 = L50 + 1,28 σ L90 = L50 - 1,28 σ

2.3 Procedimiento de medición El procedimiento de medición consistió en sesiones programadas inicialmente, y acordes a los puntos a tener en cuenta para el estudio. Se tomaron 90 lecturas cada 10 segundos durante lapsos de 15 minutos, en condiciones de viento por debajo del límite tolerable, y se indicaron en tablas los registros del tránsito, según la categorización dada en la Tabla 3. Además se registró la hora de inicio de la medición, la distancia y altura a la fuente de emisión. (Ver Figura 1 y Figura 2). Todas las sesiones de medición se efectuaron en días laborales.

Tabla 3. Caracterización del tránsito. Categoría Características Divisiones Liviano Dos ejes, dos y cuatro ruedas Motocicletas

Automóviles Medio Dos ejes y cuatro ruedas Camionetas Pesado Más de dos ejes o dos ruedas por eje Camiones

Ómnibus

Para la metodología de medición, fueron adoptadas recomendaciones de la normas, en lo referido a la disposición de los equipos en el lugar de la medición y consideración de las condiciones climáticas [7]. Todas las mediciones se realizaron en posiciones separadas al menos 1-2 m de las superficies reflectantes y 1,20 m del suelo, se calibró el Medidor de Nivel Sonoro y colocó el aparato con el filtro de ponderación "A" , en respuesta lenta y en el intervalo 30 – 130 dBA.

Figura 1. Ubicación de la “estación”, corte.

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Figura 2. Ubicación de la “estación”, planta.

Para velocidades de viento mayores de 3 metros por segundo y hasta el límite tolerable (5 m/s), se protegió al micrófono utilizando el accesorio para tal fin, con el propósito de evitar un aumento ficticio de los niveles medidos. Las mediciones se efectuaron en la mitad de las cuadras con el equipo ubicado en la vereda y el micrófono dirigido hacia la vereda opuesta. Se procuró que la ubicación de las estaciones, correspondiera a veredas despejadas de objetos que pudieran interferir en la medición tales como vehículos estacionados, carteles publicitarios, señales de tránsito, etc.

3 INSTRUMENTAL Y ELEMENTOS UTILIZADOS Se utilizó el siguiente equipamiento para cumplir con el objetivo propuesto:

• Medidor de Nivel Sonoro portátil "Extech Instruments" Modelo 407762 - Nº de Serie 990104198. Este instrumento está diseñado de acuerdo a la norma IEC651 tipo 2, ANSI S1.4 Tipo2, para mediciones de campo, con las siguientes características:

- Rangos desde 30 dB a 130 dB a frecuencias entre 20 Hz y 8 Khz - Display LCD de cuatro dígitos con una resolución de 0,1 dB. - Con dos filtros de ponderación de niveles de presión sonora, A y C. - Interfase RS232 para descargar datos a una P.C. - Capacidad de almacenamiento no - volátil de hasta 4048 muestras. - Pantalla antiviento. - Trípode.

• Calibrador Acústico "Extech Instruments" para Medidor de Nivel Sonoro Modelo 407769 - Nº de Serie 010513264. Este instrumento está diseñado de acuerdo a la norma IEC942 tipo 2, ANSI S1.40 - 1984, con las siguientes características:

- Rangos de calibración para 94 dB y 114 dB con un tono de 1 Khz.

4 REPRESENTACIÓN DE LOS RESULTADOS. Posteriormente se seleccionaron 10 puntos de medición considerados representativos de la situación y con ellos se elaboraron mapas de ruido para las distintas franjas horarias.

166


A continuación se presentan en un plano de la zona considerada los valores del Nivel Sonoro Continuo Equivalente.

Figura 3. Mediciones matutinas.

Figura 4. Mediciones vespertinas.

167


Figura 5. Mediciones nocturnas

5 ESTUDIO PARTICULAR DE LOS PUNTOS MÁS CONFLICTIVOS

En el marco del Convenio firmado con la Municipalidad de la Ciudad de Mendoza, se realizó posteriormente un estudio restringido a ciertas calles consideradas como muy contaminadas desde el punto de vista acústico [8]. En dicho estudio se realizó una discriminación mayor de horarios, a saber:

• Franja horaria de 8 a 10 hs. • Franja horaria de 12 a 14 hs. • Franja horaria de 16 a 18 hs. • Franja horaria de 20 a 22 hs.

El estudio antes referido abarcó un área mayor a la del microcentro, pero a los fines de obtener conclusiones se tomaron de él solo los puntos que estaban dentro del área bajo estudio en este trabajo. En particular se eligieron las calles Patricias Mendocinas, cuyo sentido de circulación es de norte a sur y Colón, cuyo sentido de circulación es de este a oeste por ser las más contaminadas. La causa de esto es que por la primera se derivan los recorridos de gran parte de las líneas de transporte público de pasajeros y la segunda es una de las vías principales de ingreso a la Ciudad desde el este, siendo continuación de Av. Vicente Zapata y esta a su vez del Acceso Este.

5.1 Representación de los resultados

Las Figuras 6 a 8 muestran los principales resultados del monitoreo.

168


Figura 6. Mediciones de 08:00 a 10:00 hs.


169




6 CONCLUSIONES Como puede observarse en los mapas de ruido precedentes, los niveles sonoros en ciertas arterias del microcentro se mantienen aproximadamente constantes a lo largo de distintas franjas horarias del día y de distintas épocas. Dichos niveles están muy por encima de los recomendados por la Organización Mundial de la Salud, que establece topes máximos ideales de 55 dB para horarios diurnos y 45 dB para horarios nocturnos para las zonas urbanas. Los niveles de emisión sonora que se dan en algunas zonas de la Capital debido al flujo vehicular ponen de manifiesto la necesidad de tomar medidas de precaución. Estas medidas, pueden contemplar la aplicación de nuevos materiales de construcción, tales como pavimentos especiales reductores del ruido de rodadura, el aislamiento de las zonas más castigadas con barreras acústicas, como así también el control periódico y sistemático del estado de mantenimiento del parque automotor que circula

170


por la Ciudad de Mendoza. Por otro lado, se recomienda la medición periódica del ruido de tránsito en las zonas de ingreso al microcentro y finalmente el desarrollo de un modelo matemático con el cual, se pueda predecir el ruido del tránsito, y sirva como herramienta de prevención.

7 REFERENCIAS [1] Prevention of noise-induced hearing loss: report of an informal consultation held at the

World Health Organization, Genova, on 28-30 October 1997. [2] Ordenanza Nº 2976/13353/90, Instrumentando medios tendientes a prevenir la

contaminación ambiental en el ejido de la ciudad de Mendoza, Mendoza, 3/12/1990. [3] ISO 9613-2, Acoustics – Attenuation of sound during propagation outdoors – Part 2:

General method of calculation, Genève, Suiza, 1994. [4] Ambiente Consultores, Informe Final: Elaboración de Propuesta de Normativa para la

Regulación de la Contaminación Acústica generada por Carreteras y Autopistas, Chile; Diciembre 2001.

[5] César Boschi y Gabriel Muñoz Vargas: “Medición de la Contaminación Sonora en la Ciudad de Mendoza”, en el Libro “Desarrollo e Investigaciones Científico-Tecnológicas en Ingeniería”. Pags. 235 - 242. Septiembre 2005. ISBN 987 - 43 - 9997 – X

[6] Recuero López, M.;”Ingeniería Acústica”, Cap. XIII, Ed. Paraninfo, Madrid, 1994. [7] Miyara, F, TRANSRUIDO: Simulación Digital del Ruido del Tránsito Urbano, Primer

Provial Urbano, Rosario, Argentina, Abril de 1998. [8] Gabriel Muñoz Vargas y Leonardo Gutiérrez: “Medición de los niveles de emisión sonora

en la Ciudad de Mendoza”, Informe Municipalidad de la Ciudad de Mendoza – Laboratorio de Acústica y Sonido “Mario Guillermo Camín”, UTN-FRM; Diciembre 2007.

171


172


ESTUDIO DE LA CONTAMINACIÓN POR RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS NO IONIZANTES

Néstor H. Mata1,2, Patricia N. Baldini1,3 y Christian L. Galasso1,3

1: Grupo de Estudio de Bioingeniería - Departamento de Electrónica Facultad Regional Bahía Blanca

Universidad Tecnológica Nacional 2: e-mail: [email protected], web: http:www.frbb.utn.edu.ar/electronica/grupo-

investigacion/gebi.html

3: e-mail: [email protected], [email protected]

Palabras clave: Contaminación Electromagnética –Radiaciones no-ionizantes- Mapa de Densidad de Potencia, Principio Preventivo, Modelo de densidad de potencia, Radiofrecuencias.

Resumen. En este trabajo se presenta una herramienta computacional para la determinación en ambientes abiertos de los niveles de radiación electromagnética en la banda de las radiofrecuencias, propias de las comunicaciones inalámbricas. El algoritmo implementado calcula la densidad de potencia a partir de los parámetros de antenas y sus diagramas de radiación y constituye una primera aproximación conducente a la sectorización de Bahía Blanca en función de los niveles obtenidos para un posterior análisis con modelos mas detallados en los sitios donde pudieran registrarse valores potencialmente riesgosos para la población. Se realiza la validación del modelo para el caso de un solo emisor.

1. INTRODUCCIÓN

Debido a la elevada proliferación de sistemas y equipos de comunicación inalámbricos de los últimos años, y la incertidumbre que existe entorno a ellos respecto a potenciales efectos nocivos sobre el medio ambiente y, específicamente sobre la salud humana, resulta necesario desarrollar herramientas tecnológicas que posibiliten definir políticas de planificación y control que protejan a la población [1], [2]. Los organismos vivos se hallan sometidos diariamente en los ambientes urbanos a las radiaciones electromagnéticas causadas por las emisiones de las antenas de los sistemas de comunicación. Los niveles de exposición resultan variables dependiendo de la distancia a las fuentes, la presencia de estructuras pasivas que intensifican o reducen las amplitudes de las ondas, la posición relativa a la orientación de la antena, entre otros factores [3],[4]. Las radiaciones de microondas pulsadas de baja intensidad pueden interferir los campos electromagnéticos intrínsecos de las estructuras biológicas de los seres vivos y producir respuestas anómalas en “ventanas” de frecuencia específicas, que resultan fuertemente dependientes de las intensidades y los tiempos de exposición. Numerosas investigaciones han reportado efectos nocivos a nivel molecular, celular [4],[6],[7],[8] de procesos inmunes y sobre los sistemas nervioso, endocrino, reproductivo [5],[9],[10],[11]; alteraciones del sueño, el ritmo cardíaco y la permeabilidad de la barrera sangre-cerebro [12],[13],[14],[15]. De todos modos, pese a ser un tema ampliamente estudiado desde hace años, muchos de los resultados no son concluyentes debido a la complejidad de las interacciones y a que las relaciones dosis-respuesta resultan altamente no lineales. Esto implica que aún es objeto de estudio permanente. Ya que las mediciones directas representan costos muy elevados además de insumir mucho tiempo cuando se trata de regiones de grandes dimensiones, la alternativa inmediata resulta la predicción basada en modelos. En particular, los modelos simplificados proporcionan una primera estimación que permiten justificar la necesidad de un análisis detallado en sectores

173

mailto:[email protected].

mailto:[email protected].

Contaminación por radiaciones no ionizantes Matta et al.

reducidos que, de otro modo, serían poco viables por el nivel de cómputo que insumen. Los resultados presentados se consideran un primer paso en el marco de un proyecto para la determinación mediante simulación de los niveles de radiación electromagnética sobre el mapa geográfico de la ciudad de Bahía Blanca.

2. CONSIDERACIONES GENERALES

El campo electromagnético radiado por una antena se constituye de varias componentes de campo eléctrico y magnético que se atenúan en función de la distancia radial medida a partir del emisor. De acuerdo a las componentes predominantes se distinguen tres regiones espaciales denominadas campo cercano radiante o inductivo, campo cercano reactivo o cuasi-estático y campo lejano o de radiación. En esta última los campos exhiben comportamiento predominantemente de onda plana caracterizadas por campos eléctrico y magnético transversales y en fase, con amplitudes relacionadas por una constante. La condición universalmente aceptada para asumir campo lejano para el caso en que la longitud de onda central de la banda de operación resulta mucho menor que la máxima dimensión lineal de la antena es:

λ

2

2 Dr ≥ (1)

donde r es la distancia radial desde la fuente, D es la máxima dimensión lineal de la antena y λ la longitud de onda y λ << D [3],[16],[17],[18]; si esta última condición no se verifica, se utiliza:

λ10>r (2)

En esta región las características de la antena se representan gráficamente mediante los patrones de radiación. Estos diagramas describen la variación angular en torno a la antena del nivel de radiación a una distancia radial fija de la misma. .

Figura 1: antena típica de estaciones base para comunicaciones celulares

En las antenas de comunicaciones celulares las frecuencias de las radiaciones rondan entre 800 MHz y 2,2 GHz; las cuales son pulsadas con bajas frecuencias (GSM). La máxima dimensión para dichos modelos (figura 1) es de 1300 mm por lo que la distancia mínima para la condición de campo lejano resulta ser 20 m .Considerando que la altura de la torre suele ser mayor a los 20 m, se puede aplicar el concepto de campo lejano sin incurrir en errores significativos [3]. En las antenas de comunicaciones punto a punto las frecuencias de las radiaciones rondan entre 5 GHz y 8 GHz esto hace que a pocos cm de la misma ya podamos aplicar campo lejano para los cálculos

174


La densidad de potencia en el caso considerado se expresa mediante la ecuación [17],[18]

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡= 224 cm

mWr

r

G.PS

π (3)

donde: S es la densidad de potencia de radiación, Pr es la potencia de la fuente y G la ganancia de la antena dependiente de las coordenadas angulares y referida a la antena isótropa.

3. DESARROLLO DEL ALGORITMO

El algoritmo de predicción fue desarrollado sobre la plataforma de Matlab tomando como base el modelo de densidad de potencia en ambientes abiertos y a partir de los diagramas de radiación de los diferentes tipos de antenas así como también la interfase para adaptar los datos proporcionados por los fabricantes a la base de datos requerida en los cálculos.

3.1.Criterios

Se trabajó bajo la suposición de campo lejano, es decir, considerando los campos en fase . En los puntos donde coexisten radiaciones generadas por diferentes fuentes los efectos se consideran aditivos tendiendo a la situación de peor caso por estar enfocados en la detección de zonas de riesgo potencial para la salud bajo el principio precautorio.

3.2. Introducción de los datos

En primer lugar es necesario introducir los datos de los diagramas de radiación de las antenas incluidas en la zona de análisis. Se genera un archivo con los parámetros necesarios para el cálculo tales como la altura de la torre, localización y orientación de la antena, potencia emitida, ganancia máxima y el diagrama de ganancias horizontal o azimutal y vertical o inclinacional. Se optó para el proyecto por el formato de archivo “.txt”, ya que se dispone de herramientas para manejarlos con relativa facilidad y representa un formato de uso general. Fue necesario desarrollar un programa para adecuar la información provista por los fabricantes a la configuración adoptada debido a que, para diferentes tipos de antenas, no presentan uniformidad en cuanto al formato y el espaciado utilizado para registrar los valores de las ganancias.

3.3. Implementación del modelo

El algoritmo genera un barrido angular de la zona de dimensiones variables donde se encuentra ubicada la o las antenas y calcula punto a punto la densidad de potencia tomando la información del archivo de datos cargado previamente. La dimensión máxima de la matriz de almacenamiento es la que determina la definición del mapa calculado. Para incrementar la precisión es necesario reducir el tamaño de la región geográfica seleccionada. Como la información disponible está basada en un sistema de coordenadas esférico centrado en cada emisor, resulta necesario adaptarlo a un nuevo sistema de referencia cartesiano para cada sector elegido. Se implementó con ese fin un algoritmo que en base a las coordenadas rectangulares detecta el cuadrante y calcula la corrección pertinente. El modelo considera la fórmula de densidad de potencia presentada en la sección 2 modificada para incluir la ganancia de la antena en las dos direcciones angulares asociadas con el sistema de coordenadas esféricas con referencia en la fuente (figura 2), cuya expresión resulta:

175


20

4 r)(G)(GP

),,r(S inazdB

πθφ

θφ = (4)

Se desarrolló la ecuación para obtener una expresión en función de datos conocidos, hasta obtener la expresión final que se implementó en el algoritmo del programa:

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡+

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡ ++

=

−

2

01

3

4

1010

cmmW

)tan(r

hh

)(G)(GPlog

.),,r(Ss

inazdB

s

θπ

θφ

θφ

(5)

Donde: P0dB es la potencia de salida de TX menos las pérdidas en el Duplexer y en el cable; Gaz es la ganancia azimutal (horizontal) y Gin es la ganancia inclinacional (vertical).

Figura 2: Cálculo de la distancia r en función de rs.

El programa calcula una matriz que representa la densidad de potencia en el área previamente definida y presenta los resultados gráficamente.

4. RESULTADOS

4.1. Calculo para una antena individual

El siguiente cálculo fue realizado para una antena de comunicaciones celulares ubicada a escasos metros de la Escuela Nº63 “PERITO FRANCISCO P. MORENO” la cuál opera a una frecuencia de aproximadamente 2 [GHz] y cuyos diagramas de ganancia se muestran en la figura 3.

176


Figura 3: Diagramas de ganancia horizontal y vertical, y foto de la antena.

Con los datos de ganancia brindados por la empresa proveedora de la antena se alimentó el algoritmo y se obtuvo el diagrama de irradiación de la figura 4, a una altura de 1 m sobre el suelo.

Figura 4: Diagrama de densidad de potencia irradiada sobre un plano a 1 m de altura.

4.3. Calculo para una antena de microondas

Se realizó el cálculo de densidad de potencia para una de las antenas de un enlace punto a punto, la cuál opera a una frecuencia entre 7,125 y 7,750 [GHz], Potencia máxima de canal de 0,2 Watts, 23 dBm, emplazada a una altura 30 mts y cuyos diagramas de radiación se presentan en la figura 5:

177


Figura 5: Diagramas de ganancia horizontal y vertical, rechazo de polarización cruzada y foto de la antena.

Se obtuvo el diagrama que se muestra en la figura 6 para una altura de 2 metros sobre el nivel del suelo. Puede observarse que la radiación resulta altamente direccional.

4.4.Validación del modelo para antena de comunicación celular

Se procedió a realizar las mediciones pertinentes teniendo en cuenta las reglamentaciones vigentes y con supervisión de personal altamente especializado, en el sector donde se halla instalada la antena. La misma se hizo a una altura de 1 m sobre el nivel del suelo por ser la altura media de la población estudiantil. Se comprobó que el modelo da la peor condición ya que en el sector medido el programa devuelve resultados que rondan entre 2.5 y 2.9 micro W y el valor pico de las mediciones está en ese rango (figura 7).

178


Figura 6: Diagrama de Densidad de potencia irradiada sobre el plano de 2 metros

Figura 7: Mediciones de densidad de potencia sobre un plano a 1 metro de altura.

5. CONCLUSIONES

Se implementó el modelo simplificado para la determinación geográfica de la distribución de densidad de potencia asociadas a emisores de radiofrecuencias. El algoritmo fue probado para las antenas de telefonía celular y de enlace punto a punto mencionadas en la sección 4 y validado para la primera con buenos resultados. En la medida en que se disponga de nuevas mediciones y datos se podrá incorporar un mayor número de antenas de otro tipo para abarcar el rango de frecuencias a partir de los 3 KHz. Se prevé realizar el relevamiento de las antenas instaladas en la ciudad y, una vez determinadas las posibles zonas donde los niveles resulten por encima de los estándares internacionales [1],[2], desarrollar y aplicar un modelo mas detallado [3],[20] que incluya el perfil y las características de la edificación existente para ajustar los valores calculados con el modelo inicial.

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6. COMENTARIOS FINALES

6.1. Normativa vigente en el País.

El Derecho Ambiental se caracteriza por poner el acento en el carácter preventivo. El principio precautorio busca garantizar un nivel elevado de protección del medio ambiente, especialmente en aquellos casos en los que los datos científicos disponibles no permiten una evaluación completa del riesgo. La Organización Mundial de la Salud ha recomendado que se tomen medidas precautorias hasta que se existan datos más determinantes sobre el tema y estimula la investigación a nivel mundial de posibles efectos adversos de la contaminación electromagnética, tales como las involucradas en el proyecto CEM en el que participan numerosos países. A nivel nacional la resolución M.SyA.S. 202/95 , establece los máximos permitidos en la densidad de la radiación. También la Secretaría de Comunicaciones pautó, mediante la resolución SC 530/00, los parámetros en la medición de radiaciones, el "Manual del Ministerio de Salud y Acción Social de la Nación" para el establecimiento de los límites de exposición a Radiofrecuencias en lo concerniente a la exposición no controlada. Esta resolución establece la aplicación obligatoria del Manual de estándares de seguridad para la exposición a radiofrecuencias comprendidas entre 100 KHz y 300 MHz, la radiación de radiofrecuencias y la prospección de radiación electromagnética ambiental no ionizante. Las normas nacionales mencionadas delegan en los Gobiernos Municipales la facultad de legislar sobre la ubicación las antenas, dentro el territorio del municipio. Estas recomendaciones admiten un nivel medio de emisión relativamente alto cuando se compara con los utilizados actualmente por otros países como producto de investigaciones recientes. Esto sugiere la necesidad de profundizar las investigaciones sobre el tema para determinar si es necesario rever los estándares adoptados.

REFERENCIAS

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Electromagnetic Fields (up to 300Gz)”, ICNIRP Guidelines (1998) [3] P. Bernardi, M. Cavagnaro , S. Pisa y E. Piuzzi, “Human Exposure to Radio Base-Station

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[4] C. Polk y E. Postow, Biological Effects of Electromagnetic Fields Handbook, CRC Press (1996) [5] J. D. Bronzino, Biomedical Engineering Handbook , IEEE Press (1995) [6] Q. Balzano y A. Sheppard, “RF Nonlinear Interactions in Living Cell-I: Nonequilibrium

Thermodynamic Theory”, Bioelectromagnetics, Vol. 24, pp. 473-482 (2003) [7] Q. Balzano y A. Sheppard, “RF Nonlinear Interactions in Living Cell-I: Detections Methods

for Spectral Signature”, Bioelectromagnetics, Vol. 24, pp.483-488 (2003) [8] G.P. Pessina, C. Aldinucci, M. Palmi, G. Sgaragli, A. Benocci, A. Meini y F. Pessina,

“Pulsed Electromagnetic Fields Affect the Intracellular Calcium Concentrations in Human Astrocytoma Cells”, Biolelectromagnetics, Vol. 22, pp. 503-510 (2001)

[9] D. Kreuski, B. Glickman, R. Habash, B. Habbick, “Recent Advances in Reserch on Radiofrequency Fields and Health: 2001-2003”, Journal Toxicology & Environmental Health Part B,Vol. 10, pp. 287-318 (2007)

[10] D. Kreuski, C. Byus, B. Glickman, W. Lotz, “Potential Health Risks of Radiofrequency Fields from Wireless Telecommunication Devices”, Journal Toxicology & Environmental Health Part B, Vol. 4, pp. 1-143 (2001)

180


[11] Ahlbom A., Green A., Kheifets L., Savitz D. y Swerdlow A., “Epidemiology of Health Effects on Radiofrequency Exposure” ICNIRP -Environmental Medicine, Vol. 112, pp. 1741-1754, (2004).

[12] H. Lai, “Genetic Effects of Nonionizing Electromagnetic Fields”, International Workshop on Biological Effects of Ionizing Radiation, Electromagnetic Fields and Chemical Toxic Agents, Rumania, (2001)

[13] H. Lai y N. P. Singh, “Interaction of Microwaves and Temporally Incoherent Magnetic Field on Single and Double DNA Strand Breaks in Rat Brain Cells”, Electromagnetic Biology and Medicine, Vol. 24, pp. 23-29, (2005)

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[15] A. Schirmacher, S. Winters, S. Fischer , J. Goeke , H.J. Galla y U. Kullnick , “Electro-magnetic fields (1.8 GHz) increase the permeability to sucrose of the blood-brain barrier in vitro”, Bioelectromagnetics, Vol. 21, pp. 338-345. (2000).

[16] L. Godara , Handbook of Antennas in Wireless Communications, CRC Press (2002) [17] T. Milligan, Modern Antenna Design, IEEE Press, Wiley-Interscience, Seg Ed. (2005) [18] C. A. Balanis, Anntena Theory: Analysis and Design, J Wiley & Son Inc. (1997) [19] C.H.Durney y D.A.Christensen, Basic Introduction to Bioelectromagnetics , CRC Press (2000). [20] T. Sarkar, Z. Ji, K. Kim, A. Medouri and M. Salazar-Palma, “A Survey of Various

Propagation Models for Mobile Communication”, IEEE Antennas and Propagation Magazine, Vol. 45, pp. 51-82 (2003)

181


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INVENTARIO DE EMISIONES PARA LA CIUDAD DE BUENOS AIRES

Enrique Puliafito1,2, Guillermo Rojic2, Federico Perez Gunella2

1: Universidad Tecnológica Nacional / CONICET, Cnel. Rodríguez 273, 5500 Mendoza, Argentina, [email protected], www.frm.utn.edu.ar

2: Facultad Regional Buenos Aires. Universidad Tecnológica Nacional,

Medrano 951, Buenos Aires, Argentina [email protected] www.frba.utn.edu.ar

Palabras claves: Emisiones de gases efecto invernadero, análisis de flujo de materiales, Buenos Aires, consumo energético. Resumen: La creciente urbanización mundial está asociada con un aumento del consumo per cápita en las ciudades, produciendo un aumento en las emisiones atmosféricas y dificultando su nivelación global. Se presenta una evaluación de las emisiones de carbono para la Ciudad de Buenos Aires entre los años 1985 y 2005. Se realiza un análisis sectorial y por tipo de combustible y se las compara con otras grandes ciudades, a partir de un análisis de flujo de materiales. Se observa en Buenos Aires que la centralización de las administraciones gubernamentales, comerciales y financieras, provocan un aumento creciente del consumo energético per cápita muy superior a la media del país, movilizado por el aumento del transporte y el comercio, en consecuencia sus emisiones de carbono, pasaron de 4 Mg/cap en 1985 a 8 Mg/cap en el 2005.

