edc presentacióndefensa

7/31/2019 EDC PresentacinDefensa

1/44

ESTUDIO DE LA DISPERSIN DE LOSCONTAMINANTES ATMOSFRICOS EN

LA CIUDAD DE SANTA CRUZ DE LASIERRA

FACULTAD DE INGENIERAINGENIERA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS

Fernando Chvez Gomes da Silva

Santa Cruz de la Sierra Bolivia30 de noviembre del 2009


2/44

ndice

Objetivo Dispersin deContaminantesContaminacin

en SCZ

ContaminantesCriteriosCalidad del Aire

Localizar yestimar los

contaminantesatmosfricos

Factores quemodifican la

dispersin y suinfluencia

Modelo dedispersin de

contaminantesDiseo

PropuestaBeneficiosConclusiones


3/44

ObjetivoGen

eral

Influencia de cada uno de los factoresidentificados como responsables de la

dispersin de los contaminantesatmosfricos, en la Calidad del Aire dela ciudad de Santa Cruz de la Sierra.


4/44

Dispe

rsind

eContaminan

tes


5/44

Cara

ctersticasContaminacin

Atmosfric

aenSantaCruz

Ciudad de Santa Cruz de la Sierra

Ao 2008

Habitantes 1538343


6/44

Cara


Atmosfric

aenSantaCruz

Vehculos

78

79

79 8

1

88 9

1 94

109

128

70

80

90

100

110

120130

140

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Unidades

Ao

Vehculos por cada 1000 habitantes en

Santa Cruz de la SierraNmero de Unidades, Aos 2000 - 2008

12.3

42

47.6

13

86.4

19

91.8

30

95.2

10

102.2

65

115.5

73

125.1

81

133.7

21

162.0

47

197.

325

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Unidades

Ao

Parque Vehicular en Santa Cruz de la SierraNmero de Unidades, Aos 1998 - 2008


7/44

Cara


Atmosfric

aenSantaCruz

Vehculos

10%51%

32%

6%

1%0%

8%

Parque Vehicular En Santa Cruz

Por Antigedad, Datos: Ao 2007

2001 o ms nuevos

1991-2000

1981-1990

1971-1980

1961-1970

1961 o ms antiguos

59%26%

14%1%

0%

Parque Vehicular En Santa Cruz

Por Combustible, Datos: Ao 2007Gasolina

Diesel

Convertidosa GNC

Gas Natural

Otros


8/44

Cara


Atmosfric

aenSantaCruz

Vehculos


9/44

Cara


Atmosfric

aenSantaCruz

Industrias

145

25%

64

11%

124

21%

193%

56

10%

44

8%

129

22%

Tipo de Industria en Santa Cruz

Alimentos

Textiles

Madera

Papel

Qumica

No Metlica

Metalica


10/44

Cara


Atmosfric

aenSantaCruz

Industrias


11/44

Cara


Atmosfric

aenSantaCruz

Incendios Forestales


12/44

Cara


Atmosfric

aenSantaCruz

Incendios Forestales


13/44

Cara

cterstic

as

Co

ntamin

antesC

riterios.

NOxNO2

EfectosFuentes

Dispersin


14/44

Cara

cterstic

as

Co

ntamin

antesC

riterios.

PM10

EfectosFuentes

Dispersin


15/44

Cara

cterstic

as

Co

ntamin

antesC

riterios.

CO

EfectosFuentes

Dispersin


16/44

Cara

cterstic

as

Co

ntamin

antesC

riterios.

O3

EfectosFormacin

Dispersin


17/44

Es

timarlas

cantida

desde

con

taminantesatm

osfricos

generados.

Factores de Emisin

0%

20%

40%

60%

80%

100%

COV CO NOX PM10 CO2

Tipo de Fuente segn contaminante

Fuentes Fijas (Industrias) Fuentes Mviles (Automotores) Fuentes de rea (Otras)

2004 2005 2006 2007 2008

COV 17.909 18.779 19.676 21.179 21.970

CO 22.288 24.388 26.580 33.901 40.158

NO X 2.760 2.989 3.208 3.905 4.653

PM 10 3.368 3.622 3.904 4.144 4.280

CO 2 884.393 946.234 1.003.777 1.161.847 1.341.426

Emisiones

Totales

(tn/ao)


18/44

Loca

lizarlasprincipalesfuentes

deem

isionesdecontaminant

es.

