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• Brigith Araceli Huaman Sierra

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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA FACULTAD DE RECURSOS NATURALES RENOVABLES DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CIENCIAS AMBIENTALES INGENIERÍA AMBIENTAL

SIMULACION DE LOS FLUJOS DE CONTAMINACION EMITIDOS POR POLLERIAS Y PANADERIAS, YSU DISPERSION EN LA CIUDAD DE TINGO MARIA CON EL USO DEL SOFTWARE SCREEN VIEW 3.5.0

DOCENTE

:

Ing. Sandra Zavala Guerrero

CURSO

:

Tratamientos de la contaminación atmosférica

ALUMNOS

:

CHUQUIYAURI SOLANO, Maura CRISPIN SÁNCHEZ, Martín HUMAMAN SIERRA, Brigith MINCHOLA SOTO, Greisy

CICLO

: 2017-II TINGO MARÍA 2017

I.

NTRODUCCION

Se denomina contaminación atmosférica a la presencia en el aire de sustancias o formas de energía que alteran la calidad del mismo, de modo que implique riesgo, daño o molestia grave a las personas y bienes de cualquier naturaleza. La contaminación de la atmósfera producida por acción del hombre comienza por la emisión de contaminantes a la misma. Así, en general, se entiende por emisión la totalidad de sustancias que pasan a la atmósfera después de dejar las fuentes que las originan. La chimenea tiene por misión la conducción de los gases de la combustión desde la caldera hasta el exterior. En las calderas que funcionan con combustibles sólidos, (carbón o leña), el aire necesario para la combustión proviene de modo natural del tiro que ejerce la propia chimenea, que se origina por la diferencia de pesos específicos del aire exterior frío y de los gases de la combustión, y es tanto más intenso cuanto más altura H tiene la chimenea; depende de la resistencia que ofrecen los conductos de humos de la caldera y de las características constructivas de la propia chimenea. El tiro es tanto mayor cuanto más elevada es la diferencia de temperaturas del aire exterior y de los gases. Objetivo general - Simular los flujos de contaminación emitidos por las fuentes fijas y su dispersión, mediante el uso del software Screen View 3.5.0

Objetivos específicos -

Calcular la concentración de contaminantes de la salida de una chimenea de Pollería mediante el uso del software Screen View 3.5.0

-

Calcular la concentración de contaminantes de la salida de una chimenea de Panadería mediante el uso del software Screen View 3.5.

II.

2.1.

ANTECEDENTES

Chimeneas de pollería

Contaminación del aire y efectos tóxicos por partículas respirables (PM10) en el humo, de madera en comercios de alimentos San José - Costa Rica

Se estimaron las emisiones de un local típico de alimentos a las brasas en San José, Costa Rica en 135-590 mg/s. Utilizando un modelo matemático de dispersión gaussiana de contaminantes atmosféricos, con fuente puntual elevada y reflexión de contaminantes, se investigaron bajo condiciones típicas de. Operación, los posibles radios de interés sanitario para la emisión de material

particulado

con

diámetro

inferior

a

10

micrómetros

(PM10). Se definieron estos radios para todas las clases, de estabilidad atmosférica como las distancias desde la fuente donde pueden esperarse efectos agudos y crónicos sobre la salud por una contribución de PM10 de +10, +40 y +100 ug/ m3 . Se estimó que un local de este tipo, emitiendo 590 mg/s, es capaz de generar efectos agudos a la salud en un radio de hasta 1400 metros. Se evaluó la aplicabilidad de la norma vigente de emisiones de material particulado para calderas en Costa Rica a los comercios que preparan alimentos a las brasas. Se estudiaron, bajo distintas clases de estabilidad atmosférica, para una concentración límite de contaminantes (120 mg/m3) y para una geometría y operación típica (Emisión de contaminantes particulados: 44 mg/s), los posibles radios de interés sanitario. Se observó que aun cumpliéndose con dicha concentración límite los efectos a la salud se darían en un radio de hasta 500 metros. Se concluye que la normativa de calderas actual no provee un grado satisfactorio de protección a la salud en caso de aplicarse a los comercios de alimentos a las brasas. Se establecieron con el modelo matemático las tasas de emisión para cada clase de estabilidad atmosférica que contribuirían a eliminar los

efectos agudos y crónicos sobre la salud. Se compararon los valores obtenidos con la normativa EPA (EEUU) para estufas de calefacción, y se recomienda la utilización de un rango de 1.5-23.0 mg/s como límites de emisión, con base en los

horarios

y

condiciones

atmosféricas

locales.

Se

recomienda

la

implementación de ciclones de alta eficiencia y filtros para el control y reducción de dichas emisiones hasta los límites recomendados, considerando el costo, facilidad de construcción, tiso y mantenimiento de los equipos. Los hornos son de dimensiones de 1 metro x 1.5 metros x 1 metro, aproximadamente. Las temperaturas en dichos hornos alcanzan los 300 grados Celsius. Sus ductos de descarga (predominantemente circulares) generalmente son de 15 a 30 centímetros de diámetro, llegando los cuadrados a tener hasta 50 centímetros de ancho. La velocidad típica de descarga de los humos se estima entre 5-9 m/s, y según observaciones del autor en horas diurnas y nocturnas sus penachos o plumas no se elevan a más de 2 ó 3 metros de altura sobre la salida de la chimenea. La actividad de cocción a las brasas con carbón o leña no se encuentra específicamente reglamentada en la legislación costarricense, y se considera de potencial impacto en la salud y ambiente, por la emisión de sustancias tóxicas (cancerígenas, mutagénicas e irritantes). 2.2.