1 INTRODUCCIÓN Las zonas urbanas metropolitanas, viven actualmente una dinámica poblacional (económica, política y social) muy compleja de crecimiento acelerado, que afectan el uso de suelo, incrementan la necesidad de transporte y abastecimiento, manifestando un aumento en el consumo per cápita que incrementa la presión ambiental sobre el entorno rural. Esta creciente urbanización mundial se traduce en un aumento de las emisiones de carbono a nivel global. En el marco de las Naciones Unidas, el Panel Internacional sobre Cambio Climático (IPCC) ha normalizado una metodología de cálculo usando datos sociodemográficos, PBI, volúmenes de consumo y factores de emisión a fin de evaluar el aporte de una región o país, sobre las emisiones mundiales de Gases de Efecto Invernadero (GEI). Esta metodología también se está aplicando para la evaluación del comportamiento de los centros urbanos. Desde el ámbito de las ciudades estos balances se orientan a evaluar la sustentabilidad de las ciudades mediante diversas metodologías denominadas ciclo de vida urbano, metabolismo urbano, análisis de flujo de materiales, impronta ecológica entre otras. (Douglas (1983), Giradet (1990), Rees y Wackernage (1996), Newman (1999), Huang y Hsu (2003); Fischer and Amann (2001), Field C., Raupach M. (2003). En Puliafito, (2005) y Romero et al. (2005) se presenta una primera aproximación a la identificación de indicadores comunes para las ciudades de México, Santiago de Chile, Buenos Aires y Mendoza, con el objeto de realizar una evaluación del metabolismo urbano en estas ciudades. Por ejemplo, el flujo de análisis de materiales o MFA (del inglés Material Flow Analysis) (OECD, 2000, Bringezu, 2000) es una herramienta de evaluación ambiental de rendimiento de proceso que estudia la extracción, cosecha, transformación química, manufactura, reciclado y disposición de materiales. Se basa en el cómputo de volúmenes de sustancias (CO2, NOx, etc) o materiales en bruto (madera, hierro, etc) usadas en una industria o economía regional. El flujo de materiales se mide en unidades de volumen (peso del flujo por

183


http://www.frm.utn.edu.ar/


http://www.frba.utn.edu.ar/

Inventario Ciudad de Buenos Aires Puliafito et al.

unidad de tiempo). En general se usan dos tipos de indicadores (uno basado en el volumen del flujo de materiales y el otro basado en el impacto que puede producir. El primero se orienta a determinar la presión sobre el ambiente y el segundo apunta a medir el efecto. En este trabajo se presentan los resultados del análisis de rendimiento sectorial o por regiones, asociados al consumo de energía de la Ciudad de Buenos Aires. 1.1 Descripción del área bajo estudio La Ciudad de Buenos Aires (34º S, 58º W) ciudad Capital de la Argentina, aloja aproximadamente tres millones de personas en 203 km2 de superficie. Junto a las 19 municipalidades vecinas, conforman la megaciudad llamada Gran Buenos Aires (GBA). La Ciudad de Buenos Aires es una de las ciudades con mayor número de habitantes del país.

2 METODOLOGÍA USADA 2.1 Determinación del inventario de emisiones de gases de efecto invernadero La metodología usada para la estimación de la emisión de contaminantes y gases de efecto invernadero es la propuesta por las agencias ambientales internacionales tales como EEA la Agencia Ambiental Europea (CORINAIR), USEPA (Manual AP-42), o el Panel Internacional para el Cambio Climático (IPCC, 1996). Estos métodos permiten el cálculo de la emisión de contaminantes tales como monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx), hidrocarburos volátiles no metánicos (NMVOC), dióxido de carbono (CO2), metano (CH4), óxido nitroso (N2O), amoníaco (NH3), óxidos de azufre (SOx), material particulado (PM10), hidrocarburos poliaromáticos (PAH), metales pesados tales como plomo (Pb), cromo (Cr), níquel (Ni), y otros. Los factores de emisión y los inventarios de emisión son herramientas fundamentales para la administración y control de la calidad del aire. Cuando no se cuenta con mediciones realizadas sobre las propias fuentes de emisión, se usan factores de emisión promedios basados en la actividad de la fuente. Un factor de emisión es un valor representativo que procura relacionar la cantidad de contaminante emitido a la atmósfera con una actividad asociada a esa emisión. Estos factores se expresan generalmente como el peso del contaminante emitido dividido por la unidad de peso, volumen, distancia, o duración de la actividad que emite el agente contaminador (e. g., kilogramos de NOx por toneladas de combustible quemado). En la mayoría de los casos, estos factores son simplemente promedios de todos los datos que se encuentran disponibles y que tienen una calidad aceptable, y se asumen como representativos de los promedios a largo plazo para todas las instalaciones similares. Este primer balance del tipo top-down o inventario de emisiones lo realizaremos sobre la base de la energía consumida en el ámbito urbano de la Ciudad de Buenos Aires, es decir primero, se estima el consumo de combustible anual (Mg/año) y después se multiplica por el factor de emisión apropiado (g de NOX/tn del combustible usado). 2.2 Fuente de datos Para los balances de energía y emisiones se consultaron las siguientes fuentes y anuarios estadísticos: Instituto Nacional de Estadísticas y Censos (INDEC) (www.indec.gov.ar); Secretaría de Energía de la Nación (www.energia.mecon.gov.ar), Ente Nacional de Regulación del Gas (ENARGAS) www.enargas.com.ar, Gobierno de la Ciudad de Buenos Aires (GCBA)

(www.buenosaires.gov.ar), Comisión Nacional de Regulación del Transporte (CNRT). Los factores de emisión han sido adaptados de la EPA Manual AP-42 www.epa.gov o del IPCC (1996) www.ipcc.org. Ministerio de Ambiente y Obras Públicas. Gobierno de Mendoza: www.ambiente.mendoza.gov.ar/, DEIE: Dirección de Estadísticas e Investigaciones Económicas. Gobierno de Mendoza. www.economia.mendoza.gov.ar/sitios/deie/.Los datos internacionales se obtuvieron de International Energy Outlook 2005, del Energy Information Administration (EIA), www.eia.doe.gov, ciudad de Neuva York (EUA) www.nyc.gov; Ciudad de Sydney (Australia): www.cityofsydney.nsw.gov.au, Australian Bureau of Statistics: www.abs.gov.au, Ciudad de

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http://www.abs.gov.au/


Torono: www.toronto.ca, ciudad de San Diego (EUA) www.sandg.gov. Chile www.cne.cl, Mexico: www.ine.gob.mx, Puliafito, (2005) y Romero et al. (2005).

3 BALANCE DE ENERGÍA Y COMBUSTIBLES CONSUMIDOS El consumo energético de la Ciudad de Buenos Aires se caracteriza por tres sectores bien definidos, el sector de la generación de electricidad, principalmente a través del consumo de gas natural, el sector del transporte con el consumo de combustibles líquidos y el sector residencial-comercial con consumo de electricidad y gas natural. A continuación presentaremos el detalle de la evolución del consumo energético de cada sector entre los años 1985 y 2005. Las tablas con los valores medios anuales se presentan en el Anexo A. Si bien la oferta de energía eléctrica de la ciudad de Buenos Aires depende del sistema interconectado nacional, desde el punto de vista de las emisiones de gases de efecto invernadero nos interesa la generación dentro del ámbito territorio urbano de la ciudad. La principal fuente de generación de energía eléctrica la constituyen dos centrales térmicas de 745 MW y 515 MW de ciclo combinado de vapor y gas respectivamente, que abastecen las necesidades de la ciudad. La Figura 1 presenta la generación de electricidad y el combustible utilizado en la generación. El consumo de energía eléctrica se duplicó del año 1985 al 2005, duplicándose también el consumo de gas natural. El consumo de energía eléctrica según el sector se presenta en la Figura 2. Desde el punto de vista sectorial en veinte años se duplicó el consumo residencial, y se cuadriplicó el consumo comercial, reduciéndose el consumo industrial, demostrando la transformación de la ciudad como centro residencial y de consumo movilizada por el comercio, los servicios financieros, bancarios, gubernamentales, ofertas culturales, etc. El consumo de gas natural corresponde a un 50% para la generación de electricidad, y el otro 50% para los otros sectores (Figura 3). La principal demanda de combustibles líquidos corresponde para el uso en el sector transporte, si bien una parte de fuel oil y gas oil se utiliza en la generación de energía eléctrica como se describió más arriba (Figura 4). El transporte público está conformado por cinco líneas de subterráneos y siete líneas de trenes y 136 líneas de servicio de transporte público de ómnibus. Además posee 1,5 millones de vehículos registrados y una extensión de 31 km de autopistas.

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

Generación 9295 9688 10017 10125

Gas Natural 1609 1796 1709 1847

Fuel oil 944 943 1020 922

Gas oil 6.8 3.2 3.4 4.5

1985-1989 1990-1994 1995-1999 2000-2004

Figura 1: Generación de energía eléctrica de la Ciudad de Buenos Aires. Generación en GWh, gas natural en millones de m3, fuel oil y gas oil en miles de toneladas (Gg).

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http://www.toronto.ca/

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http://www.ine.gob.mx/


El principal combustible del transporte público de ómnibus es gas-oil y de los vehículos privados es la motonafta. Actualmente ha habido un incremento en el uso de gas natural comprimido en taxis y vehículos privados. Para evaluar el consumo de combustibles diversos éstos se convierten a unidades de energía a partir del poder calorífico de cada combustible. Así Figura 5 resume la demanda total energética (en TJ) según el tipo de combustible. Se aprecia la fuerte dependencia con un 50% al gas natural (Figuras 1 y 2). Debe notarse que el sector energético implica los gastos de energía realizados en la transformación a electricidad. En promedio el 34% en el sector transporte, el 28% en la transformación energética, 24% se consume en el sector residencial, 9% en el sector comercial, y 5% en el sector industrial. Debe notarse que en los años 2004 y 2005 hubo un incremento de uso de fuel oil en la generación de electricidad lo que produjo un mayor consumo de energía de transformación, es decir una pérdida de eficiencia en el sistema energético

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500

1000

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2000

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3500

4000

1985-1989 2092 972 1133 212 141 426 72

1990-1994 2360 1368 1242 220 138 415 75

1995-1999 2873 2937 1140 174 159 519 141

2000-2004 3468 3895 822 173 184 526 163

R C I S A O T

Figura 2: Consumo sectorial de energía eléctrica de la Ciudad de Buenos Aires en GWh. R: Residencial, C: Comercial, I: Industrial, A: Alumbrado, O: Oficial, T: Tracción.

0

500

1000

1500

2000

2500

1985-1989 1609 1040 327 188 36 52

1990-1994 1904 1212 283 199 222 44

1995-1999 2305 1155 142 261 284 47

2000-2004 2082 1229 115 230 312 43

CE GR GI GC GNC GO

Figura 3: Demanda anual promedio sectorial de gas natural en millones de m3 para la Ciudad de Buenos Aires. CE Gas a centrales eléctricas, GR: Residencial, GC: Comercial, GI: Industrial, GNC: Vehículos, GO: Oficial.

186


4 BALANCE DE EMISIONES Una vez determinados los consumos principales, se calculan las emisiones de los diversos gases de efecto invernadero a partir de factores de emisión que vinculan la cantidad de gases emitidos por energía consumida. La Tabla 1 muestra los factores de emisión utilizados (IPCC, 1996), para los principales gases que afectan la calidad del aire y que además son gases de efecto invernadero. A partir de estos factores de emisión y el consumo general de energía se puede construir un primer inventario general (top-down) de emisiones anuales como se detalla en las Tablas del Anexo. Las figuras 6 y 7 muestran las emisiones de dióxido de carbono, de acuerdo a su participación sectorial y proporcional al combustible utilizado. Estas emisiones son directamente proporcionales al consumo de energía, y son las principales emisiones de efecto invernadero. Manifiestan claramente las tendencias del consumo, liderados especialmente por el uso del gas natural en un 50% (utilizados en la generación de energía eléctrica y uso residencial e industrial), un 50% de los combustibles líquidos, especialmente en el transporte y generación eléctrica. Las tendencias, muestran que mientras las emisiones residenciales se han estabilizado, proporcionales a una estabilización de la población urbana, existe un marcado aumento a partir del año 2003 movilizados por un aumento en las emisiones del transporte y de la generación de energía eléctrica, para uso comercial especialmente y servicios.

0

200

400

600

800

1000

1985-1989 853 544 990 133 14 49

1990-1994 803 769 657 432 17 101995-1999 789 892 454 775 27 92000-2004 533 866 160 745 8 14

N GO FO AN K DO

Figura 4: Promedios anuales de consumo de combustibles líquidos para la Ciudad de Buenos Aires. N: Naftas en miles de m3, GO: Gasoil en miles de m3, FO: Fueloil en miles de toneladas, AN: Aeronaftas en miles de m3, DO Dieseloil en miles de m3. Tabla 1: Algunos factores de emisión utilizados.

CO2 CH4 CO NOx HC Combustible/ Gas Mg/TJ kg/TJ kg/TJ kg/TJ kg/TJ

Gas natural 53.67 620 723.00 198.00 1.3 Naftas 69.3 57 7,330.00 390.00 1140

Kerosene 73.463 57 296.50 170.00 44.5 Aeronaftas 71.5 5.2 296.50 716.00 44.5

Gas Oil 73.3 11 510.00 716.00 43.93 Diesel Oil 73.3 4.8 510.00 790.00 43.93 Fuel Oil 73.3 4.8 510.00 790.00 2.4

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0

50

100

150

200

250

300

1985-1989 127 47 20 27 8 229

1990-1994 150 35 28 26 17 2561995-1999 163 23 32 25 29 2732000-2004 156 28 32 17 28 261

GN FO GO N O total

Figura 5: Promedios anuales de consumo energético por tipo de combustible en PJ (1 PJ=1015 Joules) para la Ciudad de Buenos Aires. GN: Gas natural, GO: Gasoil, FO: Fueloil N: Naftas, O Otros combustibles.

5 DISCUSIÓN Y ANÁLISIS El objeto principal de este trabajo es por un lado la realización de un inventario de emisiones, pero también comparar estas emisiones con otras ciudades a fin de determinar el desempeño del habitante urbano de Buenos Aires con otras ciudades. Una forma de realizar esta comparación es normalizar las emisiones con respecto al producto bruto geográfico, y respecto de su consumo per cápita.

0

5000

10000

15000

20000

25000

1985 1989 1993 1997 2001 2005Año

Emis

ione

s de

dió

xido

de

carb

ono

(Gg)

Residencial Industrial Energético Transporte Comercial

Figura 6: Participación sectorial de las emisiones de dióxido de carbono en Gg (o miles de toneladas) por consumo energético para la Ciudad de Buenos Aires

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0%

20%

40%

60%

80%

100%

1985 1989 1993 1997 2001 2005Año

Varia

ción

% e

mis

ione

s C

O2

gas fuel oil gas oil naftas otros comb

Figura 7: Participación anual (%) de las emisiones por tipo de combustible para la Ciudad de Buenos Aires La energía per cápita nos da un indicador del consumo por habitante, y la energía por unidad de PBG nos indica la eficiencia o intensidad en el costo del consumo de esa energía. Igualmente podemos decir de las emisiones per cápita y la intensidad de las emisiones. La Figura 8 muestra la variación de la población urbana (millones de habitantes) entre los años 1985 y 2005 y el producto bruto geográfico (millones de U$S o $ de 1993) para la ciudad de Buenos Aires. Se observan claramente las crisis económicas de los años 1989-1990 y 2001-2001. La población en cambio se ha mantenido casi estable alrededor de los 3 millones de habitantes con un leve crecimiento en los últimos años. La Figura 9 grafica la variación del producto bruto per cápita (en miles de U$S/habitantes) entre los años 1985 y 2005, el consumo de energía per cápita (GJ/capita), y las emisiones de CO2 per cápita en Mg/hab, para la ciudad de Buenos Aires para el mismo período. El Pbg per cápita tuvo un leve ascenso pasando de 14 mil a 22 mil U$S per cápita. El consumo de energía anual por habitante se triplicó pasando de 61,5 a 121,5 GJ per cápita y las emisiones se duplicaron en el mismo período pasando de 3,76 en 1985 a 7,76 Gg/hab en 2005. Desde el punto de vista de las intensidades energética y de emisiones se aprecia una leve tendencia de reducción de los años 1985 al 2002, pero con un incremento en los últimos años (Figura 9). Las figuras 10 y 11 muestran una comparación de las intensidades energéticas y consumos energéticos per cápita de la Ciudad de Buenos Aires comparada con la media de Argentina y el Gran Mendoza, entre los años 1985 y 2005. Se observa que el Gran Mendoza tiene un mayor intensidad energética que Buenos Aires y Argentina, principalmente por el consumo energético de transformación energética (centrales térmicas y refinerías de petróleo) e industrias localizadas en el entorno periurbano. Mientras que Buenos Aires sólo posee dos centrales térmicas. Por otra parte la ciudad de Buenos Aires concentra un producto bruto geográfico más elevado, principalmente por concentrar la actividad financiera y gubernamental. En cambio desde el punto de vista del consumo per cápita se observa que el habitante de la ciudad de Buenos Aires tiene mayor consumo energético alcanzando los 120 GJ/hab en 2005, frente a 45 GJ/habitantes en Mendoza y 78 GJ/hab a nivel nacional para el mismo año. Esto se refleja también en el producto bruto per cápita (Figura 10), Buenos Aires alcanza los 22 mil U$S (o $ de 1993) por habitante en 2005 frente a 8 mil a nivel nacional y 6 mil quinientos en el Gran Mendoza. Finalmente si comparamos el producto bruto per cápita y el consumo energético per cápita se observa que la ciudad de Buenos Aires se compara con algunos países del llamado grupo de países desarrollados, mientras que su promedio de consumo energético es algo menor. Desde un punto de vista global se observa que no sólo las ciudades han crecido rápidamente, sino que su consumo per cápita de energía y materiales se incrementa año a año. Esto produce

189


una importante presión ambiental que se suele expresar en forma de una huella o impronta ecológica. Es por ello que es importante evaluar el desempeño del consumo de las ciudades a través de comparaciones con el consumo medio de la población de un país o región y entre diversas ciudades. Comprando los valores entre 1995 y 2005 para algunos países se aprecia que Argentina llega a los 3,6 Mg/cap, Estados Unidos 20 Mg/cap, Canadá 19,5 Mg/cap y Australia en 16 Mg/cap. En cambio la ciudad Nueva York pasó de 6,8 a 7,1 Mg/cap en diez años, Toronto de 8,5 a 9,5 Mg/cap y San Diego 10,5 a 11,7 Mg/cap en 15 años. Esto nos indica que Buenos Aires (pasó de 6 a 8 Mg/cap en 15 años) se ubica en forma similar a otras grandes ciudades, siendo sus emisiones por habitante más del doble que la media de Argentina (Figura 10). La media de EUA y Canadá está muy por encima de la media de Nueva York y Toronto respectivamente, debido a que la mayor parte de las emisiones de transformación energética e industriales se ubican en otros Estados, como así también las emisiones propias de la agricultura. Sydney en cambio muestra el mismo patrón que Buenos Aires con una tasa de emisiones per cápita muy superior a la media de Australia. Finalmente si comparamos el producto bruto per cápita y el consumo energético per cápita se observa que la ciudad de Buenos Aires tiene consumos más elevados que las medias de países Latinoamericanos e inferior a países desarrollados. Nótese que el consumo energético por habitante de Nueva York es cuatro veces el consumo de Buenos Aires y diez veces el de Mendoza. Santiago de Chile y Ciudad de México tienen emisiones y consumos energéticos per cápita similares a Buenos Aires. Por otra parte Chile, Argentina, México, Brasil y Venezuela aportan más del 60% de las emisiones de GEI de Latinoamérica con similares características per cápita (Figura 11).

30

40

50

60

70

1985 1990 1995 2000 2005Año

PBG

(mile

s m

illon

es U

$S)

2.70

2.75

2.80

2.85

2.90

2.95

3.00

Pobl

ació

n (m

illon

es h

abita

ntes

)

PBG Población

Figura 8: Variación de la población (millones de habitantes), curva gris con triángulos y producto bruto geográfico (en millones de U$S o $ 1993), curva negra con círculos, para la ciudad de Buenos Aires.

190


0

50

100

150

1985 1990 1995 2000 2005

Año

Ener

gía/

hab

(GJ/

cap)

0

10

20

30

PBG

/hab

(Mil

U$S

/ha)

; Em

isio

nes/

hab

(Mg/

hab)

Energ/cap PBG/cap Emis/cap

Figura 9: Variación del producto bruto per cápita anual (en miles de U$S/habitantes) curva negra con círculo; consumo de energía per cápita (GJ/capita), curva gris con cuadrados y emisiones de CO2 per cápita en Mg/hab, curva gris con triángulos, para la ciudad de Buenos Aires.

6 CONCLUSIONES El presente estudio mostró el cálculo de un inventario de emisiones de gases de efecto invernadero a partir del consumo de energía primaria para la Ciudad de Buenos Aires entre los años 1985 y 2005, sin incluir el Gran Buenos Aires. Se realizó una evaluación por tipo de combustible consumido, como así también un análisis sectorial detallado. Se observa una fuerte dependencia al gas natural de casi 60% usados para uso residencial, y generación de electricidad. Tanto el consumo de electricidad como de gas natural se duplicó en el período, mientras que la población disminuyó levemente, produciendo un aumento del consumo de energía per cápita y emisiones per cápita. Se observa que Buenos Aires, como toda mega ciudad concentran una parte importante del producto bruto del país a través de la centralización de las administraciones gubernamentales, comerciales, financieras, provocando un consumo energético per cápita muy superior a la media del país. Finalmente se comparó la Ciudad de Buenos Aires, con otras ciudades, mostrando consumos per cápita superiores a los países Latinoamericanos y comparables a otras ciudades desarrolladas. Todas las ciudades analizadas muestran un incremento de sus emisiones per cápita, por lo que es necesario focalizar nuestra atención en el consumo de las ciudades a fin de producir una nivelación de las emisiones globales de gases de efecto invernadero

191


0

50

100

150

1985 1990 1995 2000 2005Año

Ener

gía/

hab

(GJ/

cap)

Ciudad de Buenos AiresGran MendozaRepública Argentina

Figura 10: Comparación de la intensidad energía per cápita (GJ/cap) entre los años 1985 y 2005. Gran Mendoza: curva negra con círculo, Argentina: curva gris con triángulos; Ciudad de Buenos Aires: curva gris con cuadrados.

emisiones per cápita Gg/hab

2.13.33.2

6.96.97.1

2.93.63.8

17.417.8

18.6

8.69.4

6.05.8

8.4

10.511.7

3.12.7

3.2

0 4 8 12 16 2

199520002005

199520002005

199520002005

199520002005

19952005

199520002005

19902005

199520002005

0

MXC

NYC

SGC

SYD

TOR

BA

SSD

GM

DZ

Mendoza

San Diego

Buenos Aires

Toronto

Santiago

Nueva York

Mexico

Sydney

Figura 11: Comparación de las emisiones per cápita (Gg/hab.) para algunas ciudades.

7 REFERENCIAS

1. Bringezu, Stefan (2000), Industrial ecology and material flow analysis, Proceedings of the international symposium ‚Industrial ecology and sustainability‘ 22-25 Sept 1999, Troyes, France, Technical University of Troyes

2. Douglas, I. (1983): The Urban Environment. Edward Arnold, London.

192


3. Field C., Raupach M. (Eds.) 2003. Toward CO2 Stabilization: Issues, Strategies, and Consequences. Island Press, Washington, DC., in press.

4. Girardet, H., (1990): The metabolism in cities. In Cadman D., Payne G. (Eds.), The living City: towards a sustainable future; Routledge, London, pp-170-180.

5. Huang, S., Hsu, W. (2003): Materials flow analysis and emergy evaluation of Taipei´s urban construction, Landscape and urban planning, 63, 61-74

6. OECD Working Group on Environmental Information And Outlooks (WGEIO), Special Session on Material flow accounting,, Paris, 24 October 2000.

7. Puliafito,E, Conte Grand, M., Civit, B., Bochaca, F., Gaioli F. and Tarela P. (2005), “Mendoza and Buenos Aires” en, Patricia Romero Lankao, Héctor López Villafranco, Angélica Rosas Huerta, et. al. (editores): Can Cities Reduce Global Warming – Urban Development and the Carbon Cycle in Latin America, México, IAI, UAM-X, IHDP, GCP. 2004, pp 39-63.

8. Rees W. and Wackernagel M. 1996. “Urban Ecological Footprints: why cities can not be sustainable- and why they are a key to sustainability,” In Environmental Impact Assessment Review 16: 223-248.

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193


Anexo Tablas.