Distribucin geogrfica de fuentes

NOxPM10CO

Distribucin geogrfica de contaminantes


19/44

Fa

ctoresq

uemodificanla

dispersinde

loscontaminantes.

NNNE

NE

NEE

E

SEE

SESSE

SSSO

SO

SOO

O

NOO

NO

NNO

Direccin del VientoEstacin Meteorolgica de ET

Datos entre 01/01/2008 a 31/12/2008

0%5%10%15%

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

5,5

6

6,5

7

7,5

8

8,5

9

9,5

10

Porcentaje

Velocid

addelvientoenm/s


20/44

Fa

ctoresq

uemodificanla

dispersinde

loscontaminantes.

0

50

100

150

200

250

300

350

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

mmdeL

luvia

Precipitacin por MesEstacin Meteorolgica de ET

Datos entre 01/01/2008 a 31/12/2008

0,00

5000,00

10000,00

15000,00

20000,00

25000,00

30000,00

35000,00

Ene Fe b Mar Abr May Jun Jul A go Sep Oct Nov Dic

KWh/m2

Radiacin Solar PromedioEstacin Meteorolgica de ET

Datos entre 01/01/2008 a 31/12/2008

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

35,00

40,00


TemperaturasEstacin Meteorolgica de ET

Datos entre 01/01/2008 a 31/12/2008

Temperatura Promedio Temperatura Mnima Temperatura Mxima

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

90,00


%HumedadRelativa

Humedad Relativa PromedioEstacin Meteorolgica de ET

Datos entre 01/01/2008 a 31/12/2008


21/44

CalidaddelAire

Monitoreo y Gestin

Bueno Regular Malo Muy Malo Extremadamente Malo


22/44

Re

copilaryana

lizarlos

d

atos.

Datos histricos

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

Concentracin(ppb)

Da

Monitoreo de xidos de nitrgeno (NOx, NO y NO2)

Mtodo Automtico

Santa Cruz de la Sierra (ET) Ao 2008

N Ox (ppb) N O (ppb) N O2 (ppb)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Concentracin(gNO

2/m3)

Mes

Monitoreo de dixido de nitrgeno por tubos pasivos

Santa Cruz de la Sierra Ao 2007

CN

CU

EC

ET

LP

PA

PC

PI

SP

UP

VM

0

20

40

60

80

100

120

Concentracin(gPM10

/m3)

Mes

Monitoreo de Material Particulado PM10 por

Mtodo Activo

Santa Cruz de la Sierra Ao 2008CU

ET

LP

UP

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

Concentraci

n(ppm)

Da

Monitoreo de Monxido de Carbono CO por

Mtodo Automtico

Santa Cruz de la Sierra (ET) Ao 2008

CO (ppm)

0

10

20

30

40

50

60

Concentracin(gNO2

/m3)

Mes

Monitoreo de ozono por tubos pasivos

Santa Cruz de la Sierra Ao 2008

CN

CU

EC

ET

LP

PA

PC

PI

SP

UP

VM


23/44

Re

copilaryana

lizarlos

d

atos.

Ciclos

-40%

-30%

-20%

-10%

0%

10%

20%

30%40%

50%

%Va

riacinrespectoalamediaan

ual

Mes

Valores de Concentracin de NO2 en diferentes meses del ao

(Variacin Porcentual)

-20%

-15%

-10%

-5%

0%

5%

10%

%Variacinrespectoala

mediaanual

Da de la Semana

Valores de Concentracin de CO en diferentes das de la

semana (Variacin Porcentual)


24/44

Re

copilaryana

lizarlos

d

atos.

Ciclos

-60%

-40%

-20%

0%

20%

40%

60%

80%

%Variacinrespectoalamediaan

ual

Hora del Da

Valores de Concentracin de PM10 en diferentes horas

del da (Variacin Porcentual)

-60%

-40%

-20%

0%20%

40%

60%

80%

%Variacinrespectoala

mediaanual

Hora del Da

Valores de Concentracin de O3 en diferentes horas del

da (Variacin Porcentual)


25/44

Re

copilaryana

lizarlos

d

atos.

Tendencias

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

Focos de Incendio en el Departamento de Santa Cruz


26/44

Re

copilaryana

lizarlos

d

atos.

