Actualización de los gases de efecto invernadero ante la Sexta Comunicación Nacional de Cambio

Climático

Invitación 6to Congreso Nacional de Investigación en Cambio Climático

Instituto de Investigaciones Jurídicas de la UNAM

Coordinación General de Contaminación

y Salud Ambiental

19 de octubre de 2016

Sexta Comunicación Nacional de Cambio Climático

• La información que contenga la Sexta ComunicaciónNacional contribuirá substancialmente al cumplimiento delos objetivos de México en su progreso hacia una economíabaja en carbono

• A promover políticas transversales e integrales quegaranticen una mitigación efectiva y acciones de adaptaciónfactibles que conduzcan a alcanzar beneficios económicos,sociales y ambientales para México y el mundo

• Contenga los avances en materia de mitigación y adaptaciónlogrados desde 2012

• Y demuestre el cumplimiento de los compromisosadquiridos por México ante la Convención Marco de lasNaciones Unidas sobre el Cambio Climático.

Sectores

Sexta comunicación: Actualización del inventario de gases de efecto invernadero sector residuos• Comparación de los modelos del IPCC 2006

y el modelo mexicano de biogas

• Actualización de datos de actividad de generación, • Volúmenes de disposición

• Precisar la ubicación y condiciones geográficas y de manejo de los sitios

• Ajustes para los datos de composición de RSU histórica (1990-2013)• Mejorar la asignación del MCF, condiciones de

manejo del sitio

Modelo IPCC (2006)

• ƒModelo de degradación de primer orden ƒ

• Usa 4 categorías de residuos

• ƒUsa 4 categorías de climas

• ƒRequiere el uso de un modelo de múltiples fases de degradación de primer orden con las variables de IPCC

• ƒIncluye un factor de corrección de metano (MCF)

• ƒIncluye un calculo de oxidación

Modelo IPCC (2006)

Emisiones de CH4= [∑CH4 generadox,T –RT]*(1- OXT)

Donde • Emisiones de CH4: CH4 emitido durante el año T, Gg

• T = año del inventario

• x = categoría o tipo de desecho o material

• RT = CH4 recuperado durante el año T, Gg

• OXT = factor de oxidación durante el año T

El CH4 generado se estima para cada categoría de residuos

CH4 generadoT = DDOCm descompT*F*16/12

Donde: • CH4 generadoT : cantidad CH4 generado a partir del material en

descomposición

• DDOCm descompT: CH4 descompuesto durante el año T, Gg

• F: fracción volumétrica de CH4 en el gas de vertedero generado

• 16/12: cociente de pesos moleculares CH4/C

Limitaciones del Modelo IPCC 2006Modelo Mexicano de biogas 2.0

• ƒModelo no esta diseñado específicamente para México• Usa valores de composición para todo México basado en

información limitada

• ƒ4 categorías de climas, pero solo 2 regímenes de precipitación • La transición de clima Húmedo vs. seco es 1000 mm/ año

• 2 regímenes de precipitación demasiado bastos para capturar los efectos de los valores de k

• La información de EEUU muestra variación continua de k con precipitación

• La temperatura no tiene efectos significativos

• ƒLa relación de los índices de degradación de comida vs. madera son muy bajos • Relación es aproximadamente 3 a 1 en climas secos

Modelo Mexicano de Biogás(Versión 2.0 Stege G., Dávila J., 2009) Composición de RSU y datos de climáticos

Recopila datos de composición de RSU en base a:

• Datos de 40 ciudades de México.

• Representación de 18 Estados y el D.F.

• Calcula composición promedio para cada Entidad Federativa.

• Estados sin información utilizan el promedio regional.

• Considera 5 zonas climáticas (6 grupos):

• Precipitación promedio anual de cada una de las ciudades principales de las Entidades Federativas.

• Promedios por Entidad federativa ponderando el clima de cada ciudad con la población correspondiente.

• Agrupa Entidades Federativas en zonas climáticas y separa a la CDMX.

Modelo Mexicano de Biogás

(Versión 2.0 Stege G., Dávila J., 2009)

Considera 4 categorías de residuos orgánicos

1. Residuos de degradación muy rápida: residuos alimenticios

2. Residuos de degradación moderadamente rápida: residuos vegetales, poda de casas o parques municipales, papel higiénico

3. Residuos de degradación moderadamente lenta: papel, cartón, textiles

4. Residuos de degradación muy lenta: madera, caucho, piel, huesos, paja

Considera valores de índice de generación de metano (k) para los 4 grupos de residuos y 5 regiones climáticas.