Tabla A1: Generación de energía eléctrica y consumo de combustibles para generación eléctrica de la Ciudad de Buenos Aires Tipo Electricidad generada Gas naatural Fuel oil Gas oil Carbón mineral

Año/ Unidades MWh mil m3 Mg Mg Ton 1985 7559841 1091467 562114 20142 0

1986 7607043 2022634 559601 2118 0

1987 8133457 972602 1173067 2448 16363

1988 10938687 1372840 1566205 7393 0

1989 12233718 2586968 857284 1971 0

1990 9525430 2022634 559601 2118 0

1991 9251435 1592296 942342 3243 0

1992 8676367 1659053 682963 7703 0

1993 11153100 2156996 801520 2051 0

1994 9528599 2087482 565078 355 0

1995 10677234 2414938 372716 78 0

1996 12427074 2843749 432280 4346 0

1997 9872953 2251382 295120 33 0

1998 8966313 1524055 723725 10 0

1999 12563116 2490948 559402 7749 0

2000 14363233 2932822 534752 16552 0

2001 10588927 2133342 89808 3987 0

2002 6547224 1274471 29728 7623 0

2003 8346962 1571433 72275 6745 0

2004 14783018 2496714 586755 26402 0

2005 14782835 2450369 742728 18531 0

Tabla A2: Consumo sectorial de energía eléctrica de la Ciudad de Buenos Aires en MWh. Sector Residencial Comercial Industrial Servicios Alumbrado Oficial Tracción

1985 1888123 1001587 1001472 199254 125478 401587 48795

1986 1999397 1104208 1119021 209020 138388 419024 57116

1987 2559827 1048718 1034745 215474 184549 426894 85067

1988 2084602 832858 1353392 221807 130793 466370 88477

1989 1927242 871654 1158042 212349 125985 417036 82564

1990 2058822 833199 1074504 208844 125828 434313 75648

1991 2202383 1247481 1067611 216003 151772 399326 57908

1992 2449269 1391284 1188641 241197 168467 445667 64669

1993 2474433 1589320 1325564 242508 110143 339318 85016

1994 2615663 1778251 1555156 191716 135549 454141 93401

1995 2674696 2261612 1533573 155560 155067 402149 108588

1996 2670773 2381484 1354707 324758 153476 506716 147146

1997 2887673 3053318 979698 130694 160383 519314 140810

1998 2911798 3303414 933303 129086 163332 594118 135899

1999 3222384 3687371 896732 130901 164540 571737 174591

2000 3357505 3755798 955330 125936 170909 589297 199847

2001 3605365 3973854 821095 207468 171891 565809 186344

2002 3362917 4008586 725822 99580 192549 515131 21117

2003 3455850 3686811 685527 215245 182673 511437 185737

2004 3557822 4050099 922647 218361 203728 450802 221955

2005 3643341 4269388 722935 220124 204506 597880 237969

194


Tabla A3: Demanda de gas natural de la Ciudad de Buenos Aires Gas total Gas a centrales Gas a otros sectores Año Mil m3 Mil m3 % Mil m3 %

1985 2686102 1098145 40.88% 2679504 59.1%

1986 2914774 1156563 39.68% 3780845 60.3%

1987 2524241 943209 37.37% 2553634 62.6%

1988 3003231 1372840 45.71% 3003231 54.3%

1989 4245631 2586968 60.93% 4245631 39.1%

1990 3715466 2022634 54.44% 3715466 45.6%

1991 3351262 1566044 46.73% 3377514 53.3%

1992 3674061 1659053 45.16% 3674061 54.8%

1993 4556576 2332166 51.18% 4381406 48.8%

1994 4173144 2091621 50.12% 4169005 49.9%

1995 4361090 2458821 56.38% 4317207 43.6%

1996 4747822 2845223 59.93% 4746348 40.1%

1997 4106930 2248205 54.74% 4110107 45.3%

1998 3366957 1516017 45.03% 3374995 55.0%

1999 4427381 2490563 56.25% 4427766 43.7%

2000 4923760 2932531 59.56% 4924051 40.4%

2001 4039162 2161679 53.52% 4010825 46.5%

2002 3114940 1277206 41.00% 3112205 59.0%

2003 3543658 1573187 44.39% 3541904 55.6%

2004 4468328 2494045 55.82% 4470967 44.2%

2005 5361994 2450369 45.70% 4819473 44.2% Tabla A4: Demanda de gas natural en miles de m3 de la Ciudad de Buenos Aires Sector GNC Residencial Industrial Comercial Servicios 1985 9554 1002254 322547 201148 52534

1986 11473 1003585 470260 218214 54679

1987 24587 1049071 224900 229030 53444

1988 53559 1072909 308028 145740 50155

1989 81831 1072909 308028 145740 50155

1990 116000 1072909 308028 145740 50155

1991 188000 1096746 391156 62450 46866

1992 239980 1247173 303761 181771 42322

1993 271573 1397599 216367 301092 37779

1994 296278 1243398 194271 305312 42264

1995 292224 1093454 147467 332297 36827

1996 286191 1176158 147726 241142 51382

1997 269701 1142461 152350 243993 50220

1998 289670 1133861 135480 243941 47988

1999 283417 1231535 127454 246015 48397

2000 285737 1297985 121627 238886 46994

2001 280253 1217828 113216 222430 43756

2002 282152 1194478 106251 212961 41892

2003 340402 1233336 116010 234577 46146

2004 371575 1201756 120119 243024 37779

2005 445890 1442107 144142 291628 45334

195


Tabla A5: Venta de combustibles líquidos en la Ciudad de Buenos Aires Año Naftas Gasoil Kerosén Fuel oil Diesel oil Aeronaftas

m3 m3 m3 Mg m3 m3 1985 878558 400199 17818 468195 34536 112146

1986 919268 463625 13338 1133702 42587 139505

1987 908707 510407 12819 1316561 48984 112926

1988 806711 569589 8955 1004719 58081 121757

1989 753545 776127 16881 1029215 62056 179929

1990 742454 718928 22150 769250 33222 107848

1991 770198 872564 16786 1329253 2644 226913

1992 810493 609936 10760 403376 1783 239825

1993 887774 735528 11555 398523 1735 764652

1994 802185 909216 24305 384060 12140 819260

1995 871170 1092904 42409 337712 11761 970947

1996 889696 885726 52268 361018 24294 1108955

1997 798091 767531 16861 406021 5639 606040

1998 729298 892880 16470 762400 997 599429

1999 658194 822862 8123 404177 257 591413

2000 573598 759327 17716 208030 809 648339

2001 599869 975263 6868 167734 3791 759336

2002 563860 887392 4113 106611 11182 727339

2003 459628 884042 4679 133071 23549 732888

2004 468771 822275 5457 182491 30502 854808

2005 504717 737561 3908 293892 20938 875482.2 Tabla A6: Consumo energético (TJ) para la Ciudad de Buenos Aires Gas Fuel oil Gas oil Naftas otros Total 1985 104313 26901 15299 27976 6949 1814371986 147188 32258 16818 29272 8167 2337021987 99412 58924 18520 28936 7966 2137581988 116915 72493 20866 25688 8091 2440541989 165282 43612 28086 23995 10319 2712941990 144642 29268 26029 23642 6782 2303631991 131486 49563 31620 24525 9756 246951

1992 143030 31327 22335 25808 10141 232641

1993 170567 36150 26625 28269 28423 290034

1994 162299 26332 32819 25544 30797 277790

1995 168068 18061 39434 27741 36194 289498

1996 184774 20695 32142 28331 41533 307475

1997 160006 15438 27693 25414 23079 251629

1998 131388 35944 32215 23223 22676 245446

1999 172372 26264 30019 20959 22314 271928

2000 191692 23644 28103 18265 24384 286088

2001 156141 5060 35357 19102 28284 243943

2002 121158 2094 32342 17955 27422 200971

2003 137886 4057 32183 14636 28077 216839

2004 174054 103919 30794 14927 32582 356277

2005 187621 102932 27402 16072 32936 366963

196


Tabla A7: Consumo energético (TJ) sectorial para la Ciudad de Buenos Aires Residencial Industrial Energético Transporte Comercial Total 1985 47465 16162 39195 52103 16096 1710201986 47917 22336 74402 62470 17358 2244831987 51706 12480 57303 65239 17749 2044771988 50923 16864 78631 63326 13573 2233171989 50356 16160 91921 72593 13483 2445141990 50830 15860 67496 65812 13394 213392

1991 52275 19071 67479 82546 11508 232879

1992 59020 16104 61698 69190 16812 222823

1993 64966 13195 76788 95727 21416 272094

1994 59472 13161 70159 102515 22836 268143

1995 53847 11262 70868 116254 25140 277371

1996 57052 10628 83888 114803 23879 290250

1997 56522 9458 64211 88872 26065 245127

1998 56274 8634 56742 94484 27527 243661

1999 61194 8190 75024 86289 28339 259036

2000 64267 8174 85110 81945 28274 267771

2001 62039 7363 48785 93879 28539 240606

2002 60257 6749 27590 87678 27488 209763

2003 62105 6984 34379 87971 27708 219147

2004 61242 7998 147527 92288 28885 337940

2005 70907 8214 143486 94594 32400 349602 Tabla A8: Balance general de emisión de gases de efecto invernadero (GEI).

Energía Gg Mg Mg Mg Año TJ CO2 CO NOx HC 1985 181437 11,087 305,037 67,671 33,106 1986 233702 14,070 349,469 82,897 34,781 1987 213758 13,551 326,782 95,215 34,487 1988 244054 15,438 323,994 110,194 31,069

1989 271294 16,489 336,198 103,040 29,645

1990 230363 13,900 309,047 83,380 29,050

1991 246951 15,363 319,854 103,222 30,712

1992 232641 14,081 323,677 85,249 31,931

1993 290034 17,705 371,693 111,630 35,894

1994 277790 16,977 344,674 107,288 33,214

1995 289498 17,704 365,700 111,284 36,224

1996 307475 18,683 381,409 115,501 36,820

1997 251629 15,119 331,552 88,992 32,377

1998 245446 15,236 307,412 101,609 30,141

1999 271928 16,382 314,278 99,392 27,456

2000 286088 17,048 306,805 100,172 24,419

2001 243943 14,647 282,635 86,813 25,756

2002 200971 12,190 245,690 74,351 24,232

2003 216839 13,038 234,667 78,306 20,694

2004 356277 22,540 314,563 166,720 21,557

2005 366963 23,051 330,558 166,877 22,996 (1 Gg = 1000 toneladas; 1 Mg= 1 tonelada)

197


Tabla A9: Indicadores de consumo y emisiones para algunas ciudades. Ciudad año Población PBG ingreso

per capita Emisiones CO2

emisiones per cápita

emisiones /pbg

energía energía per cápita

Hab. Mill U$S U$S/cap Gg Mg/cap kg/U$S TJ GJ/cap

New York 1995 7.800.500 347.048 44.490 53,714 6,89 0,15 2.741.697 351,48

2000 8.008.288 404.118 50.462 55,616 6,94 0,14 2.885.997 360,38

2005 8.214.426 488.800 59.505 58,317 7,10 0,12 3.037.891 369,82

Toronto 1995 2.385.415 129.010 54.083 20,443 8,57 0,16 352.278 147,68

2005 2.481.510 133.000 53.596 23,443 9,45 0,18 349.109 140,68

San Diego 1990 1.110.000 35.417 31.907 11,658 10,50 0,33 195.709 176,31

2005 1.291.700 56.217 43.522 15,146 11,73 0,27 254.267 196,85

Sydney 1995 3.741.290 67.330 17.996 65,223 17,43 0,97 968.346 258,83

2000 3.997.321 81.998 20.513 70,984 17,76 0,87 1.004.364 251,26

2005 4.148.573 94.838 22.860 77,158 18,60 0,81 1.037.967 250,20

Buenos Aires 1995 2.967.255 55.192 18.600 17,703 5,97 0,32 289.498 97,56

2000 2.921.162 62.678 21.457 17,048 5,84 0,27 286.088 97,94

2005 2.754.829 67.135 24.370 23,050 8,37 0,34 366.963 133,21

Mendoza 1995 935.641 5.125 5.478 2,878 3,08 0,56 35.141 37,56

2000 979.933 5.525 5.638 2,693 2,75 0,49 42.924 43,80

2005 1.021.938 6.705 6.561 3,272 3,20 0,49 52.488 51,36

México DF 1995 16.718.464 150.030 8.974 34,860 2,09 0,23 507.300 30,34

2000 18.200.000 176.723 9.710 60,046 3,30 0,34 714.000 39,23

2005 19.435.131 186.194 9.580 62,607 3,22 0,34 744.453 38,30

Santiago 1995 4.829.853 20.752 4.297 13,920 2,88 0,67 272.205 56,36

2000 5.682.544 28.318 4.983 20,405 3,59 0,72 413.490 72,76

2005 6.168.632 35.497 5.754 23,628 3,83 0,67 481.200 78,01 Tabla A10: Indicadores de consumo y emisiones para algunos países.

año Población PBG Ingreso per cápita

Emisiones CO2

emisiones per cápita

Emisiones /pbg energía

energía per cápita

Hab. Mill U$S U$S/cap Gg Mg/cap kg/U$S EJ GJ/cap

EUA 1995 263.435.673 7.972.800 30.265 5.292.669 20,09 0,66 91,199 346,19

2000 279.294.713 9.817.000 35.149 5.815.504 20,82 0,59 98,976 354,38

2005 293.027.571 11.153.660 38.064 5.952.207 20,31 0,53 102,414 349,50

Australia 1995 17.892.557 322.001 17.996 284.835 15,92 0,88 4,050 226,37

2000 18.968.247 389.100 20.513 353.202 18,62 0,91 4,833 254,77

2005 19.913.144 455.220 22.860 389.177 19,54 0,85 5,366 269,48

Canadá 1995 29.402.000 560.009 19.047 493.786 16,79 0,88 10,92 371,44

2000 31.278.097 713.795 22.821 585.198 18,71 0,82 11,50 367,51

2005 32.805.041 812.807 24.777 639.211 19,49 0,79 12,58 383,48

Argentina 1995 35.311.049 250.257 7.087 118.879 3,37 0,48 2,311 65,44

2000 37.497.728 284.203 7.579 136.860 3,65 0,48 2,664 71,05

2005 39.537.943 304.411 7.699 145.251 3,67 0,48 2,994 75,72

Mexico 1995 92.880.353 446.519 4.807 318.702 3,43 0,71 5,425 58,41

2000 99.926.620 581.325 5.818 379.985 3,80 0,65 6,322 63,27

2005 106.202.903 642.047 6.045 391.457 3,69 0,61 6,689 62,98

Chile 1995 14.205.449 61.035 4.297 39.771 2,80 0,65 0,767 53,98

2000 15.153.450 75.514 4.983 55.148 3,64 0,73 1,074 70,87

2005 15.980.912 92.200 5.769 62.178 3,89 0,67 1,203 75,28

198

TERCERA PARTE

RESÚMENES

REUNIÓN PROIMCA

199

PROIMCA 2007 1

SOBRE EL CÁLCULO DE LA INSOLACIÓN A LO LARGO DEL TI EMPO

Rodolfo G. Cioncoa,b , Marta G. Caligarisa y Nancy E. Quarantaa,c

a Facultad Regional San Nicolás, Universidad Tecnológica Nacional, San Nicolás. b Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas, Universidad Nacional de La Plata, La Plata.

c Investigador CIC. ([email protected])

Categoría: Trabajo Científico Área: Contaminación urbana y vehicular – Modelos de dispersión. Palabras claves: Radiación solar, insolación, movimiento solar aparente. Introducción El Sol es la principal fuente de energía natural a la cual se halla expuesta la atmósfera y también la corteza terrestre. El balance térmico general atmosférico del que dependen los procesos meteorológicos, queda fundamentalmente manejado por la insolación (Humphreys, 1964; Seinfeld, 1985), i.e., la componente vertical de la intensidad de la radiación solar en un plano horizontal (prescindiendo de la atmósfera del lugar y de las desigualdades en la distancia Tierra-Sol). La insolación se obtiene proyectando el valor de la constante solar, i.e., la energía por unidad de tiempo y área que llega a una superficie orientada hacia el Sol, según la vertical del lugar. Por lo tanto, el cambio de intensidad de la radiación solar debido a la variación de la posición del Sol en el cielo, es un tema que posee un eminente interés técnico, resultando importante en contaminación urbana, por ejemplo, en el estudio de islas térmicas (Oke, 1990) y en la formación del ozono atmosférico (Seinfeld, 1985).

Objetivos El objetivo del presente trabajo es obtener expresiones aproximadas, suficientemente precisas y sencillas a fin de modelar, a partir de un valor de la constante solar, la radiación incidente en un determinado punto de la atmósfera o de la corteza terrestre, debido al cambio de orientación del Sol a lo largo del día y del año. Desarrollo y resultados Un observador sobre la superficie terrestre percibe la variación de la distancia angular del Sol sobre la esfera celeste, respecto al ecuador (o declinación solar) durante los distintos días del año. De forma más evidente, como movimiento reflejo de la rotación terrestre, el Sol presenta un movimiento aparente este-oeste, denominado movimiento diurno. Debido a esta rotación, se produce la salida y puesta (ocaso) del Sol y los demás astros. Por lo tanto, el movimiento aparente del Sol en la esfera celeste, se presenta de la siguiente manera:

• un movimiento diurno este-oeste, solidario con la esfera celeste (reflejo del movimiento rotacional terrestre);

• un movimiento anual sobre la esfera celeste, a lo largo de la eclíptica (reflejo del movimiento de traslación terrestre).

La insolación sobre un plano horizontal de un determinado lugar (de latitud ϕ), se calcula a partir de la constante solar según la siguiente expresión:

zII cos0= , (1)

en la actualidad I0 ≅ 1370 W m2; z es el ángulo entre la dirección al Sol y la dirección de la vertical local o simplemente distancia zenital del Sol. Para tener una descripción dinámica de la posición solar este ángulo debe ponerse en función del movimiento solar diurno y anual. Esto se logra vinculando z con los ángulos t (ángulo horario) y δ (declinación) los cuales expresan la posición del Sol, sobre la esfera celeste, a lo largo del día y del año respectivamente (ver Fig.1). Utilizando trigonometría esférica sobre la esfera celeste, la ec. (1) resulta:

)coscoscossen(sen 0 tII ϕδ+ϕδ= . (2)

2 San Nicolás, 30 y 31 de octubre de 2007

Figura 1: Proyección del sol sobre la esfera celeste y un sistema cartesiano asociado al ecuador

celeste y al polo sur. Se indican el zenit, ángulo horario, distancia zenital y declinación solar. La ec. (2) depende del tiempo a través de δ y t. La declinación, en función de los días del año (d), se obtuvo mediante un proceso de ajuste a expresiones astronómicas rigurosas, encontrándose para la presente centuria:

+−=δ 23,064,371

π2cos46,23 do . (3)

El ángulo horario t, medido en una escala horaria e incrementado en 12 horas, define el tiempo solar local verdadero (TSLV); sin embargo, debe ser vinculado a una escala de hora legal (tiempo solar local medio, TSLM), mediante el uso de la ecuación del tiempo (ET), ET = TSLV – TSLM. La ET puede obtenerse a partir de expresiones teóricas provenientes de la mecánica celeste. Nuevamente, a los fines de proveer una forma funcional de fácil aplicación, se realizó un ajuste sobre la ecuación del tiempo durante esta centuria, obteniéndose:

min67,243,372

4sen21,1044,6

95.352

2sen76,7

−π+

−π−= ddET . (4)

Mediante la ec. (4) se vincula el ángulo horario con la hora legal del lugar.

Conclusiones y comentarios finales En este trabajo se analizan breve pero detalladamente las particularidades inherentes al cálculo de la posición del Sol respecto a un punto sobre la superficie de la Tierra para estimar teóricamente la insolación del lugar. La posición solar queda determinada por el ángulo z, el cual puede escribirse en función de los ángulos (t, δ), los cuales expresan el movimiento solar aparente sobre la esfera celeste en función del tiempo. Se presentan las fórmulas que han de utilizarse en el cálculo de la posición solar aparente (i.e., tal cual es percibida por un observador sobre la esfera celeste). Se da una expresión suficientemente precisa a los fines de la estimación de la declinación solar, válida para cualquier día de esta centuria. Se explica cómo relacionar el ángulo horario solar con la hora legal del país y se ofrece además una expresión para calcular el tiempo solar verdadero de un sitio. Como paso siguiente, se planifica comparar la insolación medida en la estación meteorológica de la FRSN con un valor teórico (obtenido a partir de estos cálculos) mediante un modelo de atmósfera, con la finalidad de estimar valores locales de densidad, opacidad y espesor zenital atmósférico. Referencias Humphreys, W. J., (1964). "Physics of the air". Dover Publications, Inc., N. York. Oke, T. R., (1990). "The urban energy balance" In "Progress in Physical Geography" by Arnold

Edward (Ed.), ISSN 0309/1333: 471-507. Seinfeld, J. H., (1985). "Atmospheric Chemistry and Physics of Air Pollution". John Wiley & Sons.

PROIMCA 2007 3

NIVELES DE CONTAMINACIÓN DE AIRE: RELACIÓN CON DISTINTOS FACTORES

N. Quaranta1,*, M. Caligaris1, M. Unsen1, G. Rodríguez1, H. López1, C. Giansiracusa1 y P. Vázquez2,†.

1 Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional San Nicolás. Argentina.

2 Universidad Nacional de La Plata. Centro CINDECA. Argentina. * Investigador CICPBA. † Investigador CONICET.

Colón 332 – San Nicolás de los Arroyos Tel: 03461-420830

[email protected] Categoría: Trabajo Científico Área: Contaminación urbana y vehicular Palabras Claves : calidad de aire, contaminantes del aire, material particulado Resumen Se realizaron estudios de diferentes contaminantes gaseosos y material particulado en varias ciudades de la Provincia de Buenos Aires, Argentina. Estas ciudades tienen diferencias notables respecto del número de habitantes, la densidad vehicular, la actividad industrial, etc. Ellas son La Plata, Bahía Blanca, Mar del Plata, Pergamino, San Nicolás, entre otras. En cada ciudad, se instaló un equipo de monitoreo continuo con tecnología de sensores electroquímicos para determinar NOx, CO, HC, SO2 y O3. Las muestras del material particulado total para su análisis fisicoquímico fueron recogidas usando un equipo de alto volumen, y las concentraciones diarias de PM10 fueron determinadas por analizador de tecnología láser. Las partículas fueron caracterizadas por microscopías óptica y electrónica de barrido, y análisis por difracción electrónica de Rayos X. Los resultados obtenidos mostraron una relación directa entre el tipo y la cantidad de las partículas presentes y las características generales de las ciudades. Introducción Actualmente el creciente impacto de las actividades humanas en el ambiente es una de las preocupaciones de la comunidad internacional. Estos impactos normalmente se estudian localmente pero están tomándose en cuenta con mayor frecuencia los efectos globales en la salud del ser humano y el medioambiente. La ciencia es la herramienta para identificar la naturaleza y magnitud de los impactos y establecer la necesidad de regulaciones en los procesos. Sólo si hay una mejora continua del conocimiento en la polución medioambiental y las posibilidades de control, los impactos en los ecosistemas se pueden predecir adecuadamente y los efectos de los cambios locales, regionales, nacionales e internacionales se evalúan apropiadamente. El objetivo del presente trabajo es estudiar la calidad del aire en la Provincia de Buenos Aires por medio del análisis de diversos contaminantes en diferentes puntos seleccionados por su ubicación y densidad de población, tratando de establecer una relación entre los comportamientos sociales, las situaciones económicas, etc. No sólo se estudiaron áreas densamente pobladas y sus ambientes industriales, también fueron consideradas otras áreas con densidades medias y bajas. Experimental Las mediciones fueron hechas en diferentes ciudades de la Provincia de Buenos Aires. Los niveles de contaminantes establecidos en las normas argentinas para la calidad de aire ambiente siguen los valores fijados por la Agencia de la Protección del Ambiente de Estados Unidos. Las ciudades estudiadas son La Plata, Pergamino, Chacabuco, Mar del Plata, Bahía Blanca, Trenque Lauquen, Olavarría, 9 de Julio, Saladillo y San Nicolás. Los gases fueron medidos por un sistema de monitoreo que incluyó una estación remota localizada en cada ciudad y una estación central que recibió los datos por medio de un sistema de telefonía celular localizada en la Facultad Regional San Nicolás. Las mediciones se realizaron por la tecnología de sensores electroquímicos. También se estudió la presencia de partículas, determinando concentraciones y distribución del tamaño y analizando sus características fisicoquímicas. La agresividad del contaminante depende principalmente de su concentración en la atmósfera. Por consiguiente, el nivel de polución en una región no depende solamente de las fuentes sino también de la dispersión en el aire de los agentes contaminantes. Esto está directamente relacionado con las condiciones meteorológicas del área, especialmente los vientos, las lluvias, y el perfil de temperatura de la atmósfera circundante, parámetros que también fueron determinados en el presente estudio


usando una estación meteorológica Davis Monitor II (EE.UU.). También se consultaron los datos suministrados por el Servicio Meteorológico Nacional. En este estudio se analizó específicamente la polución vehicular. Para este propósito los equipos de monitoreo se instalaron en el centro de las ciudades para determinar la concentración de los contaminantes. El número de habitantes y la densidad vehicular fueron analizados para inferir los valores correspondientes a otras ciudades con características similares, incluyendo características geográficas como la proximidad de la ciudad al mar, la presencia de corredores de viento, etc. Resultados y discusión La evolución de la calidad del aire se estudió analizando la concentración de CO como el más representativo. Los otros contaminantes primarios analizados mostraron evoluciones similares. La concentración de ozono no sólo depende de la cantidad presente de gases generadores sino también de las condiciones del tiempo locales y estacionales. Los datos obtenidos fueron analizados teniendo en cuenta sus variaciones en relación a factores sociales, comerciales, económicos, medios circundantes, etc. Los valores de concentración de CO presentados en la figura corresponden al promedio de los valores más altos determinados en cada sitio de análisis, que se han repetido al menos seis veces. Otros valores han sido inferidos en función de las características locales de densidad vehicular y de población y entorno geográfico. En relación al análisis de PM se presenta un preciso detalle de las características encontradas en ciudades con diferencias notables en sus actividades principales. Este contaminante muestra composiciones muy diferentes que dependen de sus ambientes de origen: urbano, industrial y rural. Urbano: Es posible observar la presencia de nucleamientos de pequeñas partículas sobre otras más grandes aglomeradas con contenidos importantes de carbono. Rural: Presenta una composición típica con presencia de polvo atmosférico, con partículas de tierra en suspensión y partículas biológicas como polen. Las composiciones químicas son similares a las de los compuestos sílicoaluminosos como las arcillas y los feldespatos. Industrial: Las partículas presentes son las típicas de la polución vehicular y se observan además aquellas originadas en procesos industriales de alta temperatura como metalúrgicos, del acero o metal mecánicos, con sus características formas esféricas.

Figura: Ubicación de las ciudades en la Provincia de Buenos Aires. �Sitios analizados Sitios inferidos �CO concentración en ppm.

Conclusiones Durante el desarrollo de este trabajo se determinó la influencia de diferentes factores en los niveles de polución locales en varias ciudades de provincia de Buenos Aires. Estos factores son las actividades social y comercial, la situación económica, la situación relativa con respecto al mar, etc. Los niveles determinados de concentración de contaminantes en las diferentes ciudades analizadas resultaron dentro de los límites establecidos en las regulaciones argentinas. Agradecimientos Los autores desean agradecer a la ANPCyT y a la CIC por el apoyo financiero.

PROIMCA 2007 5

CALIDAD DE AIRE EN LA CIUDAD DE RAFAELA

N. Quaranta1*, M. Unsen1, C. Giansiracusa1 M.C. Panigatti2, C. Griffa2, R. Bolgione2, D. Cassina2

1Grupo de Estudios Ambientales. Facultad Regional San Nicolás. UTN

Colón 332. (2900) San Nicolás. Buenos Aries. *Investigador CIC [email protected]

2Facultad Regional Rafaela. UTN

Bv. Roca 989. (2300) Rafaela. Santa Fe. Categoría: Trabajo científico. Área: I-1 Contaminación urbana y vehicular Palabras claves: Calidad de aire. Contaminación vehicular. CO. Introducción Dentro del ambiente urbano la calidad del aire es afectada fundamentalmente por presencia de sustancias que provienen de los procesos de combustión producidos en los vehículos de transporte público y privado. Los contaminantes primarios más importantes son CO, NOx, SO2, HC, y material particulado. En el presente trabajo se estudia la calidad del aire en zona céntrica de la ciudad de Rafaela, provincia de Santa Fe, Argentina. La ciudad de Rafaela se encuentra en la zona centro-oeste de la provincia de Santa Fe. Su población es de 82.530 habitantes y cuenta con un parque automotor de alrededor de 59.679 vehículos. (Datos de INDEC Censo 2001 y RNRPA 2007).

Desarrollo del trabajo Las mediciones de calidad de aire se han realizado durante los meses de diciembre de 2005 y enero-febrero de 2006, con el fin de tener representados períodos laborales y de vacaciones tanto escolares como generales. Para ello se instaló un equipo automático de análisis con tecnología de sensores electroquímicos para determinar los niveles de los gases NOx, CO, HC, SO2, O3, y tecnología de medición láser para el material particulado con tamaños de partícula inferior a 10 µm (PM10). En la Figura 1 se muestra una fotografía del equipo utilizado y la ubicación del sitio de monitoreo, en el mapa de la zona céntrica de la ciudad. Los niveles de contaminación fueron registrados por un sistema de monitoreo continuo que incluye la estación remota mencionada, ubicada en Rafaela y una estación central receptora de los datos, instalada en la Facultad Regional San Nicolás. Los datos son recibidos a través de un sistema de telefonía celular y según el programa de monitoreo establecido, representan promedios horarios de los contaminantes mencionados.