Panadería La fermentación de la levadura en las panaderías produce emisiones

de hidrocarburos. Otras emisiones de las panaderías que se deben a la combustión no se cubren en esta sección y se deben calcular como parte de la categoría de uso comercial de combustibles. Las panaderías que producen artículos horneados que no son leudados no generan ningunos gases orgánicos provenientes de la fermentación de levaduras. Las emisiones de hidrocarburos de las panaderías consisten principalmente del etanol que se produce durante la fermentación de la levadura. El etanol se emite durante los procesos de fermentación y de levantado, así como en el horneado. Las emisiones provienen de un proceso biológico y, como

es típico en estos procesos, dependen de un gran número de variables como la duración del tiempo de levantado para la levadura, la cantidad de azúcares fermentables en la masa y la temperatura de fermentación. Para un inventario de fuentes de área, el esfuerzo que se requiere para recopilar datos sobre estos detalles consume demasiado tiempo comparado con la magnitud de las emisiones. -

Metodología:

Las emisiones de esta fuente se calculan usando un factor de emisión per cápita desarrollado para los EU (Adams, 1992). Esta fuente contiene una amplia gama de factores de emisión para los procesos de leudado de masa sin mezcla y de masa esponjosa:

La mayor parte de las panaderías usan masa esponjosa para el leudado de las levaduras por lo que el factor de emisión fue tomado de esta categoría. Dado que las estimaciones de emisión serán más altas y por lo tanto más conservadoras con la masa esponjosa que con la masa sin mezcla, se escogió el límite inferior del intervalo de factores de emisión. Para determinar el siguiente factor de emisión per cápita se usó una tasa de consumo de pan de 28.02 kg de pan por persona (fuente: U.S. Department of Commerce, International Trade Administration).

Este factor de emisión basado en datos de los EU tiene aplicación limitada en México y sólo se debe usar si no hay otros datos disponibles. El cálculo utilizando el factor de emisión per cápita es: Emisiones Anuales = (Población) × (Factor de Emisión)

Si los datos nacionales de producción de artículos horneados con levadura están disponibles es posible desarrollar un factor de emisión mexicano para esta categoría de fuentes. Para hacer esto se podría usar una tasa de emisión por kilogramo de pan horneado (5 kg de GOT/Mg pan producido) para estimar las emisiones nacionales de esta categoría de fuente y después se repartirían las emisiones resultantes entre la población nacional total. Sin embargo, es importante recordar que el uso de factores de emisión per cápita no refleja las variaciones locales y que los datos de producción de pan deberían corresponder al año del inventario o bien a un año semejante. La información sobre la producción podría estar disponible en la Cámara Nacional de la Industria Panificadora. Las emisiones deberían calcularse con los siguientes métodos:

Las emisiones de panaderías en un estado con una población de 1, 250,000 habitantes son:

Si hay panaderías grandes en el área del inventario que hayan sido inventariadas como fuentes puntuales, las emisiones asignadas a esas plantas deben restarse del total calculado anteriormente. Por ejemplo, si las emisiones de fuentes puntuales son:

• 32 Mg por año para la Planta A • 11.2 Mg por año para la Planta B • 23 Mg por año para la Planta C. Entonces:

2.3.

Marco legal Que la Ley 99 del 22 de diciembre de 1993, por la cual se crea el

Ministerio del Medio Ambiente, reordena “el Sector Publico encargado de la gestión y conservación del medio ambiente y los recursos naturales renovables, se organiza el Sistema Nacional Ambiental -SINA- y se dictan otras disposiciones”. Que el Decreto 2 del 11 de enero de 1982, proferido por el Ministerio de Salud, reglamenta “parcialmente el Título I de la Ley 09 de 1979 y el Decreto Ley 2811 de 1974, en cuanto a emisiones atmosféricas”. (En sus artículos no derogados). Que el Decreto 948 del 5 de junio de 1995, emanado del Ministerio del Medio Ambiente reglamenta “parcialmente, la Ley 23 de 1973; los Artículos 33, 73, 74, 75 y 76 del DecretoLey 2811 de 1974; los Artículos 41, 42, 43, 44, 45, 48 y 49 de la Ley 9 de 1979; y la Ley 99 de 1993, en relación con la prevención y control de la contaminación atmosférica y la protección de la calidad del aire". Que la Resolución 619 del 7 de julio de 1997 del Ministerio del Medio Ambiente, establece “parcialmente los factores a partir de los cuales se requiere permiso de emisión atmosférica para fuentes fijas”. Que mediante la Resolución 775 del 18 de abril de 2000, el Departamento Técnico Administrativo del Medio Ambiente, adopta el sistema de clasificación empresarial por el impacto sobre el componente atmosférico, denominado “Unidades de Contaminación Atmosférica -UCA”. Que mediante la Resolución 0058 del 21 de enero de 2002, el Ministerio del Medio Ambiente, establece “las normas y límites máximos permisibles de emisión para incineradores y hornos crematorios de residuos sólidos y líquidos En ejercicio de sus funciones legales y en especial las conferidas en los [numerales 2, 10, 11, 14 y 25 del Artículo 5 de la Ley 99 de 1993], y en los [Artículos 8, 27, 73 y 137 del Decreto 948 de 1995]. (En sus artículos no derogados).