Modelo Mexicano de Biogás

(Versión 2.0 Stege G., Dávila J., 2009)

Indice de generación de metano (k)

k por categoría de residuos, Modelo Mexicano de Biogás

Estado Región climatológicaClave región

1; Alimenticios, otros orgánicos y 20% de pañales

2; Vegetales, poda, papel

higiénico3; Papel, cartón

y textiles

4; Madera, caucho, piel , huesos y paja.

Aguascalientes Centro y D.F. 3 0.160 0.075 0.032 0.016

Baja California Norte Noroeste y Norte central 5 0.100 0.050 0.020 0.010

Baja California Sur Noroeste y Norte central 5 0.100 0.050 0.020 0.010Campeche Sureste 1 0.300 0.130 0.050 0.025Chiapas Sureste 1 0.300 0.130 0.050 0.025

Chihuahua Noroeste y Norte central 5 0.100 0.050 0.020 0.010

Coahuila Noroeste y Norte central 5 0.100 0.050 0.020 0.010Colima Oeste 2 0.220 0.100 0.040 0.020Distrito Federal Centro y D.F. 3 0.160 0.075 0.032 0.016Durango Noroeste y Norte central 5 0.100 0.050 0.020 0.010Guanajuato Centro y D.F. 3 0.160 0.075 0.032 0.016Guerrero Oeste 2 0.220 0.100 0.040 0.020Hidalgo Centro y D.F. 3 0.160 0.075 0.032 0.016Jalisco Oeste 2 0.220 0.100 0.040 0.020México Centro y D.F. 3 0.160 0.075 0.032 0.016Michoacán Oeste 2 0.220 0.100 0.040 0.020Morelos Oeste 2 0.220 0.100 0.040 0.020Nayarit Oeste 2 0.220 0.100 0.040 0.020Nuevo León Noreste 4 0.150 0.070 0.030 0.015Oaxaca Oeste 2 0.220 0.100 0.040 0.020Puebla Centro y D.F. 3 0.160 0.075 0.032 0.016Querétaro Centro y D.F. 3 0.160 0.075 0.032 0.016Quintana Roo Sureste 1 0.300 0.130 0.050 0.025

San Luis Potosí Noroeste y Norte central 5 0.100 0.050 0.020 0.010Sinaloa Oeste 2 0.220 0.100 0.040 0.020

Sonora Noroeste y Norte central 5 0.100 0.050 0.020 0.010Tabasco Sureste 1 0.300 0.130 0.050 0.025

Tamaulipas (Excepto Tampico) Noreste 4 0.150 0.070 0.030 0.015

Tamaulipas (Área de Tampico) Noreste 4 0.150 0.070 0.030 0.015Tlaxcala Centro y D.F. 3 0.160 0.075 0.032 0.016Veracruz Sureste 1 0.300 0.130 0.050 0.025Yucatán Sureste 1 0.300 0.130 0.050 0.025

Zacatecas Noroeste y Norte central 5 0.100 0.050 0.020 0.010

Asignación de Factor de Corrección de Metano (MCF)

de acuerdo a los valores de la tabla de asignación de

MCF que considera entrevistas con gerentes de sitios de

disposición final en México, así como observaciones in

situ.

Parámetros de cálculoFactor de Corrección de Metano (MCF)

Modelo mexicano de biogas

MCF, IPCC 2006Tipo de sitio Valores por defecto del Factor de corrección de

metano

(MCF, del inglés, Methane Correction Factor)

SDF gestionado – anaeróbico1 1.0

SDF gestionado – semi-aeróbico2 0.5

SDF no gestionado3 – profundo (>5 m RSU) y/o capa

freática elevada.

0.8

SDF no gestionado4 – poco profundo (<5m de RSU) 0.4

SDF no categorizado5 0.6

1Sitios anaeróbicos gestionados de eliminación de RSU. Deben implementar la colocación controlada de los RSU (o

sea: los RSU son dirigidos a áreas específicas de deposición donde se ejerce un cierto control sobre la recuperación

informal de residuos reciclables y la quema de basuras) e incluir por lo menos uno de los siguientes elementos:

Material protector de la cubierta;

Compactación mecánica o

Nivelación de los RSU2 Sitios semi-aeróbicos gestionados de eliminación de RSU. Deben garantizar la ubicación controlada de los RSU e

incluir todas las estructuras siguientes para introducir aire en las capas de RSU:

Material de la cubierta permeable;

Sistema de drenaje para la lixiviación;

Estanques de regulación y

Sistema de ventilación de gases.3 Sitios no gestionados de eliminación de RSU - profundos y/o con capa freática elevada. Todos los SDF que no

cumplen con los criterios de los SDF gestionados y que tienen profundidades mayores o iguales a 5 metros y/o

una capa freática elevada cercana al nivel del suelo. La última situación corresponde al llenado con RSU de un terreno

con aguas fluviales, como un estanque, río o humedal.4 Sitios no gestionados poco profundos de eliminación de RSU: todos los SDF que no cumplen con los criterios de los