Figura 1: Ubicación de la estación remota de control de calidad de aire. Resultados obtenidos Los valores registrados de los contaminantes se encuentran por debajo de los estándares establecidos por las normas de calidad de aire argentinas, y de la EPA (Environmental Protection Agency), de Estados Unidos. Los contaminantes primarios presentan un comportamiento similar a lo largo del día, y en los distintos días de la semana. Por ello, se ha tomado el monóxido de carbono como el gas más representativo y se muestran los gráficos siguientes teniendo en cuenta este gas.


En la Figura 2 se muestra el comportamiento típico de un día laborable y de un día de vacaciones. Los valores graficados corresponden a promedios horarios. Se observa una clara diferencia en los rangos horarios de mayores concentraciones, esto es de mayores actividades vehiculares. Durante la jornada laborable se observan máximos en los rangos horarios de 7:00-8:00, 12:00-13:00 y 16:00-17:00. El primero de ellos se corresponde con el inicio de las actividades escolares y laborales en general, los otros dos coinciden con actividades escolares y comerciales. La jornada típica durante el periodo de vacaciones en cambio presenta valores máximos en el rango horario 18:00 a 24:00, y se interpreta como actividades comerciales en su inicio y de recreación posteriormente.

Figura 2: Promedios horarios de CO

Figura 3: Niveles promedio diarios durante los diferentes días de la semana. La Figura 3 muestra las concentraciones expresadas en promedios diarios correspondientes a una semana laborable y otra de vacaciones. Se aprecia un comportamiento similar en ambos periodos, observándose un ascenso en los niveles correspondientes a los días viernes y sábados. Conclusiones En este trabajo se analizó la calidad de aire en la zona céntrica de la ciudad de Rafaela durante periodos laborable y de vacaciones. Se observaron comportamientos diferenciados entre las jornadas típicas de ambos, resultando con valores máximos similares pero en diferentes rangos horarios. Los niveles determinados de concentración resultaron dentro de los estándares establecidos en las regulaciones argentinas y en la EPA (EEUU). Agradecimientos Los autores agradecen a la ANPCyT y a la CIC por el apoyo económico recibido.

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CO

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Lunes Martes Miércoles Jueves Viernes Sábado Domingo

CO

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Laborable Vacaciones

PROIMCA 2007 7

MODELO EN TIEMPO INVERSO Y RÉGIMEN DINÁMICO PARA EVALUAR EMISIONES A PARTIR DE MONITOREO DE INM ISIÓN

Pablo A. Tarela

Grupo de Modelización y Simulación de Dispersión de Contaminantes Facultad Regional Delta, Universidad Tecnológica Nacional

San Martín 1171 (2804) Campana, Buenos Aires. (03489) 42-0400 [email protected]

Categoría: Trabajo Científico Área: Calidad de Aire, Modelos de Dispersión Palabras clave: modelo matemático, problema inverso, modelo Lagrangeano. Resumen El problema de determinar el impacto de fuentes de emisión de contaminantes a partir de las tasas de emisión de masa es clásico, y para abordarlo existen numerosas técnicas numéricas. El problema inverso, consistente en determinar el origen e intensidad de la fuente que da lugar a la concentración de contaminantes medida en un punto de inmisión, es mucho menos frecuente, y no hay técnicas de cálculo estandarizadas en el campo de la ingeniería ambiental. En este trabajo se muestra la viabilidad de aplicar un modelo de seguimiento de partículas en modo inverso, en la resolución del segundo problema mencionado. La comunicación presenta un modelo computacional para simular el transporte de contaminantes y material particulado en flujos turbulentos complejos. Se describen brevemente los aspectos teóricos del modelo, basado en la técnica de simulación por seguimiento de partículas Lagrangeanas. Se revisan los detalles del desarrollo del modelo matemático, y de su implementación computacional. El modelo permite simular el transporte de contaminantes en flujos no permanentes, a través de la superposición de los efectos de advección, difusión efectiva, empuje (flotación y sedimentación) y reacción. Se muestran algunas validaciones del modelo, comparando sus resultados con los de soluciones analíticas. Se presenta una aplicación relacionada con la determinación del origen de emisiones de compuestos orgánicos volátiles en un Polo Industrial. En los puntos de inmisión se miden las concentraciones de benceno, tolueno y xilenos mediante el uso de un cromatógrafo portátil. Las mediciones se realizan con el apoyo de una estación meteorológica que registra las condiciones atmosféricas en forma continua, las cuales sirven para alimentar el modelo. El uso del modelo permite descartar fuentes potenciales e incluso visualizar otras inicialmente no consideradas, demostrando la potencialidad de la metodología propuesta. Finalmente se realizan algunos comentarios referidos a las nuevas etapas del desarrollo del modelo, que involucran la paralelización del código y el desarrollo de una herramienta de visualización.

PROIMCA 2007 9

MONITOREO DE DIÓXIDO DE NITRÓGENO EN LA ZONA CÉNTRI CA DE LA CIUDAD DE ROSARIO MEDIANTE EQUIPOS PASIVOS

Daniel Andrés, Eduardo Ferrero, César Mackler, Eduardo Santambrosio y Daniela Mastrángelo

Grupo de Estudios Sobre Energía y Medio Ambiente (G.E.S.E.) Facultad Regional Rosario, Universidad Tecnológica Nacional.

Estanislao Zeballos 1341 Tel (0341) 4484909 [email protected]

Categoría: Trabajo Científico Área: Contaminación urbana y vehicular Palabras claves: contaminación, aire, óxidos de nitrógeno, equipos pasivos Introducción Mediante este trabajo se pretende comunicar la importancia de los equipos pasivos en la determinación de la distribución espacial de la contaminación del aire y su utilización para la evaluación y la programación de políticas públicas relacionadas con el cuidado del recurso. Desde el año 2004, mediante un convenio con la Municipalidad de Rosario, se está llevando a cabo un programa de monitoreo de aire en la zona céntrica de la ciudad. Se mide la concentración de óxidos de nitrógeno, debido a que los mismos son indicativos de la contaminación por el transporte automotor, ya que todo tipo de vehículo de combustión interna (naftero, gasolero o que utiliza GNC) emite estas sustancias. En este caso particular se analizan, en función del monitoreo que se está llevando a cabo de NO2, las posibles implicancias sobre el aire que tendría la restricción de la circulación de vehículos particulares en el microcentro de la ciudad. Dicha zona tuvo desde el año 1994 hasta el año 2001, restringida la circulación de automóviles particulares, sólo se permitía el transporte urbano de pasajeros (ómnibus y taxis). Monitoreo - Resultados El dióxido de nitrógeno fue muestreado mediante tubos Palmes, un sistema de monitoreo pasivo, que se basa en la difusión molecular del contaminante en el aire, en el interior de un tubo plástico y su absorción sobre un sustrato específico. Luego de la exposición durante un mes, las muestras son llevadas al laboratorio donde se desorbe el contaminante y se lo analiza cuantitativamente. En este proyecto de mide NO2 en 13 sitios del centro de la ciudad, determinando concentraciones promedio mensuales. Los puntos de muestreo se ubicaron en los siguientes lugares (ver figura): 1: Entre Ríos y Rioja – 2: Mendoza y Moreno – 3: Paraguay y Rioja – 4: Sarmiento y San Lorenzo 5: Bacón de Maua y S. Luis – 6: Entre Ríos y Urquiza – 7: Santa Fe y Corrientes – 8: Córdoba y San Martín – 9: Salta y Moreno – 10: Zeballos y Entre Ríos – 11: Plaza Sarmiento – 12: 9 de Julio y Bs.As. 13: Maipú y Rioja En la Tabla Nº1 se indican los promedios de cada sitio de medición desde el comienzo del monitoreo (octubre de 2004) hasta diciembre del año 2005.

Tabla Nº1: Promedio de concentraciones de contaminantes para cada estación desde octubre de

2004 hasta diciembre de 2005

Estación NO2 (µg/m3) Entre Ríos y Rioja Mendoza y Moreno Paraguay y Rioja Sarmiento y San Lorenzo Barón de Maua y S. Luis Entre Ríos y Urquiza Santa Fe y Corrientes Córdoba y San Martín Salta y Moreno UTN-FRR Plaza Sarmiento 9 de Julio y Bs.As. Maipú y Rioja

39 41 56 64 44 57 52 29 46 39 50 41 49


Zona de circulación restr ingida

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Los 5 sitios con las mayores concentraciones se encuentran en la zona de borde del microcentro, o en un anillo de no más de dos cuadras, zona donde nunca hubo restricción de tránsito. Sin poder tener una comparación con los niveles de NO2 que había antes de la apertura, ya que no se medía, podemos suponer que si se restringiera nuevamente el tránsito, la circulación aumentaría en los límites de dicha zona, aumentando en consecuencia los niveles de NO2 en esos lugares, que son los que actualmente presentan mayores concentraciones, produciendo un efecto no deseado. Obviamente los niveles dentro del microcentro, ante la restricción de tránsito en el mismo, tenderían a disminuir, pero la situación interna (ver Entre Ríos y Rioja), desde el punto de vista ambiental, no es comparativamente de las más problemáticas. La apertura, produce más bien una homogeneización del tránsito, y esto desde el punto de vista ambiental, es positivo. Por supuesto no es lo óptimo, ya que se debería utilizar menos el automóvil particular, pero en esta modalidad tiene una influencia mínima la apertura o cierre del microcentro, debido a que el área del mismo es muy pequeña como para inducir a que se utilice significativamente menos el automóvil particular por su cierre. Conclusiones 1- Deberían implementarse medidas que tiendan a la menor utilización del automóvil particular para disminuir los niveles de concentración de contaminantes en el aire. 2- La posibilidad de restricción vehicular en el microcentro no promovería la menor utilización de los automóviles particulares e incrementaría la circulación en las zonas de borde, que son las que actualmente presentan las mayores concentraciones.

PROIMCA 2007 11

CALIDAD DEL AIRE EN EL MICROCENTRO DE LA CIUDAD DE SANTA FE Y SUS ALREDEDORES: ACTUALIDAD, TENDENCIAS Y ALTERNA TIVAS

Carlos Pacheco, Sebastián Rusillo, Romina Ghirardi y Claudio Enrique

Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Santa Fe Grupo de Estudios Sobre Energía

Lavaise 610 C.P.: S3004EWB, Santa Fe, Argentina. Tel.:+ 54 342 4697858

E-mail: [email protected] Categoría: Trabajo Científico - Área: Contaminación urbana y vehicular Palabras claves: calidad del aire, vegetación urbana; modelación de sistemas ambientales. El presente trabajo se desprende de datos obtenidos y analizados en el marco del Proyecto 25/O81 “Gestión de Tránsito en la Ciudad de Santa Fe”, desarrollado por integrantes del Grupo de Estudios Sobre Energías, G.E.S.E., y el Grupo de Estudio en Transporte, G.E.TRANS., de la Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Santa Fe. Uno de los problemas más frecuentes que presentan las ciudades de este mundo globalizado son la congestión y la contaminación provocada por el parque vehicular. Grandes volúmenes de contaminantes se vuelcan diariamente en los centros urbanos y se promueven altas concentraciones en el ambiente que respiran millones de personas. El desarrollo industrial y el creciente aumento en el uso de vehículos de transporte son símbolos de crecimiento económico, pero contribuyen paradójicamente al deterioro de la salud de quienes los utilizan, y disminuyen así su calidad de vida. Junto a un marcado crecimiento urbanístico, la falta de planificación, y deficiencias en las regulaciones ambientales, se ha originado un grave deterioro de la salud y del medio ambiente. Por otra parte, los árboles y arbustos son los integrantes más importantes y notables de los espacios verdes urbanos y consecuentemente, son fundamentales para lograr un ambiente adecuado a las necesidades de una buena calidad de vida para los habitantes de las ciudades. Según Nilsson y Randrup (1998), entre sus acciones positivas pueden mencionarse: la intercepción de partículas y absorción de contaminantes gaseosos como los dióxidos de azufre y nitrógeno; la formación de compuestos orgánicos volátiles; la influencia moderadora en las temperaturas elevadas; la acción positiva que su visión ejerce en la disminución de los niveles de estrés y en la recuperación de la salud y la producción de energía a través de su biomasa. Teniendo en cuenta lo anteriormente expuesto se presentan los siguientes objetivos:

• Medir y analizar la contaminación producida por el transporte urbano a través de los polutantes atmosféricos: monóxido de carbono (CO); ozono (O3); dióxido de azufre (SO2); material particulado inferior a 10 micrones (PM10); hidrocarburos no metanos (HCNM); y dióxido de nitrógeno (NO2).

• Estudiar si existe diferencia en la presencia de contaminantes atmosféricos en el micro y macro centro de la ciudad de Santa Fe en relación a las características del arbolado público presente en cada zona.

• Predecir escenarios futuros de la atmósfera del centro y microcentro santafesino, a través del modelo de Dinámica de Sistemas “Calidad de Aire 1”. Para escoger las arterias más representativas del área de estudio se utilizaron datos de mediciones preliminares realizadas a partir del año 2001. Se tuvieron en cuenta los puntos más conflictivos de la zona, donde se efectuaron mediciones volumétricas de tránsito a fin de estimar el flujo vehicular y determinar los niveles de servicio. Esta selección se realizó definiendo primeramente algunos criterios de clasificación y jerarquización vial con el objetivo de fijar las funciones propias de cada una de las vías, de manera que satisfagan las necesidades de movilidad urbana. El equipo de medición es un analizador de calidad de aire portátil que realiza una medición simultánea de concentración de gases, material particulado y ruido mediante sensores electroquímicos (específicos para cada gas), el principio de dispersión de luz y un medidor de nivel sonoro incorporado en el equipo, respectivamente. Con estos resultados se han identificado las áreas con mayor concentración de contaminantes, con el fin de compararlos con valores e indicadores según normas y reglamentaciones vigentes referentes. Luego de realizadas las mediciones, los datos registrados son corregidos a presión y temperatura estándar para poder comparar con los valores asignados en las Concentraciones Admisibles para Periodos Cortos (C.A.P.C.). El análisis comparativo de los ambientes se realizó mediante búsqueda de diferencias significativas en los ambientes estudiados. Para esto se utilizaron análisis Multivariados (ANOVA). Para el análisis


del papel de la vegetación, se utilizó un modelo denominado UFORE - Urban Forest Effects -, que se ha puesto en práctica en países del hemisferio norte para analizar la utilidad de la vegetación urbana y realizar planes de gestión adecuados. Otro de los estudios realizados dentro del proyecto fue analizar el aire urbano del centro santafesino de manera de predecir escenarios futuros mediante el empleo de un modelo de Dinámica de Sistemas conocido como “Calidad de Aire 1”. El mismo tiene en cuenta la influencia del parque automotor en la contaminación del aire urbano; particularmente en este caso, para el centro santafesino. Específicamente, predice las emisiones y las inmisiones de cinco contaminantes de modo simultáneo: CO2; CO; NO2; SO2; y VOC´s. Para las últimas, considera la influencia de la velocidad y la dirección del viento; el tiempo de vida media de cada contaminante; y simultáneamente, la ausencia o la presencia de la lluvia como “arrastre” de los contaminantes. Se ha avanzado en el uso de este modelo, tratando de que no sólo dé resultados del tipo cualitativos sino también cuantitativos. Para ello, se han ajustado los valores de algunas variables respecto al centro santafesino. Pero primero se ha debido validar o “calibrar” el modelo, comparando los valores medidos - máximos, promedios, y mínimos - con los datos obtenidos mediante la simulación, dado que se trata de un sistema ambiental, los cuales son altamente inestables, contraintuitivos y, consecuentemente, imposibles de predecir con exactitud y precisión a medio y largo plazo. Algunos de los resultados obtenidos nos permiten decir que la composición del parque vehicular que circula por el centro santafesino está constituida por autos, taxis, remises, y utilitarios, en su mayor proporción (promedio: 83 %); por motocicletas y ciclomotores (10,5 %); colectivos (5,5 %), y camiones (1 %). También se han graficado los valores por ronda para cada polutante, de modo de poder ubicar cual es la esquina conflictiva para cada tipo de contaminante. Específicamente, el 1º lugar pertenece a Lisandro de la Torre y San Jerónimo; el 2º a Mendoza y 9 de Julio; mientras que el 3º está compartido entre Mendoza y 25 de Mayo, y Salta y 9 de Julio. Los espacios verdes del centro y microcentro de la ciudad de Santa Fe cubren aproximadamente un 5% de la zona. Los ambientes que componen la zona seleccionada para este trabajo revisten de verde un 3 % - 33.818,7 m2 - de la zona, con una densidad de ejemplares - entre árboles y arbustos - de 0,0062 individuo/m2. En relación al papel de la vegetación, cabe destacar que la concentración de contaminantes varía en relación a las zonas de medición. En general las zonas que se diferencian son aquellas que cuentan con una diferente cobertura vegetal y se han determinado especies con capacidades distintas de absorción y una de las últimas tareas realizadas en el marco de este proyecto consistió en estudiar la percepción que tiene la gente sobre la contaminación atmosférica del centro de la ciudad. Para ello, se han diseñado y puesto en práctica encuestas dirigidas a personas que circulan por dicha área urbana, con el fin de incorporar la visión del afectado, dado que consideramos vital la opinión de la ciudadanía en el estudio de los sistemas socioambientales. De manera resumida, las conclusiones arribadas permiten decir que la gente conoce y está informada sobre la contaminación del aire y los trastornos provocados por el ruido. En el presente existen problemas con ambos tipos de contaminación, y han sido cuantificados como moderados. Todos han respondido que la contaminación atmosférica trae algún tipo de consecuencias, y que está afectando a la salud de la población. Las fuentes asociadas son los vehículos que circulan, más la basura presente en las calles del área de estudio. Lo que resulta llamativo, y de muy buena impresión, es que el 100 % encuestado cree que puede contribuir a solucionar el problema. Las acciones están vinculadas a: la generación de residuos - reciclando y generando menor cantidad de basura -; el cuidado de la atmósfera – manteniendo en buen estado el vehículo y plantando árboles -; la educación ambiental; y el apoyo a campañas a favor del medio ambiente. La mayoría considera que esta tarea debe realizarla el estado junto a la población. También considera que hay instituciones que deben trabajar en el tema del aire, aunque existe un marcado desconocimiento sobre quienes lo hacen en la actualidad. Los resultados obtenidos muestran que actualmente no tenemos situaciones límites para la calidad del aire del centro de la ciudad. De todos modos, deben tenerse en cuenta otras series de datos donde están comprendidos los valores máximos, promedios, y mínimos para poder vislumbrar el comportamiento del aire urbano santafesino. No olvidemos que estamos analizando un sistema que se caracteriza por ser altamente inestable, generalmente impredecible, donde existen permanentemente cambios de las condiciones ambientales. Referencia Nilson, K. y Randrup T. B., Silvicultura urbana y periurbana. Actas del XI Congreso Forestal Mundial 1: 87-101 (1988). Antalya, Turquía.

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COMPARACIÓN DE MODELOS DE DISPERSIÓN EN EL MODELADO DE EMISIONES GASEOSAS INDUSTRIALES EN EL GRAN MENDOZA

David Allende y S. Enrique Puliafito

Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Mendoza

Cnel. Rodríguez 273, Mendoza, Argentina Tel ++54 (0261) 42288790; [email protected]

Categoría : Trabajo científico Área : Modelos de dispersión Palabras claves : comparación de modelos, calidad de aire, Gran Mendoza 1. Introducción El surgimiento de nuevos modelos de calidad de aire implica la pregunta sobre el comportamiento de los mismos respecto a otros de amplio uso. Es por ello que se desarrolla este estudio para comparar la performance de varios códigos conocidos y ampliamente utilizados para poder así considerar a éstos como una herramienta válida para la evaluación de la calidad del aire. Se presenta en este trabajo una comparación entre tres modelos de dispersión de contaminantes gaussianos. Los códigos elegidos para la simulación fueron: ISCST3, AERMOD y CALPUFF. 2. Metodología El estudio consiste en dos partes:

2.1. Análisis de las emisiones de una fuente genéri ca puntual en terreno plano y simple Se procesaron 24 horas de datos meteorológicos correspondientes al sitio seleccionado. Se organizó la información meteorológica disponible en superficie y en altura con AERMET para el modelado en AERMOD. Para el modelado en ISC3 y en CALPUFF se ha generado un archivo meteorológico del tipo ISC3 extendido, con datos adicionales para el cálculo de deposición seca y húmeda a partir de datos de observación en estación meteorológica. Para este estudio se eligió una chimenea que emite óxidos de nitrógeno (NOx).

2.2. Estudio de simulación de las emisiones gaseosa s de las principales fuentes

industriales en condiciones atmosféricas reales en la zona del Gran Mendoza. El escenario base considera las emisiones de dióxido de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOx) provenientes de 21 fuentes puntuales que representan las principales fuentes industriales de emisión cercanas al Gran Mendoza, con su respectiva ubicación georeferenciada. Los datos de emisiones se suponen constantes. Se trabajó con elevaciones y características del terreno reales y condiciones meteorológicas históricas correspondientes a un año completo. Finalmente, se observaron todos los resultados y se compararon con datos de monitoreo. 3. Resultados y conclusiones AERMOD y CALPUFF presentan valores similares en concentraciones a nivel del suelo, sobre todo en la dirección principal del viento. ISC3, en cambio, predice valores más pequeños debido a que este código calcula mayores alturas de capa de mezcla. La distribución de la pluma de contaminantes es similar en AERMOD y en ISC3, pero difiere en CALPUFF, por ser este último un modelo más refinado (ver figura 1). La pluma generada en CALPUFF presenta una forma más realista, dando una representación más adecuada de la situación. Sin embargo, a pesar de las diferencias, los tres modelos parecen representar adecuadamente la situación real de calidad de aire presentada. Los datos de monitoreo resultaron corroborados en promedio, durante períodos de tiempo grandes, observándose las principales variaciones en los valores extremos.


Figura 1 – Promedio de concentraciones diarias de SO2 calculadas con CALPUFF. Los triángulos blancos representan las fuentes de emisión y las líneas blancas calles de la ciudad.

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MONITOREO DE LA RADIACIÓN SOLAR GLOBAL VISIBLE: EST UDIO DEL IMPACTO DE LA POLUCIÓN URBANA

E. Wolfram 1*, C.I. Repetto 2, J.C. Dworniczak 1,2, R. D’elia 1, E.J. Quel 1

1. Centro de Investigaciones en Láseres y Aplicaciones CEILAP (CITEFA-CONICET) Juan B. de la Salle 4397, Villa Martelli, Pcia. Buenos Aires, Argentina. CP B1603ALO

Tel: 011-47098100 int 1410. email: [email protected]

2. Secretaría de Ciencia y Tecnología, Facultad Regional Buenos Aires, UTN

Medrano 981 Tel (011) 48677500 Categoría: Trabajo Científico Área: Calidad del Aire – Contaminación Urbana y Vehicular Palabras claves: radiación solar, contaminación, aerosoles Introducción Las partículas pequeñas suspendidas en el aire, comúnmente llamadas aerosoles, pueden tener un efecto significativo sobre la transmisión de la radiación solar que llega a la superficie de la Tierra. La magnitud de este efecto es altamente variable, dependiendo del número de partículas y sus propiedades físicas y químicas. Estas partículas son frecuentemente encontradas en la parte más baja de la tropósfera (la capa límite) y están a menudo asociadas con la contaminación atmosférica. Buenos Aires es una mega ciudad con niveles de contaminación entre los más altos de Latinoamérica. No obstante esto, su topografía plana favorece que los vientos limpien frecuentemente la atmósfera, siendo común observar cielos tan azules como los existentes en atmósferas características de zonas rurales. Indudablemente, la cuidad de Buenos Aires es una fuente local de polución urbana que prácticamente no descansa, por lo que la misma circulación de vientos limpia ciertas zonas o acumula la polución en zonas ubicadas viento abajo de las zonas fuente. Esta conexión aparente entre la concentración de los poluentes y los vientos es lo que motivó el presente trabajo de investigación de la División Lidar del CEILAP en conjunto con la SeCyT UTN-FRBA. Trabajos de investigación previos sugirieron que los espesores ópticos medidos por fotómetros solares en la zona norte de la ciudad de Buenos Aires, específicamente en la localidad de Villa Martelli donde se encuentra el CEILAP, presentaban valores medios más bajos que los comparables para otras grandes ciudades de Latinoamérica. Sin embargo, en ciertas circunstancias meteorológicas, se producen eventos de reducción significativa [1] de la radiación solar en superficie asociados con masas de aire cargadas de polución urbana que se desplazan e interponen entre el Sol y el campo de vista de los instrumentos. 2. Metodología empleada Con el propósito de evaluar la influencia de los vientos en la distribución de la carga de aerosoles atmosféricos, se diseñó la siguiente experiencia: monitorear simultáneamente la radiación solar global visible en dos puntos de la cuidad de Buenos Aires, y correlacionar las diferencias relativas entre las mediciones de estos dos instrumentos con la direcciones de los vientos en superficie. Para este trabajo puntual se utilizaron los datos medidos en la Estación de Sensado Remoto Pasivo del CELIAP (ESRP) ubicada en Villa Martelli y del piranómetro Kipp & Zonen Holland ubicado en la SeCyT UTN-FRBA en la sede de Medrano 951 de la Cuidad Autónoma de Buenos Aires, Una descripción detallada de la ESRP que la División Lidar del CEILAP tiene operativa en Villa Martelli puede encontrarse en la referencia [2]. En particular para este trabajo y en esta etapa de la investigación sólo fueron empleados el piranómetro – Kipp & Zonen Holland – rango espectral entre 305nm y 2800nm para medir radiación solar global visible, la estación meteorológica digital Davis Vantage Pro2 para el registro de las condiciones meteorológicas, en particular la dirección y velocidad del viento, y el fotómetro solar perteneciente a la red ARONET7NASA [3]. Los piranómetros son sensores pasivos compuestos por termocuplas que entregan un valor de tensión de salida (en general menor que 5 mV) proporcional a la radiación recibida por los mismos. Los valores de radiación medidos por los piranómetros son actualizados y almacenados en tiempo real, utilizando software y hardware de adquisición diseñado para este propósito. El hardware de adquisición cuenta con conversores analógico-digitales de 8 bits y etapas amplificadoras con amplificadores de instrumentación para mejorar la sensibilidad del sistema de adquisición. Se toman muestras a una frecuencia de 2 muestras por segundo, y el promedio de las mismas es almacenado y


presentado gráficamente cada minuto. El software realiza los cálculos necesarios para convertir los valores de tensión en valores de radiación. Previamente a la etapa de monitoreo simultáneo de la radiación, se realizó una comparación in situ de ambos piranómetros para asegurarse que la radiación solar medida por los dos instrumentos estuviera dentro de la precisión fijada por el fabricante y los datos fueran comparables. Mediciones

Fig. 1. Piranómetros CEILAP y UTN, y dirección de

vientos en superficie

Fig. 2. Diferencias absolutas entre piranómetros

Debido a que las nubes enmascaran la atenuación producida por los aerosoles, se seleccionaron días claros o con cobertura nubosa menor que una octava. Se estudiaron diferentes situaciones meteorológicas en las cuales las mediciones de radiación solar presentan coincidencias o diferencias absolutas que fueron correlacionadas con la dirección del viento en superficie. A modo de ejemplo de este estudio, se presentan las curvas de radiación solar global medidas por los piranómetros del CEILAP y de la SeCyT-UTN (Fig.1). En la misma es posible apreciar que antes del mediodía solar (13 hs aprox.), en donde se alcanza el máximo de radiación global en superficie, para un día despejado, el piranómetro UTN presenta valores de radiación levemente menores que el piranómetro CEILAP, observándose coincidencias para las horas de la tarde. Esta situación es posible evidenciarla mejor observando el gráfico de la diferencia absoluta entre ambos piranómetros en función del tiempo para ese día (Fig.2). La evolución temporal de los vientos en superficie para ese mismo día de estudio, marca una rotación del cuadrante noroeste al cuadrante este-noreste (Fig.1). Debido a que el centro de la ciudad Autónoma de Buenos Aires se encuentra viento abajo con respecto al piranómetro CEILAP para las horas de la mañana, la fuente local de polución urbana que representa la ciudad no tiene influencia en la carga aerosólica que atenúa la radiación para las horas de la mañana, mientras que la rotación del viento en las horas de la tarde al cuadrante este-sureste, alinea los dos piranómetros con la fuente local de polución urbana, haciendo que ambos piranómetros midan lo mismo. La evolución del espesor óptico en siete longitudes de onda (entre 340 nm y 1020nm) medidas por el fotómetro solar de la red AERONET (Fig.3) refleja el contenido de aerosoles presente en la atmósfera. 3. Conclusiones En el presente trabajo se pone en evidencia la correlación entre la distribución de aerosoles y los vientos en superficie para el entorno de la ciudad de Buenos Aires. Se prevé sistematizar este estudio contemplando distintas situaciones meteorológicas y sumar al monitoreo de estos eventos el sistema lidar de

Fig. 3 Espesores ópticos del fotómetro solar.

retrodifusión que posee el CEILAP. 4. Referencias 1. Wolfram E., et al. Estudio de la atenuación de la radiación solar por aerosoles sobre Buenos Aires durante un evento extremo ocurrido en 2003. Anales AFA, Bahía Blanca 2004, 16, 279 - 282, 2005. 2. Wolfram E., et al. Estudios ambientales en el CEILAP con técnicas de sensado remoto. IV Congreso Ambiental 2003, PRODEA, Univ. Nac. de San Juan. 2003. 3. Holben, B.N, et al. AERONET- A Federated Instrument Network and Data Achieve for Aerosol Characterization, Remote Sens. 12, 1147-1163, 1991.