Que con fundamento en la Resolución No. 1208 del 05 de septiembre de 2003, el Departamento Técnico Administrativo del Medio Ambiente, dicta “normas sobre prevención y control de la contaminación atmosférica por fuentes fijas y protección de la calidad del aire”, para el Perímetro Urbano de la Ciudad de Bogotá Distrito Capital. Que mediante la Resolución 0886 del 27 de julio de 2004, el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, modifica “parcialmente la Resolución 0058 del l 21 de enero de 2002 y se dictan otras disposiciones”. Que el Decreto 979 “Por el cual se modifican los Artículos 7, 10, 93 y 108 del Decreto 948 de 1995”, establece entre otros los niveles de prevención, alerta y emergencia, las medidas para la atención de estos episodios, los planes de contingencia por contaminación atmosférica y la clasificación de “áreasfuente” de contaminación atmosférica. Que mediante el Decreto Distrital 174 de 2006 del 30 de mayo de 2006, se adoptan “medidas para reducir la contaminación y mejorar la calidad del Aire en el Distrito Capital". Que mediante la Resolución 1908 del 29 de agosto de 2006, proferida por el Departamento Técnico Administrativo del Medio Ambiente, “se fijan los niveles permisibles de emisión de contaminantes producidos por las fuentes fijas de las áreas-fuente de contaminación alta Clase I; se adoptan medidas tendientes a prohibir el uso de aceites usados como combustibles en el Distrito Capital y se dictan otras determinaciones”. Que mediante la Resolución 2302 del 27 de noviembre de 2006, del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, se resuelve sobre la vigencia de la Resolución No. 1908 del 29 de agosto de 2006 del DAMA, en virtud de la aplicación del principio normativo general de rigor subsidiario”. Que la Resolución 909 del 5 de junio de 2008, “Por la cual se establecen las normas y estándares de emisión admisibles de contaminantes a la atmosfera por fuentes fijas y se dictan otras disposiciones” Que la Resolución 2153 del 2 de Noviembre de 2010 del MAVDT acoge y ajusta el Protocolo para

el Control y Vigilancia de la Contaminación Atmosférica Generada por Fuentes Fijas, adoptado a través de la Resolución 760 de 2010.

III. 3.1.

MARCO TEORICO

Contaminación Atmosférica

Presencia en la atmosfera de sustancias en una cantidad que creen molestias o riesgo para la salud de las personas. Los principales mecanismos de contaminación atmosférica son los procesos industriales que implican combustión, tanto en industrias como en automóviles y calefacciones residenciales, que generan dióxido y monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno y azufre, entre otros contaminantes. Así mismo, algunas industrias generan gases nocivos en sus procesos productivos, como cloro o hidrocarburos que no han realizado combustión completa (CRESPO, 2007). -Contaminación natural

Este tipo siempre existió, ocurre por sucesos naturales (actividad volcánica, erosión por aire, descomposición orgánica, bacterias, polen, etc.) -Contaminación antrópica Ocasionado por las actividades contaminantes realizadas por el ser humano 3.1.1. Clasificación de emisiones

3.1.1.1. Emisión primaria (Lanzamiento directo de contaminantes a la atmósfera):

-

Procedente de focos localizados (fijo o móvil).

-

Procedente de focos no localizados (emisiones erráticas o difusas).

3.1.1.2. Emisión secundaria Son los contaminantes de la atmósfera que se generan por reacciones químicas a partir de los contaminantes primarios. Estas reacciones generalmente se inician con un proceso fotoquímico. Simultáneamente a la formación de los contaminantes secundarios, se van produciendo fenómenos de mezcla, dilución y transporte de los contaminantes cuyo resultado es la presencia de contaminantes en lugares distintos a donde se han generado. De esta forma, aparece el concepto de inmisión, que según la O.M de 18 de octubre de 1976, se define como la presencia de contaminantes en la atmósfera a nivel del suelo, de modo temporal o permanente (CRESPO, 2007). 3.1.2. Tipos de contaminantes Desde el punto de vista de la medición de los contaminantes, es muy importante tener en cuenta el estado físico en el que se presentan, según este criterio, los contaminantes se pueden clasificar de forma sencilla en: 

Partículas:  Partículas sedimentables. Tamaño diámetro > 10 µm.  Partículas en suspensión. Tamaño diámetro 0,1 µm - 10 µm.  Humos de combustión. Partículas de naturaleza carbonosa, generadas normalmente en procesos de combustión incompleta de hidrocarburos.



Gases (a presión y temperatura ambiente).



Contaminantes asociados a partículas sólidas.



Contaminantes que se encuentran asociados a partículas líquidas o que condensan fácilmente(CRESPO, 2007). 3.1.3.

Tipos de emisiones Según la forma en que se realiza la emisión, éstas pueden ser:  Emisiones constantes y uniformes.  Emisiones constantes pero no uniformes.  Emisiones no constantes y uniformes.