SDF gestionados y que tienen profundidades de menos de 5 metros.5 Sitios no categorizados de eliminación de RSU: Sólo si los países no pueden categorizar sus SDF dentro de las cuatro

anteriores categorías de SDF gestionados y no gestionados pueden emplear el MCF para esta categoría

Parámetros de cálculoFactor de Corrección de Metano (MCF)

Factores de corrección del metano (MCF)

Propuesta de cálculo inventario 2013

Manejo del sitioProfundidad <5 metros

Profundidad ≥5 metros

Sin manejo 0.4 0.8

Con manejo 0.8 1

Semi aeróbico 0.4 0.5

Condición desconocida 0.4 0.8

Cuadro resumen de MCF (Kumar et al. 2004, IPCC 2006,

SCS Engineers 2009)

Sitio sin manejo, con profundidad mayor a

5m.

Disposición de residuos parcialmente

controlada, quema esporádica, existencia de

pepenadores y cubierta de residuos periódica

en relación al volumen depositado.

(Se incluye en la asignación tiraderos a cielo

abierto y sitios controlados)

Sitio con manejo con profundidad mayor a

5 m.

Disposición de residuos controlada, sin

pepenadores y sin registro de incendios,

compactación mecánica y cubierta

diariamente.

¿Cambios históricos en el manejo de los RSU

dentro de los mismos SDF?

Rellenos sanitarios

Sitio CH4 CO2 O2 N2Prados e la Montaña 55.31 38.1 0.94 5.7

Tlalnepantla 57.41 41.0 0.23 1.4Querétaro 57.27 42.2 0.08 0.5

Puebla 59.13 37.5 0.83 2.5

Tehuacán 54.43 38.8 1.44 5.3

Jalapa 55.80 42.3 0.39 1.5

Promedio 56.56 40 0.65 3

Desviación STD 1.70 2.1 0.51 2.2

Sitios controlados

Sitio CH4 CO2 O2 N2

Tepotzotlán 52.99 38.9 0.70 7.4Chimalhuacán 57.08 37.5 0.98 4.4

San Andrés Cholula 55.76 42.0 0.47 1.7

San Pedro Cholula 49.75 36.3 1.26 12.7

Poza Rica 54.62 42.1 0.70 2.6

Promedio 54.04 39 0.82 6Desviación 2.83 2.6 0.30 4.4

F= 55

Parámetros de cálculoFactor de generación de CH4

en biogás del sitio de disposición final (F)

Ajuste en el Factor

de generación de

CH4 en biogás del

sitio de disposición

final (F).

(Estudios de monitoreo

de biogás en rellenos

sanitarios y sitios

controlados realizados por

INECC).

ObservacionesEmisiones por DF de RSU

• Actualización de datos de actividad de generación, • % de disposición y sitios de disposición de RSU

• Precisar su ubicación y condiciones geográficas

• Ajustes para los datos de composición de RSU histórica (1990-2013)• Mejorar la asignación del MCF

• Investigación en la Fracción de Carbono Orgánico Degradable asimilado (DOCf) (se emplea valor por default de 0.5)

• Ajustes de las emisiones brutas para obtención de emisiones netas por Recuperación de Metano (R) y Factor de Oxidación (OX)

• Revisar constantes de reacción de degradación de residuos por categoría

• Utilizar los datos generados por los rellenos sanitarios• NORMA Oficial Mexicana NOM-083-SEMARNAT-2003, Especificaciones de protección

ambiental para la selección del sitio, diseño, construcción, operación, monitoreo, clausura y obras complementarias de un sitio de disposición final de residuos sólidos urbanos y de manejo especial.

Actualización de datos de actividad

• Generación y disposición

• Caracterización

• Condiciones de manejo dentro del Sitio de disposición final

• Información oficial autoridades estatales

Actualización de datos de actividad

• Nombre del Sitio de Disposición Final (SDF)

• Municipio donde se encuentra ubicado Latitud (decimal) Longitud (decimal)

• ¿Cumple con la NOM-083?

• ¿Qué clasificación tiene bajo la NOM-083?(A, B, C, D)

• Operación (municipal o concesionada)

• Población atendida

• Si el servicio es intermunicipal, ¿a qué municipios atiende?

• Año de apertura

• Año proyectado de clausura

• Método de estimación de la disposición anual

Actualización de datos de actividad

• Profundidad del relleno (m)

• Método de estimación de peso de RSU a la entrada

• ¿Cuenta con planta de separación?