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MODELACIÓN Y MONITOREO DE LA CALIDAD DEL AIRE EN EL POLO PETROQUÍMICO DE BAHÍA BLANCA

Enrique Puliafito1, Fernando Rey Saravia2, Marcelo Pereira2, Marcia Pagani2

1 Universidad Tecnológica Nacional / CONICET Cnel. Rodríguez 273, 5500 Mendoza, Argentina

Tel ++54 (261) 4288790, Fax ++54 (261) 5244531 [email protected]

2 Comité Técnico Ejecutivo de la Municipalidad de Bahía Blanca

Provincia de Buenos Aires Categoría : Trabajo científico Área: Monitoreo de gases y partículas Palabras claves: calidad de aire, contaminación, monitoreo La calidad del aire en la zona de Bahía Blanca y el Puerto de Ingeniero White se halla fuertemente influenciada por la actividad industrial del Polo Petroquímico. La Municipalidad de Bahía Blanca ha establecido un programa de monitoreo de calidad del aire denominado Plan Integral de Monitoreo del Polo Petroquímico y Área Portuaria del Distrito de Bahía Blanca (P.I.M.), estableciéndose un Comité Técnico Ejecutivo (CTE) encargado de controlar la calidad del aire del Polo. Este programa tiene por objetivos principales: a) Determinar la congruencia con las normas de calidad del aire vigentes, b) Estimar niveles de exposición en la población y ambiente, c) Informar al público sobre la calidad del aire, d) Conformar una base de datos de concentraciones ambientales y meteorología, e) Evaluar tendencias de los niveles de concentración de contaminantes, f) Ubicar e identificar fuentes de emisión, g) Evaluar inventarios de emisiones y modelos. A fin de realizar el estudio de calidad del aire y dar cumplimiento a los objetivos enunciados, se están realizando los siguientes pasos: a) Elaboración de un inventario de emisiones, usando declaraciones juradas y mediciones en chimeneas entre los años 2001 a 2005, b) Monitoreo de la calidad del aire con estaciones de monitoreo automático a partir del año 1997, c) Muestreo de contaminantes específicos mediante cromatografía gaseosa, d) Recopilación de información meteorológica, f) Ejecución de un programa de dispersión y comparación con los datos medidos de calidad del aire. El trabajo propuesto describe en detalle cada una de estas etapas y las principales conclusiones de este estudio.

Se realizó una modelación de los principales impactos a la calidad del aire derivados de las fuentes del Polo Petroquímico. Para todas las simulaciones se usaron 5 años de datos meteorológicos horarios superficiales de Bahía Blanca tomados por el Servicio Meteorológico Nacional en el Aeropuerto Comandante Espora. Se corrió el modelo de dispersión gaussiana EPA-ISC3P usando una grilla de receptores de 10 x 8 km con 250 m de lados. Los principales resultados del monitoreo y su comparación a la norma vigente son los siguientes: a) Monóxido de carbono CO: La presencia de monóxido de carbono (CO) en el período 1997 – 2005, no supera en el área de Ing. White en el 99% de los casos, el valor promedio horario de 3 ppm. b) Dióxido de azufre SO2: En el período 1997 – 2005, los promedios horarios de dióxido de azufre (SO2) en el área de Ing. White fue en el 99% de los casos inferior a 112 ppb, como promedio horario, representando un 20 % del valor normado. En 2005 se redujo a 29 ppb horarios. La comparación con los valores obtenidos en el centro de la ciudad de Bahía Blanca muestra valores similares, no evidenciándose una tendencia. c) Material particulado PM10: La presencia de Material Particulado inferior a 10 micrones (PM10) en Ing. White en el período 1997 – 2002, fue evaluada estudiando 20988 datos horarios validados. En el 90% de los casos los promedios diarios no superan los 149µg/m3, a excepción del período noviembre-diciembre de 1998 donde se superó 11 veces la Norma de Calidad de Aire a consecuencia de los movimientos de suelo realizados en ese período con motivo del relleno generado en la zona de cangrejales por las nuevas radicaciones industriales. En el año 2005 se registraron 7 valores entre 150 y 225 µg/m3. De la comparación con la zona Centro de la ciudad de Bahía Blanca surge que los promedios horarios son superiores entre 12 y 30 µg/m3 en el Centro respecto de Ing. White, a excepción del mes de mayo de 1997. Dado el gran movimiento cerealero del Puerto, los valores de PM10 pueden superar los valores promedios diarios. Evidentemente, el PM10 es una de los parámetros más críticos de la zona portuaria;


d) Óxidos del nitrógeno NOX: En el período 1997 – 2005 los promedios horarios de óxidos de nitrógeno (NOX) se obtuvieron en un 99 % debajo de 176 ppb, en el año 2005 se redujo a 118. En conclusión el NOX se encuentra en el área de Ing. White por debajo de la Norma de Calidad de Aire a excepción de 3 oportunidades durante la campaña de monitoreo del año 1999. La simulación de las emisiones del Polo Industrial de Bahía Blanca permitió obtener una distribución geográfica de la dispersión de los contaminantes provenientes del Polo y detectar las situaciones de mayor riesgo. Los datos simulados se compararon con las mediciones obteniéndose una adecuada correlación. Los principales impactos son las emisiones de material particulado en la zona portuaria, los niveles altos horarios de óxidos de nitrógeno y zonas localizadas con altos valores de VOC especialmente en el entorno de la Refinería.

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EVALUACIÓN DE CO-EXPOSICIÓN A COMPUESTOS ORGÁNICOS VOLÁTILES Y METALES PESADOS. ANÁLISIS DE CALIDAD DE AIRE DE A LTA DEFINICIÓN

Y ESTUDIOS TOXICOLÓGICOS EN UNA POBLACIÓN INFANTIL

Pablo A. Tarela 1 y Clara M. López 2

1 Grupo de Modelización y Simulación de Dispersión de Contaminantes

Facultad Regional Delta [email protected]

2 Higiene y Seguridad Industrial, Facultad Regional Río Grande, Subsede Ushuaia

[email protected] Categoría: Trabajo Científico Área: Monitoreo de gases y partículas - Efectos sobre la salud Palabras clave: monitoreo de VOCs, plomo, toxicología, monitoreo biológico, población infantil Problema y objetivo El Polo Petroquímico de Dock Sud es una zona industrial ubicada en la ciudad de Avellaneda, al sur del encuentro del río Riachuelo y el Río de la Plata, sobre el límite con la ciudad de Buenos Aires. Entre las industrias principales existen una refinería, una central térmica, empresas de producción de sustancias químicas, y cuenta con un parque de tanques de almacenamiento que supera las 1.000 unidades, con contenidos de combustibles y algunas sustancias peligrosas. Además, cuenta con un puerto para movimiento de buques tanque que transportan las sustancias manejadas en la zona. Las actividades portuarias e industriales de Dock Sud producen diariamente la liberación de distintos tipos de gases contaminantes, desde residuos de combustión de combustibles fósiles hasta erogación de compuestos orgánicos volátiles (VOC). Debido a esta circunstancia, la calidad del aire de la zona está deteriorada, a pesar de la proximidad del Río de la Plata con su gran potencial de ventilación. En el epicentro del Polo, está ubicado un emplazamiento poblacional conocido como Villa Inflamable. La población de este lugar es bastante estable, con poco movimiento hacia otros lugares, fundamentalmente su fracción de niños, razón por la cual los mismos respiran durante prácticamente la totalidad del tiempo la atmósfera de la zona. Esta exposición se sospecha que puede estar causando un impacto en la salud de la población local. El objetivo del trabajo fue evaluar la calidad del aire en la zona, con énfasis en VOC y metales pesados, y realizar estudios toxicológicos sobre la población local, en relación a estos contaminantes. Metodología La metodología de trabajo consistió en realizar simultáneamente estudios de monitoreo de calidad de aire y la evaluación directa de la población objetivo. En el caso de la calidad del aire, se trabajó con una multiplicidad de técnicas, estaciones de monitoreo y tiempos de muestreo. Las primeras técnicas aplicadas fueron las que habitualmente se utilizan en sitios sospechados de alta contaminación, pero en este caso resultaron inapropiados y no arrojaron resultados útiles. Por ello, se debió migrar al uso de técnicas de alta resolución que incluyen uso de elementos de captación de alta sensibilidad y análisis con preconcentración criogénica, desorción térmica y GC de masas. Se desarrolló y probó la validez de una adaptación que involucra las técnicas EPA TO-14 y TO-17. En cuanto a los estudios toxicológicos se optó por trabajar sobre una población objetivo de niños de entre 6 y 11 años de Villa Inflamable, debido a su permanente presencia en el sitio. Para determinar diferencias significativas se controló una población de referencia de las mismas edades y nivel socio-económico, pero alejada del sitio de estudio, de forma de descartar su influencia. Se evaluó el grado de contaminación por compuestos como benceno, xilenos, plomo y cromo. Los metabolitos de los compuestos volátiles fueron cuantificados en orina por HPLC con detección ultravioleta (cromatógrafo líquido JASCO PU 980, provisto con muestreador automático JASCO Intelligent AS-950 y detector JASCO UV 975). Los metales (plomo en sangre entera y cromo en orina) fueron cuantificados por absorción atómica-atomización electrotérmica en un espectrofotómetro de absorción atómica Varian AA-840, provisto con inyector automático GTA 100.


Principales resultados

El estudio, financiado por la Agencia de Cooperación del Japón, es inédito por su alcance y profundidad. Se detectó que 17 de los 30 VOC estudiados se encuentran en forma permanente en la zona de estudio. Los niveles promedio de concentración de estos gases, cuando están regulados por niveles guía de calidad de aire, en general no presentan excedencias. No obstante, se detectaron picos que sobrepasan los estándares. Los 13 gases restantes, la mayoría de los cuales es del tipo organoclorado, se detectaron en forma eventual, por lo cual estarían asociados a operaciones de frecuencia variable y no a producción continua. El conjunto de los 30 VOC muestra promedios y máximos en el orden de 1 a 5 mg/m3. Su relación con efectos sobre la salud no es clara. En cuanto a los resultados en salud, se observaron niveles cuantificables de VOC en una fracción de las poblaciones, y los niveles relativos entre poblaciones están de acuerdo con la evaluación de calidad de aire. En el caso del plomo, se detectaron excedencias significativas en la población de Villa Inflamable, donde el 50% de los casos superó los 10 µg/dl que es el valor aceptable para el Centro de Control de las Enfermedades y Prevención de Estados Unidos (CDC) así como para los Centros de Toxicología de la Argentina. Un niño de ocho años presentó una plombemia de 65 µg/dl. Los valores de cromo urinario así como los metabolitos de los xilenos (ácidos metil hipúricos) estuvieron dentro de los valores de referencia. Los niveles de ácido trans, trans mucónico hallados en el 83,9 % de los niños de Villa Inflamable estuvieron por debajo del límite de cuantificación del método (65,9 µg/l). En la población control, el 69,7% de los niños estuvieron por debajo de ese valor.

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EFECTOS DE LA CORROSION POR LLUVIA ACIDA EN SAN MIGUEL DE TUCUMAN

Nadim Neme, Norma Susana Moya, Mario Daniel Murillo y Roberto Ángel Rivero UTN – FRT – CEDIA –(0381) 4305872 – Rivadavia 1050 – C.P. 4000.

[email protected] [email protected] Categoría: Trabajo Científico - Área: Contaminación urbana – Monitoreo de gases. Palabras claves: corrosión, contaminación, lluvia ácida. Resumen Los contaminantes primarios causan el 90 % de los problemas ambientales, porque reaccionan químicamente en la atmósfera formando ácido carbónico, nítrico y sulfúrico produciendo la lluvia ácida cuyo efecto sobre la corrosividad en hierro (Fe), cobre (Cu) y mármol en la ciudad de San Miguel de Tucumán, provincia de Tucumán es el objetivo del presente trabajo. Para desarrollar el presente trabajo se han establecido 4 estaciones de muestreo, en distintas zonas de la capital. Se iniciaron las mediciones en octubre de 2005 y se estima su finalización en diciembre del corriente año. Cada una de las estaciones está formada por una columna de 2 metros de altura y en la parte superior una barra metálica transversal en la cual se ubica una caja de madera con una puerta lateral. Dentro de la misma se cuelga una placa de hierro de 5cm x 5cm x 0,3cm con un orificio de 0,7cm de diámetro provista de una tanza de 4cm de largo, una placa de cobre de 5cm x 5cm x 0,1cm provista de una tanza de 4cm de largo y un orificio de 0,7cm, un cubo de mármol de 4cm x 4cm x 2cm y un orificio de 0,8cm de diámetro y una tanza de 4cm de largo. Los datos arrojados a la fecha indican que es poca la contaminación con lluvia ácida en la ciudad de San Miguel de Tucumán y por ende es escaso el efecto de corrosión sobre los siguientes materiales: hierro (Fe), cobre (Cu) y mármol. Introducción Los principales procesos químicos en los que se forma el CO son los se producen por la combustión incompleta de compuestos que contienen carbono, por la reacción entre el CO2 formado en la combustión y el C del combustible que aún no está quemado y por la disociación de CO2 a altas temperaturas. Los óxidos de nitrógeno (NOx), que se detectan en la atmósfera son: N2O, NO y NO2, tienen características y comportamientos diferentes; N2O, gas incoloro, no tóxico, no interviene en procesos fotoquímicos tropoféricos; NO, gas incoloro, tóxico, interviene en reacciones fotoquímicas; NO2, pardo rojizo, tóxico, interviene en reacciones fotoquímicas. Cabe destacar que estos tres gases (N2O, NO y NO2), provienen de diferentes fuentes. Los procesos de combustión, ya sea por fuentes móviles (trasporte) o fijas son los responsables de la aparición de óxidos de nitrógeno en la atmósfera por las reacciones que se producen con el nitrógeno existente en el aire que se emplea. Los óxidos de azufre se encuentran compuestos por el dióxido de azufre (SO2) y el trióxido de azufre (SO3). El SO2 es el que se emite en mayor cantidad a la atmósfera, y por lo general contiene 1 ó 2% de SO3. La lluvia ácida es la combinación de CO, NOx, SOx con los vapores de agua y la humedad produciendo ambientes ácidos cuyo pH oscila entre 5,5 y 5,7. La acidez se eleva con el aumento de estos contaminantes en la atmósfera debido a la formación de ácido carbónico (HCO3) que es débil y ácidos fuertes como el ácido nítrico (HNO3) y el ácido sulfúrico (H2SO4), en una proporción aproximada de 1/3/6, dependiendo de la contaminación del lugar. Los efectos que posee la lluvia ácida son diversos. Sobre los bosques, dañan las plantas recién nacidas, disuelven el Ca, Mg y Al de los suelos o rocas y aumentan la concentración de Al en las finas raíces causando su intoxicación y permitiendo la entrada de bacterias y hongos patógenos, y produciendo las enfermedades de los árboles. Sobre los cultivos, producen lesiones en las hojas y troncos de los cultivos como el tabaco, la lechuga, la cebolla, la soja, etc. Sobre los acuíferos subterráneos, disuelven los iones como el Cu, Zn, Al, Pb, Hg, que filtran con el agua hacia las capas subterráneas contaminándose así su contenido y dejando de ser apta para el consumo. Sobre las construcciones, se producen erosiones sobre diversos materiales tales como acero, pinturas, plásticos, cemento, mampostería, piedra caliza y mármoles. Materiales y métodos El presente trabajo se desarrolla en el Laboratorio de Contaminación Atmosférica del Centro de Investigación en Ingeniería Ambiental (CEDIA) de la Facultad Regional Tucumán, Universidad Tecnológica Nacional.


El equipamiento utilizado para el desarrollo del trabajo es: estufa de secado Dalvo, mufla de 20 a 1200 °C, balanza de precisión Mettler, baño térmico Dalvo, Phímetro Corning y microscopio óptico Olympus. Las mediciones en las cuatro estaciones se hacen en períodos de 10 días por mes. Se utiliza el método de medida de cambio de peso que consiste en determinar la variación de peso que ha experimentado un determinado material en contacto con un medio corrosivo. Se pesa cada placa de hierro (Fe), cobre (Cu) y mármol para determinar el efecto de corrosión por lluvia ácida sobre dichos materiales analizando la variación, en mg, que sufren en el período de la experiencia. Resultados

Estación nº 1 – terraza de la UTN- para (Fe), valor medio obtenido de la variación de pesos es 30429,70 mg con un índice de corrosión de 0.29 mg/cm2/mes en 16 meses de exposición del material en el ambiente atmosférico.

Estación nº 2 – 25 de mayo y Córdoba- para (Fe), valor medio obtenido de la variación de pesos es 30852,1 mg con un índice de corrosión de 0,002 en 13 meses de exposición del material en el ambiente atmosférico.

Estación nº 3 – Av. Juan B. Justo- para (Fe), valor medio obtenido de la variación de pesos es 30620,3 mg con un índice de corrosión de 0.78 en 13 meses de exposición del material del ambiente atmosférico. Estación nº 4 – Av. Independencia al 2800 - para (Fe), valor medio obtenido de la variación de pesos: 30535,6 mg con un índice de corrosión de 0.18 en 14 meses de exposición del material del ambiente atmosférico

Estación nº 1 – terraza de la UTN- para (Cu), valor medio obtenido de la variación de pesos es 2335,0 mg con un índice de corrosión de 0.66 en 9 meses de exposición del material del ambiente atmosférico.

Estación nº 2 – 25 de mayo y Córdoba- para (Cu), donde el valor medio obtenido de la variación de pesos es 2335,0 mg con un índice de corrosión de 0.66 en 9 meses de exposición del material del ambiente atmosférico.

Estación nº 3 – Av. Juan B. Justo- para (Cu), donde el valor medio obtenido de la variación de pesos es 2308,0 mg con un índice de corrosión de 0.003 en 8 meses de exposición del material del ambiente atmosférico. Estación nº 4 –Av. Independencia al 2800 - para (Cu) valor medio obtenido de la variación de pesos: 2257,1 mg, con un índice de corrosión de 0.006 en 12 meses de exposición del material al ambiente atmosférico.

Estación nº 1 – terraza de la UTN- para mármol, valor medio obtenido de la variación de pesos es 80226,0 mg con un índice de corrosión de -0,12 en 8 meses de exposición del material del ambiente atmosférico.

Estación nº 2 – 25 de mayo y Córdoba- para mármol, valor medio obtenido de la variación de pesos es 73562,8 mg con un índice de corrosión de -0.003 en 7 meses de exposición del material del ambiente atmosférico.

Estación nº 3 – Av. Juan B. Justo- para mármol, valor medio obtenido de la variación de pesos es 81366,9 mg con un índice de corrosión de -0.02 en 7 meses de exposición del material del ambiente atmosférico. Estación nº 4 – Av. Independencia al 2800 – para mármol, Valor medio obtenido de la variación de pesos: 81513,0 mg, con un índice de corrosión de 0.11 en 12, meses de exposición del material al ambiente atmosférico.

Conclusiones Analizando la poca variación de peso y bajo índice de corrosión de las muestras, nos indican que es poca la contaminación con lluvia ácida en Tucumán y por ende es escaso el efecto de corrosión sobre los materiales utilizados.

PROIMCA 2007 23

EXPOSICIÓN OCUPACIONAL DE SOLDADORES A RADIACIONES NO IONIZANTES

Walter Giménez, Sebastián Marcoaldi, Luis Peresin y Ulises Manassero

Universidad Tecnológica Nacional - Facultad Regional Santa Fe

G.I.S.E.P.: Grupo de Investigación sobre Sistemas Eléctricos de Potencia Lavaise 610 C.P.: S3004EWB, Santa Fe, Argentina.

Tel.:+ 54 342 4697858 [email protected]

Categoría: Trabajo Científico Área: Contaminación por radiaciones no ionizantes Palabras claves: RNI, exposición en el trabajo, soldadores.

Resumen El trabajo que se presentará a continuación es un resumen de las mediciones de campo magnético de baja frecuencia, al cual se encuentran expuestos los soldadores. Se llevaron a cabo por el Laboratorio Ambulante de Mediciones de Campos Electromagnéticos y Ruido (LAMCEM). Se procedió a evaluar a 12 soldadores de una empresa metalmecánica ubicada en la ciudad de Santa Fe. Introducción Los soldadores se encuentran expuestos habitualmente a las radiaciones no ionizantes. En este caso se destacan los campos magnéticos generados por las importantes intensidades de corriente necesarias en el proceso de soldadura. En los últimos tiempos se ha instalado el debate sobre el efecto de los campos electromagnéticos sobre la salud humana. Algunos estudios epidemiológicos asocian enfermedades tales como el cáncer con la exposición a las radiaciones no ionizantes, mientras que otros no encuentran tal relación. Objetivos Los objetivos perseguidos en la realización del presente estudio son los que se describen a continuación:

• Conocer la dosis de campo magnético que recibe un trabajador en el desarrollo normal de sus actividades.

• Desarrollar un método de medición para dosimetría personal en soldadores. • Evaluar el nivel de las radiaciones no ionizantes sobre zonas puntuales del cuerpo

humano. • Comparar los niveles encontrados sobre el cuerpo del hombre con la soldadura continua

realizada por una máquina. • Calcular los parámetros estadísticos y compararlos con lo exigido por la legislación

nacional. • Desarrollar recomendaciones en cuanto a métodos seguros para el ejercicio de las

actividades. Normativas vigentes Para la regulación en un marco general, se encuentra vigente la Resolución N° 77/98 de la Secretaría de Energía de la Nación (SE, 98). En el caso particular de la exposición ocupacional debemos remitirnos a Ley Nº 24557/96 de Riesgos del Trabajo y la Ley Nº 19587/72 de Higiene y Seguridad con su correspondiente cuerpo de decretos y resoluciones reglamentarias. Plan de trabajo Teniendo en cuenta que a frecuencias industriales (50 Hz) los campos magnéticos y eléctricos se manifiestan de manera independiente, deben estudiarse por separado. El campo eléctrico depende fundamentalmente de la tensión, y la penetración del mismo en el cuerpo humano es prácticamente inexistente, por lo tanto, no se tendrá en cuenta en el presente estudio. En cambio, el campo magnético, existe siempre que fluya una corriente eléctrica a través de un conductor (o el aire por


arco eléctrico). Este caso resulta de interés para el estudio, ya que el campo magnético, atraviesa los tejidos del cuerpo sin una significativa atenuación. Se desarrolló un plan de mediciones que consistió en tomar datos durante lapsos de 20 min, en tanto el trabajador desarrollaba sus actividades de forma habitual. El muestreo se realizó evaluando el nivel de exposición sobre diferentes zonas del cuerpo. Las zonas escogidas para efectuar el muestreo fueron las siguientes: mano, cabeza, pecho, gónadas y piernas. Además, con el objetivo de realizar una comparación con el caso más desfavorable, el plan de medición incluyó la toma de datos sobre un robot. Esta máquina tiene la capacidad de efectuar soldaduras de manera continua, lo cual representa el caso más ofensivo. Por otra parte, con el objeto de complementar el estudio, se efectuaron mediciones a 10 cm del cable porta pistola de soldadura, y en las proximidades de la máquina de soldar (1 m). Estas mediciones, sumadas a una medición del nivel de base de la planta, permiten realizar una evaluación del aporte individual de cada componente. Equipo de medición Se utilizó un Analizador de Campo Electromagnético modelo EFA-3, (marca Wandel & Goltermann) el cual permite cubrir el rango de frecuencias de 5 Hz a 30 kHz. La sensibilidad del equipo es de 5 nT a 10 mT. Dicho equipo permite mediciones isotrópicas, vale decir, es independiente de la posición espacial de la sonda, y es de tipo integrador. El almacenamiento de datos, se llevó a cabo de la siguiente forma: se conectó el equipo de medición mediante una fibra óptica de 20 m de longitud, a una computadora portátil, lo cual nos permitió controlar los parámetros de medición sin interferir en la labor del operario que se encuentra trabajando. Luego, se realizó cada medición con una duración de 20 minutos, registrando valores cada 2 segundos. Esta configuración nos dio la posibilidad de almacenar 600 datos para cada zona de interés. Resultados Se logró evaluar a través de gráficos y herramientas estadísticas la evolución de los niveles del campo magnético a lo largo del tiempo, para diferentes operarios y en el desarrollo de diferentes labores de soldadura. Se procesaron alrededor de 40.000 valores. Los máximos encontrados en las diferentes partes del cuerpo humano fueron: mano 178,4 µT; cabeza 21,73 µT; pecho 87.43 µT; gónadas 102,40 µT; pierna 177,8 µT. En el caso del robot se encontraron valores superiores (máximo: 576,00 µT). Conclusiones Las mediciones de campos magnéticos de baja frecuencia realizadas han demostrado el cumplimiento de los valores máximos permitidos por la legislación vigente en todos los puntos relevados en el plan de trabajo. Sin embargo, la preocupación de los trabajadores existe. En vista de lo expuesto, se presenta la necesidad de establecer criterios adecuados para la protección de los trabajadores, respecto a los campos electromagnéticos. Para el caso particular de los soldadores, se recomienda mantener la máxima distancia posible con respecto a las principales fuentes de emisión, por ej: el cable.