 Emisiones no constantes ni uniformes. Se definen las emisiones como constantes, cuando no existe una variación en el tiempo del caudal de gases ni de la concentración de contaminantes. En una emisión no constante se produce una variación del caudal o de la concentración de contaminantes o de ambas cosas a la vez. Se dice que una emisión es uniforme, cuando no existe variación de concentración del contaminante en distintos puntos de la sección de muestreo. A continuación, en función de los tipos de emisiones citadas, se recomiendan una serie de tipos de muestreo (CRESPO, 2007). 3.1.3.1. Emisiones constantes y uniformes Tanto el caudal como la concentración permanecen constantes en relación al tiempo y son uniformes a través de toda la sección del conducto o chimenea. En estas condiciones una sola medida de caudal (velocidad de emisión) y una sola muestra son suficientes para caracterizar la emisión. El muestreo y la correspondiente medida de velocidad, pueden efectuarse en cualquier punto de la sección del conducto, y no importa el momento en que se realice (CRESPO, 2007). 3.1.3.2. Emisiones constantes pero no uniformes La velocidad y la concentración son constantes en relación al tiempo, pero la distribución de contaminantes varía en puntos distintos de la sección de la chimenea. En este caso se han de realizar una serie de medidas que, independientemente del momento en que se realicen, darán lugar a datos representativos. La sección transversal se dividirá en secciones más pequeñas de igual área, cuyo número coincidirá con el de las medidas a efectuar. Las

muestras se extraerán del centro de cada área elemental, muestreando en cada punto durante el mismo período de tiempo (CRESPO, 2007). 3.1.3.3. Emisiones no constantes y uniformes El caudal (la velocidad) y la concentración varían con el tiempo, pero la distribución espacial de los contaminantes a través de la sección de la chimenea es constante. Cuando se dan estas condiciones, por lo general es suficiente hacer la toma de muestras en un sólo punto dentro de la sección transversal de muestreo, no importa dónde esté localizado. En función de los objetivos perseguidos se determinará el periodo de medición y la duración del mismo (CRESPO, 2007). 3.1.3.4. Emisiones no constantes y no uniformes Tanto el caudal como la concentración varían con el tiempo y no son uniformes a lo largo de la sección de la chimenea. En estas condiciones se han de realizar muestras compuestas en distintos periodos. Las muestras compuestas se realizan a partir de muestras simples tomadas en puntos diferentes de la sección de muestreo(CRESPO, 2007). En inspecciones para declarar conformidad con respecto a la legislación, hay que compatibilizar estas consideraciones con el requerimiento de la legislación española de realizar un mínimo de tres medidas, de una hora de duración cada una, a lo largo de un periodo de 8 horas (Orden Ministerial 18 de Octubre de 1976).

3.2.

Tipos de muestreos Se pueden distinguir los siguientes tipos de muestreo en función de

cómo se realice la extracción de la muestra:

3.2.1.

Muestreo a caudal constante Es aquel en el cual se fija un determinado caudal de toma de muestra

y se mantiene durante todo el muestreo. El caudal se elige en función del contaminante a muestrear, tipo de emisión, cantidad de elemento de retención, concentración de contaminante esperado y tiempo de muestreo. Se utilizan normalmente en muestreos de gases y en emisiones constantes. 3.2.2. Muestreo proporcional. Es aquel en que el caudal de toma de muestra se ajusta de manera que se mantenga proporcional al caudal del gas emitido por la chimenea. Para establecer el caudal de muestreo, además de las consideraciones del muestreo a caudal constante hay que tener en cuenta el caudal de emisión. Se utilizan para muestreos de gases y en emisiones no constantes. 3.2.3. Muestreo puntual En este caso se toma una muestra individual durante un período corto de tiempo. Para un estudio representativo son necesarias múltiples y frecuentes muestras. La ventaja que presenta este método es que proporciona variaciones de concentración en el tiempo o lo largo del conducto o chimenea. 3.2.4. Muestreo de partículas En todo caso, para la obtención de muestras representativas de partículas sólidas o líquidas la muestra ha de ser tomada en condiciones isocinéticas, es decir que la velocidad en la boquilla de aspiración es la misma que la velocidad de los gases de la chimenea en el punto de muestreo (CRESPO, 2007).

3.3.

Valores máximos permisibles de emisión Los valores de emisión máxima permitida, para fuentes fijas de

combustión existentes, son los establecidos en la Tabla 1 de esta norma. (PRESIDENCIA DE LA REPUBLICA, 2010.)

Tabla 1. Límites máximos permisibles de emisiones al aire para fuentes fijas de combustión. Norma para fuentes en operación antes de enero de 2003

Los valores de emisión máxima permitida, para fuentes fijas de combustión nuevas, son los establecidos en la Tabla 2 de esta norma. (PRESIDENCIA DE LA REPUBLICA, 2010). Tabla 2. Límites máximos permisibles de emisiones al aire para fuentes fijas de combustión. Norma para fuentes en operación a partir de Enero de 2003.

3.4.

Métodos y equipos de medición de emisiones desde fuentes fijas de combustión 3.4.1.

Requisitos y métodos de medición

A fin de permitir la medición de emisiones de contaminantes del aire desde fuentes fijas de combustión, estas deberán contar con los siguientes requisitos técnicos mínimos: a.

plataforma de trabajo,

b.

escalera de acceso a la plataforma de trabajo,

c.

suministro de energía eléctrica cercano a los puertos

de muestreo (PRESIDENCIA DE LA REPUBLICA, 2010). Método 1: definición de puertos de muestreo y de puntos de medición en chimeneas.- este método provee los procedimientos para definir el número y ubicación de los puertos de muestreo, así como de los puntos de medición al interior de la chimenea. Número de puertos de muestreo.- el número de puertos de muestreo requeridos se determinará de acuerdo al siguiente criterio: a.

dos (2) puertos para aquellas chimeneas o conductos

de diámetro menores 3,0 metros, b.

cuatro (4) puertos para chimeneas o conductos de

diámetro igual o mayor a 3,0 metros. Para conductos de sección rectangular, se utilizará el diámetro equivalente para definir el número y la ubicación de los puertos de muestreo (PRESIDENCIA DE LA REPUBLICA, 2010). Ubicación de puertos de muestreo.- los puertos de muestreo se colocarán a una distancia de, al menos, ocho diámetros de chimenea corriente abajo y dos diámetros de chimenea corriente arriban de una perturbación al flujo normal de gases de combustión. Se entiende por perturbación cualquier codo, contracción o expansión que posee la chimenea o conducto. En conductos de sección rectangular, se utilizará el mismo criterio, salvo que la ubicación de los puertos de muestreo se definirá en base al diámetro equivalente del conducto (PRESIDENCIA DE LA REPUBLICA, 2010).