• Tipo de cubierta

• % del área de residuos con cobertura

• ¿Realizan el procedimiento de cobertura diaria? (si la respuesta es NO, indicar cada cuándo lo hacen)

• ¿Cuéntan con registros de incendios?

• ¿Cuenta con sistema de captura de biogas?

• En caso de que si, año de arranque del sistema de captura

• % de área cubierto por el sistema de captura de biogas

Actualización de datos de actividad

• ¿Cuentan con proceso de compactación?

• ¿Se realiza un proceso de nivelación de RSU?

• ¿Tiene actividades de pepena dentro del SDF?

• ¿Cuenta con drenaje de lixiviados?

• ¿Cuenta con estanque de regulación de lixiviados?

• ¿Cuenta con pozos de ventilación de biogas?

• ¿Cuenta con sistema de quema de biogas?

• ¿Cuenta con sistema de generación eléctrica?

• ¿Cuenta con estudios de caracterización de RSU? (ir a pestaña de Caracterización)

Actualización de datos de actividad

• ¿Se cuenta con sitios clausurados en su Estado? (ir a pestañaSitios Clausurados)

• ¿Se cuenta con proyectos de creación de nuevos SDF? (ir a pestaña Sitios Nuevos)

Caracterización

• Nombre del Sitio de Disposición Final (SDF)

• Año de estudio de caracterización

• Método utilizado para su desarrollo (NMX-AA-015-1985, u otro) (indicando si se realizó en estudios de generación en casa, en sitio de disposición final, u otro)• Comida (%)

• Papel y cartón (%)

• Metales (%)

• Vidrio y cerámica (%)

• Plásticos (%)

• Otros (%)

Registros

• AÑO

• Nombre del Sitio de Disposición Final (SDF

• ¿Operó bajo el cumplimiento de la NOM-083?(SI/NO)

• Disposición anual (ton/año)

• Frecuencia estimada de incendios (veces/año)

• Área estimada de residuos afectados por incendio (m2)

• De tener un sistema de recuperación de biogas, ¿qué cantidad es recuperada? (m3)

• De tener un sistema de generación de energía, ¿qué cantidad se genera? (MW/año)

Sitios Clausurados

• Año de clausura

• Estimado de la cantidad de residuos contenida (ton)

• Durante su operación ¿cumplió con la NOM-083-2003? o ¿se clasificó como sitio controlado o no controlado?

• Si el sitio cambió operación de sitio no controlado a cumplimiento de la NOM-083. Mencionar año de regularización

Nuevos proyectos

• ¿Se cuenta con proyectos de creación de nuevos SDF?

• Municipio de ubicación

• Año estimado de inicio

• Año estimado de clausura

• Número de habitantes que atenderá

• Si el servicio es intermunicipal, ¿a qué municipios atiende?

Validación de resultados

• Las emisiones de biogas son muy variables tanto espacialcomo temporalmente en un relleno sanitario

• Las emisiones varían de manera cotidiana, como resultadode los cambios en la presión atmosférica y debido a laslluvias que afectan la permeabilidad de la capa superior

• Más aún, existe una variación estacional de las emisionescomo resultado de una oxidación reducida durante elinvierno

• Además, las emisiones varían entre las secciones de los SDFdebido a diferencias en las cantidades, la edad y lacomposición de los desechos.

Metodologías de medición IPCC 2006

• Mediciones en cámaras estáticas o de flujo forzado

• Métodos de equilibrio de masas

• Mediciones micro-meteorológicas

• Mediciones de pluma

Percepción remota

• Optical Remote Sensing (ORS) technologies.• EPA desarrolló un Manual para ayudar en la comprensión y uso de

los datos y la información generada por ORS.

• Abierto• Las técnicas de ORS suelen utilizar los telescopios ópticos para

transmitir y recibir energía (UV), infrarrojos (IR), o longitud de onda visible.

• Pasivo• Las técnicas abiertas ORS, reciben energía de la luz de los

contaminantes activados por una fuente externa no controlada, tales como los gases de combustión (por ejemplo, la radiación pasiva FTIR) o el sol (por ejemplo, ocultación solar y Espectroscopia de Absorción Diferencial DOAS móvil)

ValidaciónTécnica Mide

metano?

VOCs?

CO?

Rango

Típico de

aplicació

n

Sensibilidad

(Limites de

Detección)

Exactitud Presición Rango de Costos

(Doláres EEUU,

2010)

FTIR CH4, HAPs,

(incluidos

algunos COVs)

y CO.

0-50 ppm < 1.0 ppmm 0-30% < 1.0% $75,000 a $120,000

TDL CH4 y también

algunos

compuestos

gaseosos1

0-800 ppm < 15.0 ppmm 0-40% < 5.0% $35,000 a $75,000

GRACIAS