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CARACTERIZACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN SONORA EN EL MI CROCENTRO DE LA CIUDAD DE MENDOZA

C. E. Boschi y G. E. Muñoz Vargas

Laboratorio de Acústica y Sonido “Mario Guillermo Camín”, CEREDETEC Facultad Regional Mendoza, Universidad Tecnológica Nacional

Cnel. Rodríguez 273, 5500 Mendoza, Argentina Tel ++54 (261) 4288790, Fax ++54 (261) 5244531

[email protected] & [email protected]

Resumen Se pretende poner de manifiesto la problemática, que representa el gran nivel de contaminación acústica debido al flujo vehicular, en un área representativa del microcentro de la cuidad de Mendoza. Para ello se estudiará la contaminación acústica urbana originada por fuentes móviles. Se tomarán como punto de partida relevamientos ya efectuados por personal del Laboratorio de Acústica y Sonido “Mario Guillermo Camín”, se construirá un “mapa de ruidos” para categorizar las zonas de mayor contaminación, utilizando metodologías estándares, propias, y normativas vigentes, en distintas franjas horarias. Se compararán resultados y metodología con un estudio similar llevado adelante por la Municipalidad de la Ciudad de Mendoza. Finalmente se emplearán técnicas de modelación y simulación a los fines de corroborar las distintas metodologías. Introducción Desde el punto de vista de la contaminación sonora se define al ruido como todo sonido no deseado. Por tanto, vemos que la diferencia entre sonido agradable y sonido molesto depende tanto del nivel de presión sonora como de la respuesta subjetiva. En 1980 la UNESCO declaró al ruido como uno de los más peligrosos contaminantes ambientales. Estas mismas conclusiones fueron confirmadas en la Cumbre de la Tierra celebrada en Río de Janeiro, Brasil, en 1992. Las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud establecen topes máximos ideales, niveles de ruido de 55 dB para horarios diurnos y 45 dB para horarios nocturnos para las zonas urbanas. La causa principal de la polución sonora en las grandes ciudades es el tránsito vehicular. Contra la creencia general, los mayores responsables no son los escapes libres de los vehículos, sino los motores diesel. Una persona ubicada en una parada de transporte debe soportar un promedio de 80dB y picos superiores a los 100dB. El ruido de los vehículos automotores es en general una superposición de tres tipos de ruido de orígenes bien diferenciados:

a) el ruido de propulsión (el motor, la transmisión y el sistema de escape asociado), b) el ruido de rodadura entre las cubiertas y la calzada, y c) el ruido aerodinámico.

A velocidades por encima de 80 km/h el ruido aerodinámico se vuelve muy importante, ya que la potencia de ruido aerodinámico crece con una potencia elevada (entre 4 y 8) de la velocidad. Por debajo de 50 km/h, en general predomina el ruido del motor. Sin embargo, y especialmente en el caso de los automóviles más nuevos, el silenciador de escape es tan efectivo que aún a velocidades tan bajas como 40 km/h sigue predominando el ruido de rodadura. Se han desarrollado, en distintos países, métodos de previsión de niveles de ruido producidos por las fuentes móviles. Todos los modelos tienen en cuenta parámetros que representan las diferentes variables implicadas, tales como: fuentes sonoras, condiciones topográficas, incluyendo aquellas de la calzada, situación de los puntos de recepción, atenuaciones causadas por el aire y el suelo. Según distintas legislaciones internacionales y nacionales se marcan ciertos niveles máximos, que no deben superarse, con rangos desde los 80 a los 90 dBA para coches y de 70 a 80 dBA para motocicletas. En zona urbana, la presencia continua de edificios a ambos lados de la vía refuerza el sonido, debido a las reflexiones que se producen entre las fachadas de los edificios. El ancho de la vía, el tipo de fachada, dimensiones de las aceras, etc., permiten obtener unos valores de la variación del nivel de presión sonora con estos parámetros. Se ha comprobado que en vías con edificios a ambos lados, el


nivel de presión es sensiblemente independiente de la altura del punto de observación, mientras que cuando los edificios están a un lado de la vía, el nivel de presión disminuye con la altura. Otro factor a tener en cuenta en este estudio es el registro de la velocidad del viento, se fija en un valor de 5 m/s como límite máximo, debido a que a velocidad mayor éste magnifica el ruido de fondo en los aparatos de medición. Debido a la variedad de fuentes emisoras y a la cantidad de ruidos que éstas trasmiten, la legislación vigente establece niveles máximos: a nivel Nacional el Decreto Nº 46.542/72 y a nivel Municipal la Ordenanza Nº 2976 de la ciudad capital de Mendoza. En un estudio realizado durante los años 2004 y 2005 sobre la contaminación sonora en la Ciudad de Mendoza por el Laboratorio de Acústica de la F.R.M. de la U.T.N., se puso de manifiesto la problemática que representa el gran nivel de contaminación acústica debido al flujo vehicular, en un área representativa del microcentro de la Ciudad de Mendoza. Asimismo la Municipalidad de la Ciudad de Mendoza en el año 2005 realizó un relevamiento de los niveles sonoros en las distintas secciones en que se divide la ciudad. Objetivos - Caracterizar el impacto ambiental del ruido generado por las fuentes móviles en al Gran Mendoza. - Desarrollar un modelo que permita simular la contaminación acústica generada por fuentes móviles en el Gran Mendoza. - Recomedar líneas de acción para mitigar los efectos de la contaminación acústica urbana. Metodología La metodología elegida para caracterizar el impacto ambiental del ruido generado por las fuentes móviles en la Ciudad de Mendoza consta de distintas etapas de las cuales la primera ya fue llevada a cabo: 1º) Se eligieron 50 intersecciones consideradas generadoras de ruido importantes en la Ciudad de Mendoza y se tipificó el ruido de cada una a través de los siguientes indicadores:

• Nivel Sonoro Continuo Equivalente (Leq) • Niveles Percentiles: L5, L10, L50, L90 • Nivel de Pico Máximo • Nivel Mínimo • Nivel Máximo

En las siguientes franjas horarias: • Franja horaria Matutina de 8 a 12 hs. • Franja horaria Vespertina de 16 a 19 hs. • Franja horaria Nocturna de 21 a 23 hs.

2º) Se medirá durante 24 horas en forma continua el ruido en diez (10) de ellas consideradas representativas. 3º) Se elaborará un mapa de ruido del área relevada. 4º) Se compararán los valores hallados con un estudio similar llevado a cabo por la Municipalidad de la Ciudad de Mendoza. 5º) Se desarrollará un modelo que permita simular la contaminación acústica generada por fuentes móviles en el Gran Mendoza. 6º) Se recomendarán líneas de acción para mitigar los efectos de la contaminación acústica urbana.

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ESTUDIO DE RUIDO DE FONDO EN LA CIUDAD DE BAHÍA BLA NCA

M. Sequeira, P. Girón, A. Azzurro y L. Ercoli Grupo Análisis de Sistemas Mecánicos

Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Bahía Blanca 11 de Abril 461; Tel.: 0291-4555220

[email protected] Categoría : Trabajo Científico. Área : Ruido urbano. Palabras Claves : Ruido de fondo - molestia – Bahía Blanca. Introducción La evaluación de la molestia que producen los ruidos generados por diversas fuentes fijas en la ciudad de Bahía Blanca, hasta el presente, se realizaba siguiendo criterios correspondientes a la norma IRAM 4062. Esta norma argentina reconoce como antecedentes a la ISO R 1995/71 (Assessment of noise with respect to community response) y BS 4142 (Method of rating industrial noise affecting mixed residential and industrial areas). Esta metodología de evaluación fue anexada al Código de Planeamiento Urbano por la ordenanza 7604/93, que fija una equivalencia entre la zonificación existente en el código y la propuesta por la norma. En base a esta zonificación, se sugieren criterios de cálculo para evaluar el ruido de fondo en caso de que éste no pudiera ser medido, para luego evaluar la molestia producida por una fuente, cuyo nivel sonoro en el punto de medición se encuentra por encima de ese valor umbral. Estudios realizados para comparar dicho parámetro con niveles medidos (Leq, L50, L90, etc.), arrojan resultados tan dispares de modo que, en diversas zonas de la ciudad, el parámetro sugerido por la normativa como criterio de cálculo del ruido de fondo, coincide aproximadamente en algunos casos con el Leq, mientras que en otros llega a aproximarse el L90. Actualmente, para la medición y evaluación de ruido molestos, se aplica la Ordenanza Municipal 13032/04 “Régimen de Ruidos Molestos”, que utiliza niveles máximos permisibles establecidos para distintas zonas acústicas, para evaluar la fuentes fijas, e incluye la medición del ruido de fondo como parámetro de comparación a efectos de corregir el valor de Leq medido. En el caso de que el ruido de fondo no pueda ser medido, se utiliza el indicador L90. En función de lo expuesto, el presente trabajo se propone analizar y comparar los criterios existentes de determinación del ruido de fondo y niveles admisibles, a los efectos de establecer un criterio aplicable para su obtención en la ciudad de Bahía Blanca. Objetivo • Determinación de valores ajustados de ruido de fondo por zonas para el establecimiento de adecuados criterios de comparación a efectos de evaluar la molestia producida por las distintas fuentes. Criterios para la clasificación y ponderación de la molestia La evaluación de la supuesta molestia a causa de un ruido determinado, de acuerdo al origen de la normativa, suele seguir, por lo general, dos criterios:

a) el establecimiento de valores límites admisibles, por lo general el Nivel Sonoro Continuo Equivalente (Leq), de acuerdo a zonas definidas y en correspondencia con determinados horarios (diurnos o nocturnos), este criterio podría llamarse “absoluto”, y

b) la comparación entre el Leq de la fuente presuntamente molesta y el “nivel de ruido de fondo”, afectado por valores correctivos de acuerdo al tipo de zona, características del tipo de ruido, etc. Este ruido de fondo puede obtenerse de mediciones directas, en caso de ser posible, o a partir de criterios de cálculo normalizados. Este último criterio puede llamarse “relativo”.

En nuestro país no existe unicidad de criterios en lo concerniente a la aplicación de las normativas, pudiéndose encontrar ambos casos según la región que se analice y la antigüedad de las legislaciones. Es evidente que, más allá del tipo de normativa utilizada, resulta imperioso definir en todos los casos un parámetro de comparación conocido como “ruido de fondo”. La definición y determinación de este nivel de fondo es uno de los conceptos a veces ambiguos de las ordenanzas. Cuando estos valores no pueden ser determinados por medición directa, se apela a distintos valores calculados que sugieren las normativas de los tipos citados. Por otra parte, estas consideraciones sobre el ruido de fondo, en todas aquellas normativas que analizan fuentes fijas, no especifican la influencia del tráfico vehicular sobre dicho valor. Estos niveles


de flujo vehicular inciden en el ruido de fondo, de forma de generar diferencias apreciables entre los niveles medidos para distintos puntos de una misma zona bajo estudio. En el presente artículo se busca justamente comparar los parámetros definidos como ruido de fondo, a partir de cálculos normalizados o criterios de máximos admisibles por zonas de la ciudad, con los distintos indicadores medidos, teniendo en cuenta el tráfico vehicular en el análisis propio de cada sector. Para efectuar dicho estudio se contó con un conjunto de 357 mediciones (de una hora cada una) determinadas en 83 puntos de la ciudad de Bahía Blanca, abarcando tres zonas diferenciadas, realizado en campañas de medición durante los años 2003 y 2004. En dichas campañas se trabajó a lo largo de tres horarios de referencia definidos como horario matutino, vespertino y nocturno, los cuales fueron reducidos a dos, horario diurno y nocturno, por la gran similitud existente entre los niveles correspondientes a los horarios matutinos y vespertinos. Estas mediciones se recopilaron, originalmente, con el fin de lograr una caracterización objetiva de zonas acústicamente similares en correspondencia con lo estipulado por el Código de Planeamiento Urbano. De acuerdo con la Ordenanza Municipal Nº 7604, se asimilan al Código los tipos de zona propuestos en la norma IRAM 4062. Además se analizaron, dentro del presente estudio, los valores máximos permisibles establecidos en la Ordenanza 13032/04 en función de la zonificación adoptada en esta nueva legislación. Conclusiones - Las comparaciones entre niveles medidos y calculados, en cada zona en particular, permiten visualizar que coexisten en una misma zona diversas situaciones muy heterogéneas, que están influenciadas preponderantemente, por los efectos del tránsito. - En algunos casos, los valores propuestos, o sea los valores de fondo calculados (IRAM 4062), resultan altos en función de los niveles de ruido reales que existen en el área (como por ejemplo la zona residencial mixta). En contraparte, pueden presentarse situaciones en que los valores máximos permisibles propuestos (O.M. 13032/04) para evaluar la molestia producida por una fuente, son bajos respecto de los niveles existentes en la zona y que están afectados básicamente por el tráfico vehicular (por ejemplo la zona centro). - La evaluación de la molestia, utilizando un único valor comparativo por zona, puede conducir a arbitrariedades que perjudiquen tanto a la comunidad como al generador del ruido, teniendo en cuenta las diferencias encontradas dentro de cada zona.

- Es evidente que sería imposible generar un valor comparativo para cada punto de una zona en particular, y la necesidad de englobar las características de un área con un único criterio, nos lleva al interrogante de si es posible determinar la molestia en cualquier punto con un único valor calculado y/o medido que represente los niveles de fondo o límites máximos y de no ser así, cual debiera ser el parámetro que objetivamente permita realizar esta comparación. - Contar con algún criterio de comparación que tuviera en cuenta el tráfico vehicular, a través de correlaciones con adecuados modelos predictivos, permitiría caracterizar a cada zona considerando el tráfico vehicular, y no sólo mediante un uso supuesto que puede conducir a la adopción de valores erróneos, si los comparamos con los niveles de ruido realmente existentes.

PROIMCA 2007 29

IDENTIFICACIÓN DE FUENTES DE RUIDO EN AMBIENTES URB ANOS INDUSTRIALES

Víctor H. Cortínez1,2 , Martín E. Sequeira1 y Marta C. Vidal1

1Centro de Investigaciones en Mecánica Teórica y Aplicada

Universidad Tecnológica Nacional (FRBB) 11 de Abril 461, 8000, Bahía Blanca

2CONICET Tel. 54-0291-4555220 (Int. 131) Fax 54-0291-4555311

E-mail: [email protected]

Categoría : Trabajo Científico Área : Contaminación por ruido Palabras Clave : fuentes de ruido, optimización, ambientes urbanos e industriales

Resumen El ruido constituye un problema de interés creciente en las ciudades modernas. El ruido generado por tráfico vehicular, sumado al posible efecto de fuentes industriales cercanas a centros poblados puede alcanzar niveles que causen molestia y eventualmente daño a la salud. Por tal motivo el control de este tipo de contaminación se ha convertido en un tema central en el planeamiento urbano. Una de las metodologías necesarias para esta actividad es la formulación de modelos matemáticos adecuadamente calibrados a las condiciones acústicas ambientales. Es decir, los resultados computacionales deben reproducir con suficiente precisión los valores obtenidos por medición directa. Una vez cumplida esta etapa, la formulación está en condiciones de utilizarse para predecir situaciones futuras. Estos modelos esencialmente describen una relación entre los niveles sonoros en el ambiente urbano y las potencias de las fuentes generadoras. Entonces se hace necesario caracterizar estas últimas mediante tareas de medición adecuadas. El caso analizado en este trabajo corresponde a una zona urbana, atravesada por caminos vehiculares de importancia, cercana a emplazamientos industriales. Se trata de una situación de difícil calibración por la frecuente imposibilidad de realizar mediciones dentro de los predios industriales. En consecuencia se propone un modelo y una técnica de identificación de fuentes basada en mediciones del campo acústico en la región de interés (zona poblada) y la reconstrucción de las potencias acústicas de las fuentes utilizando métodos inversos basados en técnicas de optimización matemática. Se formula un modelo matemático simplificado de la situación bajo análisis basado en fórmulas de propagación de ruido en ambientes exteriores a partir de recomendaciones de la norma ISO 9613-2 a los efectos de considerar la propagación de ruido desde fuentes industriales, mientras que se utiliza una expresión propuesta por Sánchez et al. (1996, Tecnoacústica, pp 233-236) para obtener la propagación generada por tráfico vehicular. Las fuentes de ruido industrial se representan mediante un número de fuentes puntuales virtuales cuya localización exacta y potencia resultan desconocidas. El criterio para determinar dichas incógnitas es que produzcan el patrón de ruido que puede obtenerse por medición directa en la zona poblada aledaña a los predios industriales. Por lo tanto, se trata de un problema inverso en el cual pueden determinarse fácilmente los efectos (niveles sonoros) mientras que algunas de las causas deben ser obtenidas matemáticamente. El problema se plantea mediante una función objetivo a minimizar que está dada por la diferencia en el sentido de mínimos cuadrados de los valores teóricos y los medidos. Para resolver el problema de optimización resultante, se hace uso de una versión mejorada del método de “simulated annealing”. Se muestra la precisión de dicha metodología, así como su aplicabilidad aún en el caso de la existencia de errores de medición en los puntos de recepción. Se discuten diversos aspectos específicos del modelo matemático, así como de las ventajas de su aplicación en situaciones reales.

PROIMCA 2007 31

ESTUDIO DE LA CONTAMINACIÓN POR RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS NO IONIZANTES

Néstor Hugo Mata, Patricia Noemí Baldini y Christian Luis Galazo

Grupo Estudios de Bio-Ingeniería (GEBI) Departamento de Ingeniería Electrónica Facultad Regional Bahía Blanca, UTN

11 de Abril 461 – (8000) Bahía Blanca. Tel: 0291-455-5220 Int 130 [email protected]

Categoría : Trabajo científico Área : Contaminación por radiaciones electromagnéticas NI Palabras claves : contaminación electromagnética, mapeo de densidad de potencia, principio

preventivo, algoritmo de densidad de potencia. Justificación del trabajo Visto la elevada proliferación de equipos y sistemas inalámbricos, y que a pesar de ello no disponemos por el momento en nuestro país de una legislación, que proteja a la población de los efectos biológicos eventuales debidos a cualquier tipo de abuso por parte de las empresas que instalan y utilizan dichos sistemas, hemos considerado conveniente el realizar un aporte desde el punto de vista tecnológico, que dé a nuestros legisladores una herramienta lo más veraz posible para tener una idea teórica pero no alejada de la realidad, en lo que a obtención de densidad de potencia electromagnética se refiere. Esperamos que este estudio como otros que sabemos se realizan, dé como fruto una regulación a nivel nacional, coherente y con basamento teórico-práctico sólido, que apunte a la protección de los ciudadanos y fomente el bienestar social. Objetivos El proyecto consiste en realizar un modelo matemático que permita cargar los datos de antenas con sus respectivos diagramas de irradiación, para obtener sobre el mapa geográfico de la ciudad una distribución de la densidad de campo electromagnético sobre una altura de dos metros sobre el nivel del suelo. Este modelo sería empleado para obtener el mapa electromagnético, el cual sería corroborado luego con las mediciones reales. Una vez verificado el modelo, este puede emplearse para elaborar otro proyecto que consiste en obtener la evolución histórica del mapa de irradiación, el cual será correlacionado con el banco de datos de los últimos 19 años de casos de cáncer ocurridos dentro del ejido de la ciudad, que ha elaborado el Oncólogo Dr Laura, del cual se realizaría un mapa de distribución de los casos y su correlación con las fuentes de irradiación electromagnéticas. Por otro lado comprobada la validez del modelo este permitiría analizar futuros emplazamientos de torres de emisión electromagnética. Metodología empleada Utilizando una unidad característica del campo electromagnético, la “densidad de potencia”, que es la más utilizada para realizar mediciones en puntos alejados a varias longitudes de onda del elemento de irradiación, comúnmente llamadas mediciones de “campo lejano”; realizamos en base al siguiente algoritmo:

(((( ))))(((( )))) (((( ))))

++++++++

====

−−−−

22

3dB 01

cmmW

4

10 . .10

log

,r

GGP

S

inaz

ππππ

θθθθφφφφ

θθθθφφφφ

el cálculo de una matriz que representa el terreno que se encuentra bajo observación. Se utilizó el programa “Matlab” para realizar el cálculo y la graficación de los resultados. Actividades o etapas desarrolladas Se desarrolló el algoritmo que implementa la fórmula vista para calcular la densidad de potencia sobre una superficie sin obstáculos con diferentes clases de antenas (conociendo su diagrama de radiación).


Se realizó el estudio de densidad de potencia para el caso de una estación de Telecom Personal instalada frente a la Escuela Nº 63 de la ciudad de Bahía Blanca, y su posterior medición real con un grado de aproximación considerablemente aceptable. Se realizó un informe completo que incluía el estudio de los efectos biológicos correspondientes. Resultados obtenidos Se ha realizado el diagrama de densidad de potencia de un sector de antena en la frecuencia de 1.930 MHz, sobre un radio de 200 m, con indicación de escala de valores en milivatios. Se ha analizado el algoritmo para antenas múltiples, y se encuentra en proceso de estudio la modelación de la carga y efectos de las construcciones edilicias.

Por otra parte se desarrollaron técnicas de medición que permiten una apreciación de la densidad real al incluir los posibles rebotes con la consecuente cancelación y superposición de potencia irradiada. Conclusiones A partir del primer trabajo teórico realizado en noviembre de 2001 para la escuela Nº 63 de la Ciudad de Bahía Blanca y la posterior medición en diciembre de 2001, se han rastreado casos de cáncer en la zona de la escuela, con anterioridad y posteriores a la instalación de dicha antena. El resultado hasta el momento es que con anterioridad no hay registros de cáncer, mientras que a posteriori se llevan registrados dos muertes por cáncer en alumnos del EGB3, y un caso de muerte por cáncer en una vivienda adyacente a la escuela. Esto da una pauta de que radiaciones crónicas de MW de bajo nivel pueden tener efectos biológicos. Esto concuerda con el trabajo realizado por Selvin et al. (1992) de la recopilación estadística de los casos de leucemia ocurridos en la Ciudad de los Ángeles, California, para menores de 21 años, “Sutra Tower Study” de emisión de TV Digital. En este sentido y habiendo profundizado en otros efectos biológicos producidos por radiaciones no ionizantes de muy bajo nivel, se han presentado conferencias sobre el tema, en múltiples ocasiones, siendo las más destacadas: 2º Encuentro Hispano Argentino Ambiental Villa María Cba. (04/05/07), Consejo Deliberante de Neuquén (28/06/07), Jornadas municipales de Medio Ambiente de Bahía Blanca (tres últimas), 1º Jornadas de Medio Ambiente Trelew (03/10/07), y en múltiples organizaciones ambientalistas de las provincias de Buenos Aires, Córdoba, y Río Negro. Referencias S. Selvin, J. Schulman and D. W. Merrill, "Distance and risk measurements for the analysis of spatial data: a study of childhood cancer". (1992) Soc. Sci. Med. 34 [7] 769 – 777.

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PROIMCA 2007 33

EFECTO DE LOS RESULTADOS DE MEDICIONES DE RNI EN LA CIUDAD AUTÓNOMA DE BUENOS AIRES, SOBRE LA POBLACIÓN, LOS

PRESTADORES Y LAS AUTORIDADES

Norberto Dalmas Di Giovanni y Aníbal Aguirre Instituto de Investigaciones Científicas y Técnicas para la Defensa (CITEFA)

División Antenas y Propagación. San Juan Bautista de La Salle 4397 (B1603ALO) Villa Martelli – Buenos Aires – Argentina

Teléfono 54-11-4709-8226, e-mail: [email protected]

Categoría : Trabajo científico Área : Contaminación por RNI - Servicios de Telefonía Móvil y Comunicaciones. Palabras claves : RNI, radiaciones, celulares, normas Resumen Se presentan los resultados de la mayor campaña de mediciones de Radiaciones no Ionizantes realizada sobre instalaciones de telefonía móvil celular de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires. Frente a los resultados obtenidos y a su difusión por diferentes medios, la respuesta de la población en general, de las empresas prestadoras y de las autoridades gubernamentales, no siempre fue la esperada. Tal vez, la orientación mediática del tema, ha instalado erróneamente en la población general, que el problema de las radiaciones no ionizantes está vinculado a los sistemas irradiantes del servicio de telefonía móvil. El detalle de las implicancias observadas, las influencias sobre otro sector de los prestadores que son también generadores de radiación, muchas veces de grandes potencias como los sistemas de radiodifusión por AM y FM, las consecuencias sobre la interpretación y modificación de las actuales normativas acerca de los límites máximos a cumplir, forman el núcleo principal del presente trabajo. Introducción Como resultado de la implementación de una gran campaña de mediciones para evaluar el impacto ambiental de las radiaciones provenientes de estaciones bases de Telefonía Móvil Celular, en el ámbito de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires (CABA), se esperaba que el análisis de los datos medidos permitiera clarificar y llevar tranquilidad a la población. Sin embargo, pese a que los resultados indican que dichas radiaciones están muy por debajo de los límites establecidos como riesgosos, la percepción de la población sigue relacionando a los emplazamientos de telefonía móvil como “Antenas de la Muerte”, negándose en algunos casos a que se instalen antenas nuevas y realizando acciones legales para que se desactiven aquellas que ya están instaladas. La presentación de esos resultados en jornadas técnicas públicas, tanto dentro como fuera del país, tuvo como consecuencia que los autores fueran convocados por diferentes grupos de trabajo en carácter de asesores técnicos o fueran contratados (a través de CITEFA) para realizar mediciones o dictar charlas a los grupos humanos sensibles. Actividades desarrolladas

a) Campaña de mediciones b) Participación en la Comisión del Código de Edificación c) Participación en la Comisión y Subcomisión de la Ley 1991 del GCABA d) Estudio y comparación de las normas actuales sobre límites y sobre protocolos de medición e) Realización de seminarios informativos

Resultados obtenidos - Sobre los trabajos de campo Si bien el principal trabajo de campo elaborado fue la campaña de mediciones propiamente dicha, otras tareas del mismo tipo se han realizado como complemento de demostración de los campos electromagnéticos generados por diferentes fuentes de radiofrecuencia. Estas tareas se realizaron tanto como verificación de valores obtenidos en instalaciones puntuales, como para demostrar que los valores medidos en las cercanías de una instalación son sensiblemente menores que los que producen otras fuentes.