Número de puntos de medición.- cuando la chimenea o conducto cumpla con el criterio establecido, el número de puntos de medición será el siguiente: a. doce (12) puntos de medición para chimeneas o conductos con diámetro, o diámetro equivalente, respectivamente, mayor a 0,61 metros b. ocho (8) puntos de medición para chimeneas o conductos con diámetro, o diámetro equivalente, respectivamente, entre 0,30 y 0,60 metros, y, c. nueve (9) puntos de medición para conductos de sección rectangular con diámetro equivalente entre 0,30 y 0,61 metros. Para el caso de que una chimenea no cumpla con el criterio establecido, el número de puntos de medición se definirá de acuerdo con la Tabla 3. Al utilizar esta figura, se determinarán las distancias existentes tanto corriente abajo como corriente arriba de los puertos de muestreo, y cada una de estas distancias será dividida para el diámetro de la chimenea o conducto, esto a fin de determinar las distancias en función del número de diámetros. Se seleccionará el mayor número de puntos de medición indicado en la figura, de forma tal que, para una chimenea de sección circular, el número de puntos de medición sea múltiplo de cuatro. En cambio, para una chimenea de sección rectangular, la distribución de puntos de medición se definirá en base a la siguiente matriz (PRESIDENCIA DE LA REPUBLICA, 2010). Tabla 3. Distribución de puntos de medición para una chimenea o conducto de sección rectangular.

Ubicación de los puntos de medición en chimeneas de sección circular.- determinado el número de puntos de medición, los puntos se deberán distribuir, en igual número, a lo largo de dos diámetros perpendiculares entre sí, que estén en el mismo plano de medición al interior de la chimenea o conducto. La ubicación exacta de cada uno de los puntos, a lo largo de cada diámetro, se determinará según la Tabla 4 (PRESIDENCIA DE LA REPUBLICA, 2010). Ubicación de los puntos de medición en chimeneas de sección rectangular.- para el número de puntos de medición determinado, se dividirá la sección transversal de la chimenea o conducto en un número de áreas rectangulares igual al número de puntos de medición determinado. Luego, cada punto de medición se ubicará en el centro de cada área rectangular definida (PRESIDENCIA DE LA REPUBLICA, 2010). Tabla 4. Ubicación de puntos de medición en chimeneas o conductos de sección circular.

3.5.

Screen View Fue fundada por el autor de referencia en Modelos de dispersión de

Aire (ADM) y consultor de las principales agencias ambientales. Ha revolucionado el panorama de los ADM al crear potentes y a la vez intuitivas interfaces de una extraordinaria robustez y estabilidad. Además de software de ADM para la medición y evaluación de contaminantes atmosféricos de la industria y el tráfico, ofrece unas competitivas herramientas en evaluación del riesgo ambiental. Análisis

de

investigación

de

la

calidad

de

aire.

Estimaciones del tipo “peor caso” en impactos en la calidad del aire originados por contaminante de fuente única. Problema típico que resuelve Screen View: Una chimenea industrial y aislada situada en un entorno rural origina un impacto en los terrenos cercanos. En estas circunstancias, dada la siguiente información: 

ratio de emisión de gases,



altura de la chimenea



diámetro interno,



temperatura del gas



velocidad de salida del gas de la chimenea



y temperatura del aire circundante Sreen View es capaz de estimar la máxima concentración de

contaminante a cualquier distancia de la fuente y para cualquier elevación del terreno. 3.5.1.

Características



Entrada de datos intuitiva



Comprobación de la correcta entrada de datos del proyecto.



Diagramas de distancia versus concentración.



Contiene todos los requisitos para ejecutar el modelo US EPA SCREEN3.



Estima concentraciones a nivel del suelo



Determina la distancia a los puntos de mayor concentración.



Soporta fuentes de tipo: puntual, área, llamarada y volumen.



Los análisis pueden llevarse a cabo en terreno plano, de elevación simple o compleja.



Receptores automatizados o específicos marcados por el usuario



Calcula los efectos de inversión del flujo por presencia de edificio (building downwash) y las concentraciones en cavidades.



Examina un amplio abanico de condiciones meteorológicas

IV.

4.1.

MARCO CONCEPTUAL

Aire O también aire ambiente es cualquier porción no confinada de la

atmósfera, y se define como mezcla gaseosa cuya composición normal es, de por lo menos, veinte por ciento (20%) de oxígeno, setenta y siete por ciento (77%) nitrógeno y proporciones variables de gases inertes y vapor de agua, en relación volumétrica. 4.2.

Celda electroquímica Parte del sistema de medición de emisiones, mediante analizador portátil

de gases, que mide el gas de interés y genera una salida proporcional a la concentración de dicho gas. 4.3.