Aparece como elemento de relevancia en estos casos, el disponer de instrumental y personal capacitado para estas tareas que pertenece a un organismo oficial de referencia. - Sobre la participación en comisiones de trabajo s obre legislación En este aspecto, ha quedado claro que cada integrante de las comisiones ve claramente su problema puntual, pero no es sencillo entender la problemática de la protección de la población ante elementos que les puedan llegar a resultar nocivos. En aquel grupo de trabajo donde los actores pertenecen exclusivamente al área de aplicación, la discusión pública posterior mostró los mismos resultados que en las comisiones formadas por personas de diferentes extracciones y con diferentes intereses a representar. En todos los casos, el denominador común es la interpretación dirigida de los conceptos normados según el interés que representa quien opine sobre el particular. - Sobre el impacto en el público en general El fenómeno del rechazo de las “antenas” por la población no comenzó en la Argentina sino que se arrastra de otros países en donde se comenzó antes con el avance tecnológico y herramientas como Internet ayudan a la difusión de la información, buena o mala, sobre el particular. El fenómeno ya está instalado y será de muy difícil reversión, puesto que los medios de comunicación y organizaciones con intereses económicos o políticos poco claros, presentan oscuras y forzadas estadísticas y asociaciones entre antenas y casos de cáncer, pero estos estudios no tienen ningún reconocimiento científico internacional pues no se realizan a la luz de las muchas variables que puede producir un efecto nocivo, sino toda la responsabilidad la tienen las antenas aunque éstas estén desactivadas. Una situación similar ocurre, respecto de las líneas de alta y media tensión y sus estaciones y sub-estaciones trasformadoras asociadas Conclusiones o recomendaciones Queda claro, luego de dos años de realizada la campaña, que el problema está instalado profundamente en la población y que difícilmente pueda ser revertido. A las campañas de difusión para tranquilizar a la opinión pública, necesariamente habrá que agregarles un mecanismo de monitoreo permanente, para mantener al público informado adecuadamente, por lo menos hasta que las autoridades científicas en la materia puedan opinar fehacientemente sobre resultados concretos de los efectos de las radiaciones. El control del espectro de las radiocomunicaciones, la regulación de los emplazamientos desde los diferentes entes autorizantes y la disponibilidad de la información “on line” para el público, pueden ser ejes de la transformación pretendida para los próximos años.

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MAPA DE RADIACIONES NO IONIZANTES DE LA CIUDAD DE S ANTA FE

Walter Giménez, Juan Fernández y Ulises Manassero

Universidad Tecnológica Nacional - Facultad Regional Santa Fe

G.I.S.E.P.: Grupo de Investigación sobre Sistemas Eléctricos de Potencia Lavaise 610 C.P.: S3004EWB, Santa Fe, Argentina.

Tel.:+ 54 342 4697858 [email protected]

Categoría: Trabajo Científico Área: Contaminación por radiaciones no ionizantes Palabras claves: RNI, campos electromagnéticos, Santa Fe. Resumen El trabajo que se presentará a continuación es un resumen de las mediciones de campos electromagnéticos de baja y alta frecuencia del GISEP, llevadas a cabo por el Laboratorio Ambulante de Mediciones de Campos Electromagnéticos y Ruido (LAMCEM), las cuales fueron realizadas en la ciudad de Santa Fe en los meses de mayo y junio de 2005. Introducción Las radiaciones no ionizantes son aquellas producidas casi en su totalidad por el hombre. Dichas radiaciones son emitidas por los sistemas de telecomunicaciones (antenas de telefonía celular, UHF, VHF, TV), la red eléctrica, aparatos eléctricos (secador de pelo, TV), radiofrecuencias y microondas (hornos microondas); por lo general este tipo de radiación se manifiesta en frecuencias menores a los 300 GHz. Estas radiaciones no poseen la energía suficiente para alterar y/o romper los enlaces moleculares de los seres humanos; no obstante hace ya más de una década que se viene gestando una preocupación mundial debido a varios informes que hablan de los posibles efectos adversos sobre salud humana, que generarían ciertos tipos de ondas electromagnéticas. Objetivos Los objetivos perseguidos en la realización del mapa de radiaciones no ionizantes de la ciudad de Santa Fe fueron los siguientes: • Conocer el estado actual de contaminación por radiaciones no ionizantes de la ciudad de Santa Fe. • Evaluar el comportamiento de las diferentes fuentes de emisión de radiaciones no ionizantes. • Confeccionar un mapa virtual georeferenciado donde se incluya toda la información recaudada en la realización de las mediciones. • Realizar la zonificación de la ciudad. Normativas vigentes Para baja frecuencia, se encuentra vigente la Resolución N° 77/98 de la Secretaría de Energía de la Nación (SE, 98) Para alta frecuencia, se encuentra vigente la Resolución Nº 202/95 del Ministerio de Salud y Acción Social de la Nación de exposición poblacional en el área. Plan de trabajo El plan de trabajo se centró en dos estudios bien diferenciados: las mediciones de campos magnéticos de baja frecuencia y las mediciones de campo electromagnético de alta frecuencia. El trabajo comenzó con la zonificación de la ciudad en cuatro zonas en función a la densidad poblacional de la misma: Zona Norte, Zona Centro, Zona Centro – Sur y Zona Sur. Luego, se escogió una determinada cantidad de puntos de medición, atribuyendo una mayor importancia a aquellas zonas con mayor cantidad de habitantes, lo cual hace suponer un tráfico de comunicaciones y una electrificación superior al de otras zonas con menor número de habitantes. En total se seleccionaron 85 puntos de medición, los cuales fueron distribuidos en cada zona. En cada punto se llevaron a cabo las mediciones de campo magnético de baja frecuencia y densidad de potencia de alta frecuencia. Los puntos se ubicaron en las esquinas de las manzanas. En cada punto además se tomaron las coordenadas geográficas del lugar con un GPS y una fotografía del sitio en cuestión.


Mediciones de campos electromagnéticos de alta frec uencia Se utilizó un equipo de medición de densidad de potencia de alta frecuencia, marca Wandel & Goltermann, modelo EMR 300, el cual posee una sonda que tiene un rango de medición que va desde los 100 kHz hasta los 3 GHz. El equipo se configuró para medir durante 6 minutos de modo continuo en cada punto, a intervalos de dos segundos, registrando así un total de 180 valores en cada punto de medición. Mediciones de campos magnéticos de baja frecuencia Se utilizó un registrador de campos magnéticos marca TES, modelo 1394, el cual posee una sonda de medición interna, con un rango de medición que va de 30 Hz a 3 kHz. Se midió de manera continua durante seis minutos y se configuró el equipo para medir valor máximo en el tiempo considerado. Una vez relevados todos los puntos seleccionados para realizar el mapa de radiación, se prosiguió a realizar la confección del informe técnico de cada punto. Resultados Las mediciones realizadas de campos magnéticos de baja frecuencia han demostrado el cumplimiento de los valores máximos establecidos por la resolución 77/98 de la Secretaría de Energía de la Nación. En alta frecuencia, las mediciones han indicado un holgado cumplimiento de los valores máximos permitidos por la resolución N° 202/95 del Minister io de Salud y Acción Social de la Nación. Conclusiones En baja frecuencia, con el fin de atenuar los valores de campos convendría usar cables subterráneos para la interconexión de estaciones y para la distribución residencial. Sin embargo, esta propuesta técnica significa una gran inversión monetaria sin poder, aún así, asegurar el confinamiento y/o atenuación de los campos magnéticos. Por ello resultaría conveniente desarrollar políticas de control periódico de tales instalaciones a partir de la realización de un plan de mediciones anuales. En alta frecuencia, el uso de programas de cálculo para la estimación previa, antes de su instalación, de la densidad de potencia que emitirá una nueva fuente tienen escasa representatividad de la realidad ya que, la densidad de potencia de fondo es varias veces superior a los máximos teóricos que se calculan por estos medios. Por ello, sólo es recomendable la realización de mediciones previas a la instalación de una antena para conocer cual es el estado de situación en cada lugar. Esto lleva a la necesidad de cubrir a toda la ciudad con mediciones periódicas de densidad de potencia a modo de mapa de radiaciones a partir del cual se conocerán cuales áreas están más expuestas a la radiación no ionizante y cuales se pueden considerar como limpias o de escaso impacto ambiental.

Nota : Proyecto Acreditado código 25/0067. Campos Electromagnéticos: Mapa de Radiaciones no ionizantes de la ciudad de Santa Fe. Declarado de interés municipal por el Departamento Ejecutivo de la Municipalidad de la ciudad de Santa Fe mediante decreto DMM Nº 00509/02, nota Nº 247 del 05/11/2002.

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CONTAMINACIÓN LUMÍNICA COMO TÓPICO EN LAS CARRERAS DE INGENIERÍA

N. Quaranta* y R. G. Cionco

GEA - Grupo de Estudios Ambientales.

Facultad Regional San Nicolás. Universidad Tecnológica Nacional. Colón 332. 2900. San Nicolás. Argentina.

[email protected] * Investigador CIC

Categoría : Trabajo científico. Área : Contaminación Lumínica. Palabras Claves: Efectos colaterales de la iluminación – Luminotecnia – Iluminación y salud. Introducción La iluminación exterior desaprensiva produce una serie de efectos que actualmente se engloban bajo el término contaminación lumínica (CL) [1]. La manifestación más evidente de la luz como agente contaminante es el aumento del brillo del cielo nocturno (ABC). Lejos de ser una simple molestia, estos efectos generan consecuencias a menudo desconocidas, que pueden ser clasificadas en tres grupos: económicas, culturales y medioambientales en general. Notablemente, la contaminación lumínica no forma parte de las áreas habituales de estudio y mitigación de las problemáticas medioambientales; tampoco es tenida en cuenta en los planes de estudio de ingeniería, ni siquiera en aquellas materias relacionadas con la luminotecnia o el medioambiente. Objetivo En el presente trabajo se exponen las líneas de acción propuestas en la Facultad Regional San Nicolás, Universidad Tecnológica Nacional, para desarrollar la introducción de la contaminación lumínica como tópico regular de estudio dentro de algunas de las carreras de Ingeniería, como por ejemplo: Eléctrica, Electrónica, Mecánica e Industrial. Estas actividades se enmarcan en el Proyecto Integrador para la Mitigación de la Contaminación Atmosférica (PROIMCA) de la UTN. Metodología de trabajo propuesta El objetivo de este trabajo es la incorporación del tema contaminación lumínica y sus posibilidades de mitigación, en la formación de los futuros profesionales de la Ingeniería, incluyendo esta problemática como parte de las materias relacionadas con seguridad y cuidado del medioambiente. En primer lugar se han seleccionado de las carreras respectivas, las materias que tratan tópicos relacionados:

CCaarrrreerraa MMaatteerriiaass

Ingeniería Eléctrica Instalaciones eléctricas y luminotecnia. Seguridad, riesgo eléctrico y medio ambiente.

Ingeniería Electrónica Seguridad, higiene y medio ambiente.

Ingeniería Mecánica Ingeniería ambiental y seguridad industrial.

Ingeniería Industrial Seguridad e higiene, e Ingeniería ambiental.

En una primer etapa, se planifica la presentación de esta problemática ambiental en el marco general de contaminación atmosférica, brindando las bases conceptuales sobre los orígenes de los contaminantes básicos, contaminantes químicos, físicos y biológicos, medio receptor primario de la contaminación atmosférica, i.e. aire, y efectos sobre los receptores secundarios: seres humanos, animales y plantas. En este marco y dentro de los contaminantes físicos del aire, se incorpora la CL. En cuanto a las estrategias básicas de presentación de la temática específica de contaminación lumínica, se propone el siguiente esquema: 1. Causas, ¿qué causa la CL?: iluminación desaprensiva: inadecuada, ineficiente, mal ubicada, etc. 2. Efectos, ¿cómo se evidencia?: demasiada luz en el ambiente: intrusión lumínica,

deslumbramiento, ABC, derroche energético.


3. Consecuencias, ¿qué problemas trae o qué hipótesis de problemas aparejados a ella pueden plantearse? Estos efectos producen consecuencias para el conjunto biota-ser humano de un sitio, lo cual puede analizarse proponiendo una diferenciación en:

� Consecuencias Culturales: pérdida del cielo nocturno. � Consecuencias Económicas: derroche energético. � Consecuencias Medioambientales: cambios en ecología y salud humana [2], [3].

Esta diferenciación, en apariencia trivial, es relevante debido a que en general se detecta que el tema CL es fuertemente asociado al ABC, y debido a esto, las consecuencias de la CL suelen reducirse a un segmento de ciudadanos compuesto por astrónomos y observadores aficionados. Como práctica medioambiental en la Universidad, se han seleccionado los siguientes puntos que se consideran básicos a la hora de presentar este tema, desde lo práctico como problema medioambiental: • CL es más fácilmente controlable que la mayoría de las problemáticas ambientales conocidas: en

efecto, no se necesitan grandes despliegues tecnológicos ni procesos anexos para atacar el problema; además, la mitigación es inmediata y no permanecen efectos residuales en el ambiente.

• Su mitigación puede redundar en beneficios económicos inmediatos o a corto plazo: donde entra en juego el control del gasto energético. El reemplazo de luminarias debe realizarse teniendo no sólo en cuenta la disminución del gasto energético según el tipo de lámpara utilizada, como se realiza habitualmente, sino también la forma y ubicación de las luminarias con el fin de disminuir la posibilidad de CL.

• CL incluye entre sus efectos al ABC. Este aumento artificial de la luminancia del cielo nocturno, necesita de la atmósfera para establecerse [4], [5]. Por lo tanto, en un sentido amplio, la CL necesita de la atmósfera terrestre como agente propagador, debido a esto debe ser tenida en cuenta dentro de los temas de contaminación atmosférica.

Por experiencias anteriores [6,7], se ha comprobado que las temáticas ambientales en general despiertan en los alumnos un gran interés, que será aprovechado para capturar la atención hacia este área, poco difundida en los contenidos de las materias relacionadas con contaminación atmosférica. Se proponen algunas actividades que incorporen alumnos de las distintas carreras, que se relacionen directamente con las actividades del grupo de investigación. Entre ellas podemos mencionar:

� Concienciar sobre estrategias zonales de control y mitigación. Estudiar distintas luminarias y su relación con la CL (ubicación, eficacia, espectro emitido, blindaje, etc).

� Realizar relevación, diagnóstico y trabajos de campo para estimar los niveles de CL de un lugar.

� Trabajar sobre normativas existentes, desarrolladas por los organismos de protección del medio ambiente de distintos países, como por ejemplo Chile y España [8], [9] y [10].

Referencias [1] Página web de la Dark Sky Association (www.darksky.org) [2] Longcore T., Rich C., “Ecological light pollution”, Frontiers in Ecological Environment 2, n.4, pp.

191-198 (2004). [3] Schernhammer E., Laden F., Speizer F., Willett W., Hunter D., Kawachi I., Colditz G, “Rotating

Night Shifts and Risk of Breast Cancer in the Women Participating in the Nurses´ Health Study”, Journal of the National Cancer Institute 93, 20, pp. 1563-1568 (2001).

[4] Treanor P. J., “Artificial Night-Sky Illumination”, The Observatory 93, pp. 117-120 (1973). [5] Cinzano P., Memorie della Società Astronomica Italiana 17, n.1 , pp. 113-130 (2000). [6] Quaranta, N. "Introduction of Green Chemistry Subject in Mechanical Engineering". Procc. 1st

International IUPAC Conference on Green-Sustainable Chemistry. Dresden, Alemania. (2006). [7] Quaranta, N. "Green Chemistry en la enseñanza de Ciencia de Materiales". Actas Congreso

SAM-CONAMET 2007.San Nicolás, Argentina. (2007). En prensa. [8] Oficina Técnica para la Protección de la Calidad del Cielo (OTPC). Resumen de criterios a seguir

en las instalaciones de alumbrado que afectan a la calidad del cielo de Tenerife y La Palma. Instituto Astrofísico de Canarias, Canarias, España (2001).

[9] Puig O., San Martín R., Torra J., “Plan piloto para la evaluación y reducción de la contaminación lumínica en Cataluña”, Cataluña, España (2001).

[10] Comisión Nacional para la Protección del Medioambiente (CONAMA). ”Norma de emisión para la regulación de la contaminación lumínica”, Chile (1997).

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CONTAMINACIÓN ACÚSTICA EN AMBIENTES URBANOS E INDUSTRIALES

Víctor H. Cortínez

Centro de Investigaciones en Mecánica Teórica y Aplicada, Facultad Regional Bahía Blanca,

Universidad Tecnológica Nacional, 11 de Abril 461, 8000, Bahía Blanca, Tel. 54-0291-4555220 e-mail: [email protected],

Categoría : Proyecto Área : Contaminación por ruido Palabras claves : contaminación acústica, ambiente urbano, ambiente industrial

Resumen En la sociedad moderna, el ruido se ha convertido en un serio problema. En efecto el aumento en la densidad de población, la multiplicación de actividades, incluyendo las industriales, el aumento del flujo vehicular en las ciudades, han incrementado en forma notable las fuentes de ruido en ambientes habitados. Su solución no es simple y requiere en general medidas costosas tanto en lo económico como en lo social, involucrando acciones de ingeniería y arquitectura como así también legales, pudiendo llegar a requerir, inclusive, modificación de hábitos y costumbres. Por tal motivo, el control del ruido se ha convertido en una actividad profesional de gran importancia. Cyril Harris define el control de ruido como “la tecnología para obtener un ruido ambiental aceptable, de acuerdo con condiciones económicas y operativas”. Esta podría considerarse una definición “ingenieril”, aunque debe tenerse en cuenta que en los procesos de control de ruido intervienen, en muchas ocasiones, muchos actores, además de ingenieros (legisladores, agentes de control, abogados, fonoaudiólogos, etc.), debido al carácter multidisciplinario del problema. De todas maneras para el presente proyecto ésta es la definición que se aceptará teniendo en cuenta que la propuesta se enfoca hacia aspectos de ingeniería con relación a dicha problemática. En general cualquier medida de control de ruido es antecedida por un diagnóstico de la situación, lo que incluye un programa de medición y la evaluación de los resultados en base a criterios o legislación establecida, la que a su vez depende del tipo de situación considerada (ambientes urbanos; recintos de características especiales tales como bibliotecas, hospitales, teatros, escuelas, etc.; recintos industriales). A partir de allí deben diseñarse los procedimientos de control de ruido que pueden involucrar acciones organizativas, legislativas o tecnológicas. En cualquier caso, como parte del diseño debe evaluarse el beneficio específico que se gana con la aplicación, con relación a su costo. Las características de la metodología de diseño de un sistema de control de ruido dependen en general del tipo de ambiente que se esté analizando. El presente proyecto se dirige a dos tipos de ambientes: industrial y urbano. Motivación de la presente investigación A pesar de la intensa investigación realizada, existen varios tópicos que demandan un estudio más profundo. En la línea de ruido urbano, si bien existen estudios realizados en la ciudad de Bahía Blanca, no se ha llegado aún a un conocimiento completo. De hecho se han caracterizado fundamentalmente la zona céntrica y la zona industrial. Por lo tanto hay una necesidad de ampliar el estudio para caracterizar la ciudad en forma completa. Asimismo existen aspectos que cobran especial importancia en ciudades como Bahía Blanca, tales como la influencia de los factores climáticos y en particular el efecto del viento. Este último podría ser un factor de gran importancia, atendiendo al hecho de que se trata de una zona ventosa, ya que el viento puede generar ruido pero además puede intensificar (por acercamiento del ruido) o disminuir (por alejamiento del ruido) la contaminación acústica según que su sentido sea del sector urbano considerado hacia o desde las fuentes. Este hecho cobra particular importancia en la zona industrial. Con respecto a los modelos predictivos, hasta el momento se han desarrollado fórmulas para estimar las condiciones de ruido debidas a tráfico vehicular en la zona céntrica de la ciudad de Bahía Blanca. A los efectos de satisfacer necesidades de planificación urbanística se hace necesario extender dichos modelos a las zonas suburbanas. También se ha estudiado la potencialidad de métodos computacionales intensivos tales como el método de Ray Tracing mediante el software comercial SoundPlan, y la posibilidad de formular modelos de elementos finitos basado en una moderna teoría de difusión acústica. Sin embargo no se han aplicado tales metodologías a casos reales. Con tales herramientas es de interés entonces


modelar ciertas zonas específicas de la ciudad, a los efectos de poder realizar evaluaciones ambientales de suficiente precisión para futuros desarrollos urbanísticos o bien como ayuda al control de ruido. En la línea de ruido industrial, a pesar del gran volumen de trabajo desarrollado, merece un estudio más profundo el desarrollo de metodologías computacionales unificadas que se dirijan al rediseño optimal de plantas industriales. Esta temática debe considerar aspectos teóricos y numéricos relacionados con la predicción de ambientes acústicos así como también aspectos referidos a la caracterización de las condiciones acústicas existentes en plantas industriales en funcionamiento. Estos aspectos deben enfocarse mediante una combinación de modelos teóricos con métodos inversos. Por otra parte el diseño optimal involucra múltiples simulaciones del ambiente bajo estudio con diferentes parámetros de diseño hasta satisfacer los requisitos de eficiencia pre-establecidos. Esta actividad requiere la formulación de algoritmos de optimización con técnicas de simulación computacional, no solamente precisos, sino también que requieran un tiempo de CPU relativamente bajo, a efectos de poder realizar el diseño requerido en tiempos razonables desde el punto de vista de las aplicaciones prácticas. Objetivos y metodología del Proyecto Objetivos generales: La presente investigación se dirige hacia aspectos relacionados con el diagnóstico y control de la contaminación sonora en ambientes urbanos e industriales. Con respecto a la línea de ruido urbano, se pretende contribuir a la caracterización objetiva del ruido en la ciudad de Bahía Blanca, y de esta manera generar conocimientos relacionados aplicables a otras ciudades argentinas de características similares. En este sentido se pretende generar una serie de herramientas computacionales para la evaluación del impacto ambiental de ruido a fin de utilizarse como ayuda a procesos de planificación urbana. Como consecuencia de tales objetivos se espera generar algunos criterios preliminares para mitigar la contaminación sonora en dicha ciudad. La línea de ruido industrial apunta al desarrollo de modelos teóricos y computacionales para el rediseño optimal de recintos industriales considerando los tres aspectos fundamentales del problema: modelos acústicos de simulación, métodos inversos para la calibración de los modelos bajo condiciones de operación y métodos de optimización matemática aplicada al diseño acústico. Objetivos particulares: Éstos serán descriptos para cada una de las líneas en que se subdivide el proyecto.

A) Ruido urbano A.1) Caracterización objetiva de ruido urbano para la ciudad de Bahía Blanca, fundamentalmente en zonas no estudiadas en anteriores campañas de medición. Obtención de un mapa acústico de la ciudad y especialmente en la zona industrial de Ing. White. A.2) Estudio de la influencia de viento y otros efectos anómalos sobre el ambiente acústico. Se realizarán mediciones en zonas sensibles a la dirección del viento por el predominio de la instalación de industrias en las cercanías. A.3) Desarrollo de Modelos Computacionales con calibración basada en los datos reales representados en los mapas acústicos. Dicho modelo constituirá una base cuantitativa para la predicción de los efectos de diferentes estrategias de mitigación, tales como la implementación de barreras acústicas, tanto como para el estudio del impacto acústico debido a la instalación de nuevos complejos industriales u otras fuentes. A.4) Se implementarán los resultados de la caracterización así como los modelos de predicción dentro de un ambiente GIS (Sistemas de Información Geográficos). B) Ruido industrial B.1) Evaluación de fórmulas basadas en la Teoría del campo difuso y su generalización a condiciones industriales complejas. B.2) Desarrollo de formulaciones de Elementos Finitos basadas en una extensión de la Teoría de difusión acústica de Picaut. B.3) Desarrollo de Métodos Inversos para la caracterización acústica de recintos industriales en condiciones de operación mediante una combinación de los modelos aludidos en B.1) y B.2) y técnicas de optimización matemática con especial énfasis en el método de Simulated Annealing. B.4) Desarrollo de Métodos Computacionales para el rediseño acústico optimal de recintos industriales mediante los modelos aludidos en los puntos anteriores. Se desarrollará un programa computacional general a tal efecto. Se lo aplicará en situaciones reales.

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ANÁLISIS DE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE DE LA CIUDAD DE BUENOS AIRES

Hipólito A. Choren y Nicolás A. Mazzeo

Departamento de Ingeniería Química – Facultad Regional Avellaneda- UTN Av. Bartolomé Mitre 750 (B1870AAU) – Avellaneda -– 011-4201-5476

Correo electrónico: [email protected] Categoría : Proyecto Área : Contaminación urbana y vehicular Palabras claves: atmósfera, contaminación, monitoreo, propuestas 1. INTRODUCCION

La contaminación del aire se manifiesta por el incremento de la concentración de los elementos o compuestos químicos que componen el aire puro natural, o por la incorporación de sustancias provenientes de fuentes naturales y/o artificiales, que permanecen en la atmósfera o son dispersadas por el aire.

El aire se considera contaminado, cuando las sustancias que se encuentran presentes alcanzan, en cualquier condición atmosférica, un nivel de concentración que representa un potencial riesgo para el hombre, los animales, las plantas, la visibilidad y/o los materiales. Los efectos de la contaminación del aire pueden manifestarse a escala local, regional, transfronteriza o global.

El trabajo considera los contaminantes atmosféricos más relevantes, presentes en la ciudad de Buenos Aires1 y prácticamente en todas las zonas urbanas de las grandes ciudades del mundo, provenientes de las emisiones de los procesos de combustión2. No son consideradas las emisiones de dióxido de carbono, uno de los principales gases efecto invernadero, responsables del calentamiento global, por no producir un efecto nocivo directo e inmediato sobre la calidad del aire de las ciudades.

El trabajo de tesis comprende el análisis de la sit uación existente a nivel internacional en general y en particular la que se presenta por la contaminación del aire de la ciudad de Buenos Aires, considerando datos de me diciones confiables disponibles y efectuando un análisis crítico y fundamentado, sobr e los métodos de medición, los estudios realizados y los modelos de dispersión atm osférica de contaminantes aplicados, los resultados obtenidos y los potenciales riesgos para la población expuesta, concluyendo con una propuesta para el análisis y la evaluación de la problemática de la contaminación del aire, de la ciudad de Buenos Aire s.

2. DESARROLLO DEL TRABAJO DE TESIS 2.1. Contaminación Atmosférica – Antecedentes Inter nacionales

Recopilación y análisis de antecedentes históricos internacionales y de su influencia e importancia en la implementación de normas regulatorias. El análisis incluye las normas de EE.UU., la Unión Europea y países de América Latina y el Caribe.

2.2. Recopilación y análisis de la normativa regula toria

Comprende las normas regulatorias de la Ciudad de Buenos Aires, su comparación con las existentes en algunas de las principales ciudades de los países desarrollados, destacando y analizando las diferencias más relevantes.

2.3. Recopilación de material bibliográfico

La recopilación se encuentra dirigida al material bibliográfico sobre contaminación del aire en la Ciudad de Buenos Aires, publicado por organismos oficiales nacionales ó municipales de la Ciudad de Buenos Aires y por instituciones oficiales y/o privadas y/o investigadores de reconocido prestigio científico.