Chimenea Conducto que facilita el transporte hacia la atmósfera de los productos de

combustión generados en la fuente fija. 4.4.

Combustión Oxidación rápida, que consiste en una combinación del oxígeno con

aquellos materiales o sustancias capaces de oxidarse, dando como resultado la generación de gases, partículas, luz y calor. 4.5. Combustibles fósiles Son aquellos hidrocarburos encontrados en estado natural, ejemplos, petróleo, carbón, gas natural, y sus derivados. 4.6. Combustibles fósiles sólidos Se refiere a las variedades de carbón mineral cuyo contenido fijo de carbono varía desde 10% a 90% en peso, y al coque de petróleo. 4.7. Combustibles fósiles líquidos Son aquellos derivados del petróleo, tales como petróleo crudo, diesel, búnker, kerosene, naftas. 4.8. Combustibles fósiles gaseosos

Son aquellos derivados del petróleo o del gas natural, tales como butano, propano, metano, isobutano, propileno, butileno o cualquiera de sus combinaciones. 4.9. Condiciones normales Cero grados centígrados (0 °C) y mil trece milibares de presión (1 013 mbar). 4.10.

Contaminante del aire Cualquier sustancia o material emitido a la atmósfera, sea por actividad

humana o por procesos naturales, y que afecta adversamente al hombre o al ambiente. 4.11.

Contaminantes comunes del aire Cualquier contaminante del aire para los cuales se especifica un valor

máximo de concentración permitida, a nivel del suelo, en el aire ambiente, para diferentes períodos de tiempo, según la normativa aplicable. 4.12.

Contaminación del aire La presencia de sustancias en la atmósfera, que resultan de actividades

humanas o de procesos naturales, presentes en concentración suficiente, por un tiempo suficiente y bajo circunstancias tales que interfieren con el confort, la salud o el bienestar de los seres humanos o del ambiente. 4.13.

Diámetro equivalente Para un conducto o chimenea de sección cuadrada, se define con la

siguiente expresión:

, donde L es la longitud y W el ancho de la sección interior del conducto o chimenea, en contacto efectivo con la corriente de gases. 4.14.

Emisión La descarga de sustancias en la atmósfera. Para propósitos de esta norma,

la emisión se refiere a la descarga de sustancias provenientes de actividades humanas. 4.15.

Fuente fija de combustión

Es aquella instalación o conjunto de instalaciones, que tiene como finalidad desarrollar operaciones o procesos industriales, comerciales o de servicios, y que emite o puede emitir contaminantes al aire, debido a proceso de combustión, desde un lugar fijo o inamovible. 4.16.

Fuente fija existente Es aquella instalación o conjunto de instalaciones ya sea en operación o

que cuenta con autorización para operar, por parte de la Entidad Ambiental de Control, antes de Enero de 2003. 4.17.

Fuente fija nueva Es aquella instalación o conjunto de instalaciones que ingrese en

operación a partir de enero de 2003. 4.18.

Fuente fija modificada Se entiende a aquella fuente fija existente que experimenta un incremento

en su capacidad operativa y que implica mayores emisiones. 4.19.

Línea base Denota el estado de un sistema alterado en un momento en particular,

antes de un cambio posterior. Se define también como las condiciones en el momento de la investigación dentro de un área que puede estar influenciada por actividades humanas. 4.20.

Línea de muestreo Es el eje en el plano de muestreo a lo largo del cual se localiza los puntos

de medición, y está limitada por la pared interna de la chimenea o conducto. 4.21.

Material particulado Está constituido por material sólido o líquido en forma de partículas, con

excepción del agua no combinada, presente en la atmósfera en condiciones normales. 4.22.

Mejor tecnología de control disponible (BACT por sus siglas en inglés) Limitación de emisiones al aire basada en el máximo grado de reducción

de emisiones, considerando aspectos de energía, ambientales y económicos,

alcanzable mediante la aplicación de procesos de producción y métodos, sistemas y técnicas disponibles. 4.23.

Micrón Millonésima parte de un metro.

4.24.

Mínima tasa de emisión posible (LAER por sus siglas en inglés) Es la tasa de emisión desde una fuente fija que refleja la limitación de la

mayor exigencia en emisiones alcanzable en la práctica. 4.25.

Modelo de dispersión Técnica de investigación que utiliza una representación matemática y física

de un sistema, en este caso el sistema consiste de una o varias fuentes fijas de emisión, de las condiciones meteorológicas y topográficas de la región, y que se utiliza para predecir la(s) concentración(es) resultante(s) de uno o más contaminantes emitidos desde, ya sea una fuente fija específica o desde un grupo de dichas fuentes. La predicción de concentraciones de contaminantes, a nivel de suelo, para el caso de una o varias fuentes fijas, se especificará para receptores situados al exterior del límite del predio del propietario u operador de la(s) fuente (s) evaluadas. 4.26.

Monitoreo Es el proceso programado de colectar muestras, efectuar mediciones, y

realizar el subsiguiente registro, de varias características del ambiente, a menudo con el fin de evaluar conformidad con objetivos específicos. 4.27.

Nivel de fondo (background) Denota las condiciones ambientales imperantes antes de cualquier

perturbación originada en actividades humanas, esto es, sólo con los procesos naturales en actividad. 4.28.

Norma de calidad de aire Es el valor que establece el límite máximo permisible de concentración, a

nivel del suelo, de un contaminante del aire durante un tiempo promedio de muestreo determinado, definido con el propósito de proteger la salud y el ambiente. Los límites máximos permisibles se aplicarán para aquellas concentraciones de contaminantes que se determinen fuera de los límites del predio de los sujetos de control o regulados.

4.29.

Norma de emisión Es el valor que señala la descarga máxima permitida de los contaminantes

del aire definidos. 4.30.

Partículas Totales Para efectos de emisiones desde fuentes de combustión, se designa como

partículas totales al material particulado que es captado en un sistema de muestreo similar en características al descrito en el método 5 de medición de emisiones de partículas, publicado por la US EPA. 4.31.

Puerto de muestreo Son los orificios circulares que se hacen en las chimeneas o conductos

para facilitar la introducción de los elementos necesarios para mediciones y toma de muestras. 4.32.

Puntos de medición Son puntos específicos, localizados en las líneas de muestreo, en los

cuales se realizan las mediciones y se extrae la muestra respectiva.

III. MATERIALES Y METODOLOGIA

3.1. Descripción de la zona de trabajo 3.1.1. Lugar de ejecución Para poder realizar la práctica se tomaron datos de la pollería Súper Gordo y la panadería FENIX en la ciudad de Tingo María y la fase gabinete se realizó en los pabellones de la Universidad Nacional Agraria de la Selva ubicado en la avenida Universitaria S/N. -

Ubicación geográfica de la Pollería Super Gordo UTM-WGS84 18S

Coordenadas Este: 390040. 00 m Coordenadas Norte: 8971903.00 m -

Ubicación geográfica de la Panadería Fenix UTM-WGS84 18S

Coordenadas Este: 389859.00 m Coordenadas Norte: 8971941.00 m

Figura 1. Imagen satelital de la Panadería Fénix y la Pollería Súper Gordo.

3.1.2. Modalidad de investigación El presente trabajo se fundamentó en aspectos cualitativos y cuantitativos puesto que ofreció la posibilidad de generalizar los resultados más ampliamente, facilitó la réplica y la comparación entre estudios similares; dió profundidad a los datos, lo cual permitió establecer si los parámetros de control como el tipo de combustible utilizado por la fuente fija de contaminación, los flujos de contaminantes emitidos por el volcán Tungurahua, las condiciones meteorológicas y el software para la simulación influyen en la evaluación de la calidad del aire. La presente investigación fue de campo y gabinete, ya que los datos fueron recogidos en la propia realidad donde ocurre el fenómeno, fuera del espacio del laboratorio y fueron procesados en los pabellones de la Universidad Nacional Agraria de la Selva. 3.1.3. Nivel o tipo de investigación Esta investigación fue aplicada ya que se desarrolló la simulación de la dispersión de contaminantes en el aire de la ciudad de Tingo Maria, mediante el empleo de software especializados para lo cual se emplearon los resultados de los análisis de emisiones de fuentes fijas así como los datos meteorológicos de la zona de la investigación. 3.1.4. Población y muestra Para la realización del presente proyecto se consideró 2 empresas industriales una pollería y una panadería. 3.1.5. Condiciones climáticas Tingo María se encuentra en la formación vegetal bosque muy húmedo Pre-montano Sub Tropical (bmh-PMT), y de acuerdo a las regiones naturales del Perú corresponde a Rupa Rupa o Selva Alta. 3.1.6. Climatología del estudio

El clima de la ciudad es tropical, cálido con una temperatura promedio anual de 18°C a 35°C y humedad relativa de 77.5%, con una precipitación anual de 3.000 mm. Puede observarse microclimas o lluvias a distancias muy cortas entre 200 a 500 metros, no obstante debido al clima tropical el calor es constante todo el año.

3.2. MATERIALES Y EQUIPOS

3.2.1.

Materiales  Carta nacional  Cuaderno de apuntes  Software Google Earth Pro.  Software Arcgis 10.2

: Programa utilizado para la creación

del mapa de ubicación del área de trabajo.  Software SCREEN VIEW 3.2.2.

Equipos  Computadora: Instrumento utilizado para el análisis de datos en gabinete.  Cámara fotográfica

3.3.

METODOLOGIA 3.3.1. Fase de campo En esta etapa se recopilo la información generada, de los anteriores

trabajos de investigación realizados en estas mismas áreas y otras publicaciones extranjeras, que sirvieron para reforzar la presente investigación y tener una mejor visión del trabajo. 3.3.2. Fase de gabinete

La metodología fundamental de la investigación consistió en la utilización del programa SCREEN VIEW siguiendo los siguientes pasos: -

Para empezar a realizar los cálculos abrimos el programa Screen View

-

Creo una carpeta para procesar los datos y completo los valores correspondientes para una fuente puntual.

-

Seguimos completando y trabajaremos con terreno plano

-

Continuamos y ponemos terreno simple y next.

-

Seguimos hasta llegar a la siguiente ventana

-

Graficamos los datos obtenidos de concentración para tener una mejor apreciación del comportamiento de dicha concentración.

V.

RESULTADOS

VI.

Según

MORALES,

DISCUSION

2003.