1 Dióxido de Azufre (SO2), Óxidos de Nitrógeno (NOx) compuestos por monóxido y dióxido de nitrógeno (NO y

NO2 respectivamente), Monóxido de Carbono (CO), Material Particulado (MP) y Ozono (O3). En este estudio no se consideran los hidrocarburos no metano (no quemados o parcialmente quemados).

2 Transporte automotor, industrias, centrales de generación termoeléctrica, y sistemas de acondicionamiento térmico de domicilios, oficinas e industrias.


2.4. Ordenamiento y clasificación de los trabajos de la búsqueda bibliográfica

Los trabajos serán ordenados de acuerdo a los siguientes temas: a) emisiones de contaminantes (fuentes fijas y móviles) b) meteorología (relación con la dispersión atmosférica de los contaminantes) c) campañas de medición de contaminantes en el aire ambiente (período de

monitoreo, ubicación de los equipos, contaminantes medidos, métodos de detección y registro, calidad de los equipos, error de las mediciones)

d) aplicación de modelos de dispersión atmosférica (modelos utilizados, precisión en función de sus características y del área en estudio)

e) exposición de la población a los contaminantes (conclusiones y recomendaciones de los trabajos)

2.5. Análisis crítico de los trabajos detectados en la búsqueda bibliográfica

Considera las características particulares de la zona en estudio, la duración del período de medición y las condiciones atmosféricas existentes durante su ejecución, los contaminantes del aire analizados, los modelos de dispersión atmosférica utilizados para determinar las isopletas de concentración, las probables fuentes de emisión de los contaminantes en la zona de influencia del estudio y el potencial grado de exposición de la población. El análisis de los trabajos, permite determinar su representatividad de la situación real, destacar -con los fundamentos correspondientes- las eventuales deficiencias que presentan y proponer estudios adicionales para solucionar estas últimas.

2.6. Aspectos relevantes del problema de la contaminación del aire en la Ciudad de Buenos

Aires. Propuestas para monitoreo y control. El análisis de los trabajos, efectuado en el ítem 2.5. precedente, permite la

individualización y evaluación de los contaminantes más relevantes y de los potenciales riesgos que representan, en forma individual y/o asociada, para la población expuesta. En función de este último análisis es posible planificar un estudio integral, para identificar con mayor precisión, la situación ambiental atmosférica de las diferentes zonas en la ciudad de Buenos Aires y proponer las acciones de monitoreo y control que permitan minimizar los problemas detectados.

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DESARROLLO URBANO: EVOLUCIÓN DE LAS EMISIONES DE CA RBONO

Federico Perez Gunella, Enrique Puliafito, Mariano Galbán

Secretaría de Ciencia y Técnica Facultad Regional Buenos Aires, Universidad Tecnológica Nacional

Medrano 981 Tel (011) 48677500 Correo electrónico: [email protected] – [email protected]

Categoría: Proyecto Área: Contaminación urbana y vehicular Palabras claves: contaminación ambiental, GIS, efecto invernadero Objetivo del proyecto: La creación de un servidor de mapas que permita el acceso a la información de los archivos de Capital Federal con tecnología GIS a usuarios de cualquier lugar del mundo utilizando para ello lenguajes de código abierto o GNU, sin necesidad de instalar en cada usuario ningún software propietario. Etapas del proyecto 1. Visualización de la información.

Se utilizó un visor de archivos tipo shp para navegar por la información obtenida, pudiendo también recorrer las tablas con la información asociada a cada una de las localizaciones. Se logró mediante el uso de software tipo ArcView y también con programas freeware como el MapWindow o con software de código abierto como el MapServer.

2. Armado del servidor de mapas para visualizar los archivos shp. Se comenzó implementando localmente una demo ofrecida por la Universidad de Minesota. Para poder correr el demo de Itasca llamado “Workshop” localmente la computadora debió ser equipada con los siguientes programas:

Web Server: Para el funcionamiento del open GIS se requiere la instalación de un servidor web, para este caso se optó por un Apache versión 2.0.54. En esta etapa los requerimientos a los que responde el servidor son locales, requiriéndose de una asignación a una IP pública y de un chequeo de seguridad hecho por un especialista para poder hacer público el servidor. Compilador PHP: En este tipo de aplicación cliente-servidor, el acceso y procesado de los datos es realizado por el servidor. El CGI mapserv.exe requiere un compilador PHP para procesar el pedido hecho por el browser. La versión instalada de PHP es la 4.3.11. Una vez que el servidor funcionó localmente, se instaló este sistema en el servidor de la Secretaría de Ciencia y Técnica. La implementación funcionó correctamente dentro de la secretaría y con mapas relativamente livianos.

3. Manipulación de los datos contenidos en las bases referenciadas. Con el servidor de mapas en funcionamiento se buscó mejorar la interfaz de usuario y agregarle las herramientas para navegación gráfica de los mapas y la búsqueda de información en las bases de datos contenidas en los archivos shp. Para ello se trabajó sobre los archivos de configuración html que presentan la información requerida por el usuario.

4. Generación de una grilla georeferenciada. Se generó una grilla con un tamaño tal que permite una visualización representativa de la calidad de aire y una cantidad manejable de celdas que hace posible la manipulación por un cliente del otro lado de la red.

5. Volcado de índices de emisión en una grilla georeferenciada. Se asignará un valor de contaminación a cada celda de la grilla para identificar las localizaciones de los centros de emisión.

6. Permiso a un usuario autorizado para obtener conclusiones sobre las operaciones que realiza sobre el mapa en cuestión.

Se trata de operaciones que modifiquen algunas de las variables puestas en juego, como el tráfico de la ciudad, fuentes puntuales de generación de contaminantes, etc.

Conclusiones y recomendaciones: El servidor de mapas permite el procesamiento de información georeferenciada cualquiera fuere su naturaleza (ruido urbano, tránsito, emisiones, etc.), bajo la condición de estar en formato shp.

PROIMCA 2007 45

CONTAMINACIÓN DEL AIRE EN DOCK SUD Y SUS IMPACTOS EN ÁREAS CIRCUNDANTES

Cristina Speltini y Nicolás Mazzeo

Departamento de Ingeniería Química – Facultad Regional Avellaneda Av. Bartolomé Mitre 750 – (B1870AAU) Avellaneda – 011-4201-5476

Correo electrónico : [email protected]

Categoría: Proyecto Área: Contaminación urbana y vehicular Palabras claves: contaminación atmosférica, rosa de contaminación, monitoreo, Dock Sud

Introducción Muchas ciudades de América Latina enfrentan graves problemas relacionados con la creciente contaminación del aire, a pesar de encontrarse disponibles los medios tecnológicos y la experiencia institucional para mejorar sustancialmente su calidad del aire de una manera efectiva y sostenible. Los informes de Onursal y Gautam (1997) presentan estudios llevados a cabo en más de ocho áreas urbanas de América Latina, con poblaciones que superan el millón de habitantes, en los que se muestran que el nivel de contaminación del aire excede, en muchos casos, los estándares establecidos por la Organización Mundial de la Salud. Los datos informados para la Ciudad Autónoma de Buenos Aires, en el quinquenio 1990 – 1995, indican valores altos de contaminación de monóxido de carbono, moderados de material particulado (MP) y NOx, y bajos en SO2 y Pb. La contaminación antropogénica del aire es causada principalmente por grandes fuentes estacionarias como industrias, centrales energéticas o incineradores; por pequeñas fuentes estacionarias como residencias y comercios y por fuentes móviles como el tránsito automotor. En otras oportunidades, la cercanía de diversos conglomerados industriales, ajenos a la propia ciudad, puede potenciar la contaminación de áreas cercanas al mismo. Éste es el caso del Polo Petroquímico, ubicado en Dock Sud, colindante con el Municipio de Avellaneda y con la Ciudad Autónoma de Buenos Aires, de la que lo separa el Riachuelo. El área industrial de Dock Sud y su zona de influencia, está ubicada al sur de la Ciudad Autónoma de Buenos Aires, en el primer cinturón industrial del conurbano bonaerense, y sus límites físicos son: el Riachuelo al norte, el Arroyo Sarandí al sur, el Río de la Plata al este y la Avenida Roca al oeste. Cuenta con una superficie aproximada de 40 km². El Puerto Dock Sud está situado sobre la margen sudeste del Antepuerto de Buenos Aires con la prolongación al sur hacia la ciudad de Avellaneda. En el puerto se pueden identificar: a. La dársena de Inflamables ubicada al sur del canal del acceso sur, cuya boca de acceso es de 62 m de ancho. Tiene forma alargada con 618 m de longitud y un ancho de 159 m. b. La dársena de Propaneros que permite las operaciones de carga y descarga de gases altamente inflamables, aisladas de las instalaciones de almacenamiento de combustibles y productos químicos, existentes en la zona. En esta zona se encuentran radicados alrededor de 50 establecimientos industriales, entre los que se destacan, por su envergadura, 2 refinerías de petróleo, 8 plantas de recepción y almacenaje de petróleo y sus derivados, 4 plantas de recepción y almacenaje de productos químicos y 1 central termoeléctrica. Se suman a los rubros antes mencionados otros, tales como: industrias de procesos, empresas de transporte, amarres, areneras, estaciones de servicio; además de otras potenciales fuentes como: el relleno sanitario Villa Domínico (CEAMSE) y el Canal Sarandí. Las actividades industriales y portuarias, sumadas al tránsito automotor, han hecho que Dock Sud, sea una de las áreas dentro del Gran Buenos Aires con mayores problemas de contaminación del aire. Esta situación pone en riesgo la salud no sólo de los 38.977 habitantes (según censo INDEC, 1999), sino también, de las 3.000 personas que aproximadamente trabajan en el área.

Objetivos del proyecto El problema que se propone investigar en este trabajo tiene por propósitos:

a- Identificar las fuentes fijas y móviles que inciden en la zona. b- Estudiar la distribución de los contaminantes del aire debido a las emisiones gaseosas de las empresas del Polo Petroquímico de Dock Sud.


c- Analizar la incidencia del transporte de los contaminantes en la población de las zonas colindantes al Polo Petroquímico, tales como el Municipio de Avellaneda y la Ciudad Autónoma de Buenos Aires, en la población.

Aspectos metodológicos El diseño seleccionado implicó el trabajo en dos campos disciplinares: a- Distribución de contaminantes emitidos por las diferentes empresas de la zona. b- Distribución y composición demográfica en la zona analizada. Los datos surgieron de diversas fuentes: 1- Estaciones de monitoreo ubicadas en el Polo Petroquímico 2- Estación meteorológica Aeroparque Aero 3- Datos demográficos suministrados por el INDEC Las condiciones meteorológicas constituyen un factor decisivo en el transporte y la dispersión de contaminantes en la atmósfera. Por esa razón, se consideró necesario analizar algunos parámetros meteorológicos: velocidad y dirección del viento.

Resultados preliminares del proyecto Los primeros resultados encontrados en el análisis de la calidad del aire a partir de registros de cuatro estaciones de monitoreo ubicadas en Dock Sud, se presentan en las siguientes rosas de contaminación:

0,00000,01000,02000,03000,04000,05000,0600

N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSE

S

SSW

SW

WSW

W

WNW

NW

NNW

0

1

2

3N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSES

SSW

SW

WSW

W

WNW

NW

NNW

0,005,00

10,0015,0020,0025,0030,0035,00

N

NNE

NE

ENE

E

ESE

SE

SSE

S

SSW

SW

WSW

W

WNW

NW

NNW

NO2 CO PM -10 Los análisis sobre los parámetros que exceden los niveles guía admitidos por el Decreto 3395/96, muestran que la mayoría de los registros no superan los límites establecidos. Sólo el 2,1 % de los valores registrados para NOx superan el estándar, alcanzando un valor máximo de 0,497ppm. No se encontraron valores de CO y PM-10 que excedieran los estándares establecidos por la mencionada legislación. A pesar de las dificultades que se encontraron en los datos de calidad de aire medidos, debido al corte de energía eléctrica y vandalismo, hechos que condujeron a la pérdida de registros, las rosas de contaminación parecen indicar que las fuentes de emisión predominantes se encuentran en la dirección de la autopista Buenos Aires - La Plata, el Puente Pueyrredón y/o la calle Debenedetti. En estas vías de acceso circula una gran cantidad de autos, camiones y acoplados de gran porte.

Referencias Onursal B. y Gautam S. 1997. Contaminación atmosférica causada por vehículos: experiencias de siete centros urbanos latinoamericanos. World Bank Institute. Documento Nª 373S. Fernández R. 2000. La ciudad verde. Espacio editorial. Buenos Aires.

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PROYECTO HOMOLOGADO UTN 25/O081 GESTIÓN DE TRÁNSITO EN LA CIUDAD DE SANTA FE

Jorge A. Caminos y Eduardo José Donnet

Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Santa Fe,

Grupo de Estudios Sobre Energía / Grupo de Estudio Sobre Transporte. Lavaise 610 C.P.: S3004EWB, Santa Fe, Argentina.

Tel.:+ 54 342 4697858 E-mail: [email protected]

Categoría: Proyecto Área: Contaminación urbana y vehicular Palabras Claves : gestión de tránsito, contaminación vehicular, contaminantes del aire Introducción Las fuentes móviles de emisión son una de las principales fuentes de emisión de contaminantes en los centros urbanos. La ciudad de Santa Fe de la Vera Cruz ha tenido un aumento pronunciado del parque automotor durante los últimos años. Junto con la ausencia de diseño e implementación de políticas no sólo de transporte sino también de desarrollo territorial, se ha producido un deterioro de la calidad del aire, cuyas señales actuales son el ruido y la sensación de malestar físico que se percibe cuando se camina en las calles del microcentro en horario pico de tránsito. Existe muy poca información sobre los niveles de contaminación del aire urbano. No se realizan campañas a mediano o largo plazo para crear una toma de conciencia responsable por parte de la sociedad de los riesgos a los que estamos expuestos diariamente. Las calles del microcentro resultan hoy en día inadecuadas para el alto flujo vehicular diario, en especial, aquellas por las que transitan los colectivos de transporte público de pasajeros. El proyecto es llevado adelante por los grupos GESE (Grupo de Estudio Sobre Energía) y GETRANS (Grupo de Estudio de Transporte) de la Facultad Regional Santa Fe con la participación de profesionales y becarios de diversas especialidades. El mismo cuenta con financiamiento de la Universidad Tecnológica Nacional y permitirá tener una clara información sobre la contaminación debida a fuentes móviles, para generar estudios destinados a lograr una adecuada gestión de tránsito y poder así controlar los niveles de contaminantes en la zona de estudio. Objetivos • Analizar la contaminación producida por el transporte urbano. • Analizar la problemática de los centros urbanos debido al congestionamiento del tránsito vehicular. • Buscar alternativas fundadas que permitan optimizar el uso del transporte de pasajeros y el movimiento de personas. • Reducir la emisión de Gases Efecto Invernadero (G.E.I.) en el área de macro y micro centro de la ciudad de Santa Fe. • Analizar medidas para el mejoramiento del flujo vehicular en el micro centro de la ciudad de Santa Fe. Metodología de trabajo La zona de estudio comprende al centro y microcentro de la ciudad dentro de la cual se han establecido 22 puntos de muestreo los cuales se recorren en rondas quincenales. Los contaminantes en estudio son: monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx), material particulado menor a diez micrones (PM10), dióxido de azufre (SO2), hidrocarburos no metánicos (HCNM) y ozono (O3). Complementariamente se realizan mediciones de nivel sonoro expresado como nivel sonoro continuo equivalente (NSCE) del período de medición. El equipo de medición es un analizador de calidad de aire portátil en el cual se realiza la medición simultánea de concentración de gases, material particulado y ruido. Para la medición de gases cuenta con sensores del tipo electroquímicos específicos para cada gas a analizar. La medición de material particulado se realiza mediante el principio de dispersión de luz. El equipo se instala en forma horizontal sobre un soporte construido a tal fin a una altura de 2 m del suelo y apartado unos 15 m de las esquinas.


Las mediciones se llevan a cabo en forma continua en períodos de 20 minutos en horarios de mayor actividad, de acuerdo con lo establecido por la Ordenanza de la Municipalidad de la ciudad de Santa Fe N° 9662, para el caso de la Concentración Admisible para Periodos Cortos - C.A.P.C. Complementariamente a los contaminantes se releva además la cantidad de vehículos que pasan por la zona estudiada, los cuales se discriminan en automóviles y camionetas, camiones, colectivos urbanos, motos y ciclomotores. De igual manera son tenidas en cuenta las condiciones meteorológicas reinantes en el lapso de medición. Respecto a las características de los lugares de medición, previamente se han relevado aspectos como: configuración edilicia, existencia o no de arbolado publico, condiciones en que se encuentra el pavimento, existencia de fábricas, talleres, comercios, etc. Toda la información recopilada, ya sean concentraciones de contaminantes, composición del tránsito y flujo vehicular, y meteorológica, es procesada posteriormente conformando una base de datos con valores promedios por ronda y punto de medición. Actualmente, el proyecto se encuentra en la etapa final de relevamiento y procesamiento de datos que los grupos vienen realizando desde el año 2005. Se ha comenzado con el análisis detallado de los resultados a fin de llegar a conclusiones que permitan delinear y proponer medidas generales de gestión, por lo que además de la confección de tablas resumen y gráficos, se ha volcado la información procesada al software de G.I.S. TransCAD, el cual permite ubicar geográficamente los puntos de medición para conformar mapeos de la zona con niveles de contaminantes, flujo vehicular y composición, etcétera. Conclusiones preliminares Los resultados obtenidos hasta el momento muestran que en la actualidad no existen riesgos de llegar a situaciones límites para la calidad del aire del centro de la ciudad de Santa Fe. Respecto al tránsito vehicular, podemos decir que está en el límite de la capacidad de carga del sistema. Además, si se tiene en cuenta que la mayoría de las calzadas son de dimensiones reducidas y que el lapso de medición es de 20 minutos, podemos afirmar que se trata de un gran caudal de automóviles para dichas calzadas. Respecto a los contaminantes, comparando las gráficas obtenidas para el año 2005 en su totalidad versus las disponibles en el año 2006, se ha observado en líneas generales un aumento de las concentraciones de varios contaminantes. Solamente han sido detectados puntualmente valores de concentración de contaminantes específicos que superan el estándar local en algunos puntos. Estudiando los datos de flujo vehicular y comparando con respecto al año 2005, observamos que existen cambios significativos. En algunas intersecciones se observa un alto incremento en el número de vehículos y en otras la disminución es significativa. Pero, en la mayoría de las esquinas la tendencia es el aumento de la cantidad de vehículos, especialmente de automóviles particulares, que representan el 55 % de los tipos de vehículos relevados. Esto significa que deben tomarse medidas de restricción de acceso de autos particulares al microcentro, ofreciendo un sistema de transporte público adecuado y conveniente, es decir, con un precio razonable para quienes se dirigen al centro todos los días y con recorridos que cubran todos los barrios de la ciudad.

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INVESTIGACIÓN INTERDISCIPLINARIA SOBRE LA CONTAMINA CIÓN SONORA EN LA CIUDAD DE CÓRDOBA

Mario R. Serra, Ana M. Verzini, Aldo H. Ortiz, Duillo A. Maza,

Yanina Ivone Petiti, Eduardo López Pereyra y Christian A. Henin

Centro de Investigación y Transferencia en Acústica (CINTRA) FRC M. M. López esq. Cruz Roja Argentina, Córdoba 5016

Tel: 0351 4686389 [email protected]

Categoría: Proyecto Área: Ruido urbano Palabras clave: contaminación, ruido, mapas, efectos Introducción La contaminación sonora puede definirse como “el incremento significativo de los niveles sonoros en el medio” y es uno de los factores importantes del detrimento de la calidad del ambiente. Se ubica dentro de la contaminación ambiental debido a que esta última hace referencia a “la presencia en el medio ambiente de una o más sustancias o formas de energía, o cualquier combinación de ellos, que perjudiquen o molesten la vida, salud y el bienestar humano, flora y fauna, o degraden la calidad del aire, del agua, de la tierra, de los bienes, de los recursos de la nación en general o de particulares. Un agente es contaminante cuando el medio no tiene la suficiente capacidad para eliminarlo”. Las investigaciones interdisciplinarias realizadas previamente sobre los efectos que causa la contaminación sonora en la ciudad de Córdoba, estuvieron centradas en establecer: a) los índices de ruido que mejor predecían las reacciones al mismo, b) la relación entre los niveles de ruido y las reacciones de las personas, c) las variables psico-sociales relacionadas con las reacciones al ruido, d) la presencia de ruidos de bajas frecuencias, evaluación subjetiva de los mismos y efectos percibidos. Las relaciones entre las mediciones estadísticas de nivel sonoro y encuestas, establecidas mediante el Análisis Factorial de Correspondencias Múltiples, demostraron que en la ciudad había zonas en las cuales los niveles sonoros excedían los internacionalmente permitidos y que en la mayoría de las personas producía irritabilidad, diversos tipos de interferencias (concentración, comunicación, sueño, etc.) y utilizaban una serie de estrategias de afrontamiento. Tanto en el caso de los más afectados como en aquellas personas que a pesar de los altos niveles de ruido no se sentían perturbadas, se pudo observar la influencia de variables moduladoras, sociodemográficas, personales y ambientales. Cuando se estudiaron los efectos de las muy bajas frecuencias e infrasonidos, los resultados de las correlaciones y los ANOVAs mostraron que había una relación entre los niveles sonoros de las bajas frecuencias y los juicios subjetivos sobre los ruidos, y también con sus efectos, que las variables nivel educacional y socioeconómico, apoyo social, satisfacción con la vida, ansiedad y sensibilidad al ruido, podrían estar actuando como variables moderadoras con respecto a las reacciones a los ruidos y que tanto el nivel sonoro como las características de los ruidos influían en las respuestas. Los resultados de las investigaciones mencionadas sirvieron como soporte para seleccionar las variables para el presente estudio de campo de tipo descriptivo, y sentar las bases de un modelo para predecir las reacciones de las personas al ruido. Objetivos El objetivo general es estudiar las condiciones actuales de contaminación ambiental por ruido en la ciudad de Córdoba tanto desde la perspectiva física como psicosocial, las interrelaciones entre las variables involucradas y su impacto sobre la salud y calidad de vida. Los objetivos específicos son: 1) Clasificar y categorizar a la ciudad por zonas a partir de variables funcionales y de mediciones de nivel sonoro. 2) Confeccionar, mediante software especializado mapas de ruido de zonas críticas. 3) Determinar: a) las reacciones y los efectos que produce el ruido sobre las personas, b) si existe relación entre los niveles de ruido y los distintos efectos y reacciones que produce, c) cuales son las variables modificadoras de las reacciones y efectos, d) la influencia de los procesos cognitivos en los efectos y las reacciones que produce el ruido. 4) Elaborar un modelo teórico de reacción comunitaria y otros efectos del ruido. 5) Determinar la influencia de los ruidos de muy bajas frecuencias en las reacciones y efectos del ruido.


Método Lugar de trabajo: Ciudad de Córdoba De características geográficas irregulares, posee aproximadamente 1.500.000 habitantes con una extensa población estudiantil ya que en la misma coexisten varias universidades públicas y privadas e institutos terciarios y de especialización. La masa estudiantil está integrada no sólo por sus moradores estables sino también por jóvenes provenientes del interior de la provincia y de otras provincias además de un número considerable de alumnos extranjeros. En general los estudiantes de afuera se ubican en barrios aledaños a las universidades u hospitales lo que da a dichas zonas características especiales. Su parque automotor es elevado y en él coexisten autos último modelo con vehículos de cierta antigüedad y de mantenimiento deficiente. Camiones y ómnibus circulan por distintas arterias tanto céntricas como barriales y el control de ruido es casi inexistente. La actividad industrial se ha incrementado en estos dos últimos años pero las fábricas, en su gran mayoría, se encuentran en áreas especiales, alejadas de las zonas residenciales y céntrica. Las actividades de recreación así como también las comerciales son intensas y, aunque existen zonas específicas para ambas, tanto comercios como lugares de recreación también se encuentran dispersos en distintos barrios. Por otra parte, desde hace un par de años el turismo se ha incrementado en una medida considerable. Todas estas características hacen que sea una ciudad bastante ruidosa, y son importantes para ser tenidas en cuenta en la zonificación de la ciudad. Categorización y selección de zonas La caracterización y selección de zonas se realizará del siguiente modo:

1) Según las características arriba mencionadas se establecerán: a) criterios para categorizar desde el punto de vista funcional, dentro del ejido municipal, las zonas a estudiar y b) los puntos y tiempos de medición a considerar en cada zona.

2) Se realizarán mediciones de corta duración en los puntos seleccionados. 3) Según los resultados de las mediciones se re-categorizarán las zonas.

Equipamiento para las mediciones de ruido y tiempo de medición • Medidor de nivel sonoro Brüel y Kjaer, clase “0”, Mod. 2231, equipado para mediciones

estadísticas de ruido con módulo de la misma marca Mod. BZ 7115. • Medidor de nivel sonoro Brüel y Kjaer, Clase 1 Mod.2238 • Medidor de nivel sonoro TES Clase 2 mod. 1353A • Analizador de frecuencias en tiempo real, en bandas normalizadas de 1/1 de oct., 1/3 de oct.,

1/12 de oct. y 1/24 de oct., marca Brüel & Kjaer Mod. 2144. • Estación para medición de parámetros meteorológicos, marca Solomat. • Medidor de distancia Láser Marca Trimble/ Spectra, Mod. HD - 150 • Fuente sonora de referencia marca Brüel y Kjaer, Mod. 2231. • Software especializado para el trazado de mapas de ruido. Los puntos y tiempos de medición se determinarán una vez seleccionadas las zonas.

Participantes Todos las personas de ambos sexos de entre 21 y 70 años, residentes en las zonas de medición, que accedan voluntariamente a responder al cuestionario. Técnicas de recolección de los datos Para obtener información sobre las variables sociodemográficas, psicosociales y de reacción a los ruidos se construirán cuestionarios en base a los resultados obtenidos en las investigaciones previas mencionadas como antecedentes de este estudio, cuyos ejes estarán centrados en: datos sociodemográficos, psicosociales y personales (edad, sexo, nivel laboral y socioeconómico, sensibilidad al ruido, etc), efectos que produce el ruido, reacciones que produce el ruido, identificación y evaluación de fuentes de ruido, etc. Los datos obtenidos tanto de las mediciones físicas como la psicosociales serán procesados mediante técnicas descriptivas e inferenciales. SUBPROYECTO Dentro de la presente investigación se ha elaborando un subproyecto denominado “El Silencio del Ruido en la Salud: El comportamiento Poblacional como Contribución a la Prevención del Ruido y a la Promoción de la Salud.” de la aspirante a beca de CONICET-ACC, Lic. Yanina I. Petiti, dirigido por la Lic. Ana M. Verzini. Sus objetivos son indagar sobre los conocimientos, creencias y conductas de la población con relación al ruido para, en base a los resultados, que se obtengan implementar un programa educativo para promover conductas pro-ambientales.

Contaminación Atmosférica en Argentina...

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