Las

emisiones

de

calderas

de

combustibles biomásicos (entre ellos la leña). Esta establece como límites de emisión para Partículas Totales Suspendidas (PTS) un rango de 120-175 mg/m

3

para calderas nuevas (dependiendo de su tamaño); y hasta 220

mg/m 3 para todas las calderas existentes a la fecha de emisión del Reglamento (EPAS EE.UU). En nuestros resultados las emisiones de las concentraciones obtenidas fueron de 314.8 mg / m 3 de la pollería “súper gordo”, en comparación con los reglamentos en Perú es un máximo de 355 mg / m 3 , los cuales son permitidos mientras que en los antecedentes encontrados del país Costa Rica este valor excedería su límite. En cuanto a la cantidad de material particulado respirable que se puede generar en el ambiente externo, producto del uso de una fogata en una chimenea, se han medido concentraciones de 200 ug/m3 en los límites de la propiedad. Este valor, es un 33% superior al máximo permisible para PM10 según la nominativa de la EPA para 24 horas, y 4 veces el máximo permisible como promedio anual. Esta situación es análoga al uso de un horno de leña para cocción de alimentos en expendios para el público. Diversos estudios citados por Martínez y Romleu establecen que un incremento en PM10 de 100 ug/m3 de se relaciona con un 3% de incremento en la mortalidad diaria, y con un incremento de 10-25% en bronquitis y tos crónicas. Igualmente se conoce que a concentraciones de PM10 de 40 ug/ m3 las partículas ejercen efectos negativos significativos en cuanto a morbrmortalidad, como contribuir al cáncer, enfermedad cardiaca, cambios en el ADN que afectan el sistema inmune y muerte prematura. Un estudio de EPA (EEUU) sugiere que por cada 100 ug/m3 de material particulado en cine ambiente la mortalidad total se incrementar en un 6%. El mismo estudio señala que esa concentración puede aumentar en un 32% el riesgo de muerte por enfisema, subir en 19% el riesgo de muerte por bronquitis y asma, incrementar en 12% la probabilidad muerte por neumonía y elevar en un 9% el riesgo de muerte por enfermedad cardiovascular.

Con los resultados obtenidos tanto en la pollería “súper gordo” y panadería “fénix” las emisiones de PM 10, y de otros contaminantes pueden causar daños perjudiciales a la salud, tanto a las casas que se encuentran cerca y a personas que transitan cerca de la fuente.

Según BUSTILLOS, 2011. Las Panaderías disponen de un horno y dependiendo del tipo de horno las emisiones pueden sobrepasar los valores de la norma y esto puede ser consecuencia de una combustión incompleta o imperfecta. En comparación con los resultados obtenidos la panadería “fénix” dispone de un horno a diésel es así que los valores de emisión a comparación de la pollería “súper gordo” es alto y/o también por un alto contenido de cenizas en el combustible, en este caso el diesel y de una mala atomización del combustible.

VII.

-

CONCLUSION

Se simulo los flujos de contaminacion emitidos por pollerias y panaderias,

y su dispersion en la ciudad de Tingo Maria. -

La concentración de contaminantes de la salida de la chimenea de la

Panadería “Fenix” es de -

La concentración de contaminantes de la salida de la chimenea de la

Pollería “El Super Gordo” es de 314.8 mg / m 3 . -

No se encontró normas de emisiones regidas para este tipo

establecimientos en el Perú. -

En el caso de los dos estudios planteados se puede notarse que la

concentración del conjunto de contaminantes para esos problemas disminuye a medida que se va incrementando la distancia. -

Screen View 3.5 es un modelo de dispersión atmosférica que sirve para

predecir la concentración de un conjunto de contaminantes a una cierta distancia.

-

Es un software fácil de manejar por su simplicidad de instalación en

cualquier computadora, su uso se facilita debido a que utiliza datos puntuales de contaminantes y en estado estable y solo se delimita a una hora. -

El modelo solo esta creado para monitorear una sola fuente de emisión

de contaminantes a la vez, excepto si otras fuentes emisoras se combinan en un solo conjunto de contaminante. -

Realiza cálculos sin tomar en cuenta que existan reacciones químicas

entre los contaminantes.

VIII.

CRESPO, E.

REFERENCIA BIBLIOGRAFICA

2007. “Módulo: Contaminación Atmosférica: TÉCNICAS DE

MUESTREO”, EOI escuela de negocios, Pág. 44. PRESIDENCIA DE LA REPUBLICA, 2010. “NORMA DE EMISIONES AL AIRE DESDE FUENTES FIJAS DE COMBUSTION”. LIBRO VI ANEXO 3. Pág. 18 MARTÍNEZ, A.,

ROMIEU I., 1997.

Introducción al Monitoreo Atmosférico,

México, OPS - GTZ - Departamento del Distrito Federal. Sreec View [https://www.addlink.es/productos/screen-view#sectores]

EPA. Guías del usuario. 2000. http://www.epa.gov/ttn/catc/dir2/scrn3ds.pdf Lakes

Environmental.

Screen

View

3.5

Freeware.

1995.

Atmosférica.

2012.

http://www.weblakes.com/products/screen/ TARINGA.

SCREEN

3.5

Modelo

de

dispersión

http://www.taringa.net/posts/celulares/14870496/SCREEN-3-5-Modelo-dedispersion-Atmosferica.html

ANEXOS

Figura 1. Pollería “El Súper Gordo”

Figura 3. Panadería y pastelería “Fenix”.

Figura 3. Requisitos para ejecución de medición de emisiones al aire desde fuentes fijas

Figura 4. Número de puntos de medición de emisiones al aire desde fuentes fijas

Figura 5. Ejemplo de puntos de medición de emisiones al aire en conducto de sección rectangular (12 áreas iguales con punto de medición en centroide de cada área).