Tendencias

0

50

100

150

200

250

%Variacinrespectoalamediaan

ual

Mes

Valores de Concentracin de PM10 desde 2005 a 2008

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Concentracin

Mes

Valores de Concentracin de NO2 desde 2005 a la fecha


27/44

De

scribiry

cuantificarla

influ

enciadecadafacto

r.

y = 0,0004x + 8,3719R = 0,0048

0

510

152025

3035

4045

50

0 5000 10000 15000 20000Con

centracinO3

(g/m3)

Radiacin Solar (kwh/m2)

Relacin entre Concentracin

de O3 y Radiacin Solar

y = -0,89x + 113,34R = 0,2227

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

160,0

0 20 40 60 80 100ConcentracinPM10

(g/m3)

Humedad Relativa (%)


de PM10 y Humedad Relativa

y = -3,946ln(x) + 21,89

R = 0,8861

0

24

6

8

10

12

14

16

18

0 10 20 30 40 50ConcentracinO3(g/m3)

Concentracin NO2 (g/m3)

Relacin de las Concentraciones en

los Diferentes Puntos de Monitoreo

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

%deCorrelacin

Valores entre Periodos Correlativos

A 1 da

A 2 das

A 3 das

A 4 das

A 5 das

A 6 das

A 7 das0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

Focos de Incendio en el Departamento de Santa Cruz

y = 49,291x0,0891

R = 0,1071

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 2000 4000 6000 8000 10000

ConcentracinPM10

(g/m3)

Focos de Incendios Registrados


de PM10 y Nmero de Focos

de Incendio

y = 7,6204x0,178

R = 0,5416

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 2000 4000 6000 8000 10000

ConcentracinNO2(g/m3)



de NO2 y Nmero de Focos

de Incendio

y = 2,8691x0,2014

R = 0,3352

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 2000 4000 6000 8000 10000

ConcentracinO3

(g/m3)



de O3 y Nmero de Focos de

Incendio

05

1015202530

35404550

0 50 100 150 200 250

ConcentracinNO

2(g/m3)

Concentracin PM10(g/m3)

Relacin de las Concentraciones en

los Diferentes Puntos de Monitoreo

Coef. Correl.= -0.1068


28/44

De

scribiry

cuantificarla

influenciadecad

afacto

r

Concentracin

PM10

Concentracin

NO2

Concentracin

O3

Concentracin

CO

Valor

ICA

Direccin Viento 60% 65% 42% 7% 54%

Velocidad Viento 75% 30% 55% 12% 58%

Precipitacin 7% 6% 5% 5% 6%

Humedad Relativa 22% 51% 33% 20% 26%Temperatura 18% 25% 19% 16% 18%

Radiacin Solar 1% 1% 1% 1% 1%

Estabilidad Atmosferica 29% 24% 31% 30% 25%

Nubosidad 2% 41% 51% 13% 11%

Distancia 4% 5% 4% 4%

Relieve 12% 12% 12% 12% 11%

Punto de Monitoreo 43% 88% 88% 49%

Poblacin 7% 12% 4% 13% 7%

Emisiones vehiculares 3% 91% 18% 98% 21%

Emisiones industriales 17% 6% 13% 1% 13%

Emisiones rea (Varias) 80% 6% 21% 20% 55%

Emisiones rea (Incendios) 89% 54% 55% 24% 71%

Ao 19% 12% 7% 13% 15%

Hora del Da 59% 61% 52% 46% 53%

Da de la Semana 12% 10% 15% 15% 11%Mes del Ao 45% 41% 21% 20% 39%

Tiempo Transcurrido 31% 55% 55% 41% 34%

Concentracin PM10 72% 62% 55% 20% 66%

Concentracin NO2 62% 55% 89% 24% 19%

Concentracin O3 55% 89% 24% 13% 4%

Concentracin CO 59% 24% 13% 1%

Meteorologa

Geografa

Emisiones

Temp

orales

Interacciones

conotros

contaminantes


29/44


30/44

Dis

earun

mtod

opara

pred

icciones

Eleccin del Modelo

0 50 100 150 200 250 300

Determinista Simple

Estadstico

Local de penacho y rfaga

Caja y multicaja

Diferencia finita y rejilla

Partcula

Fsicotneles de viento

Regional

Ponderacin

Modelo

Evaluado


31/44

Dis

earun

mtod

opara

pred

icciones

Modelo

Ta

Em Dp

In

Th

Tq

= + +


32/44

Dis

earun

mtod

opara

pred

icciones

Cuadrantes establecidos para el modelo

(5)

Ta(4,5)

Th(4,5)

(4)


33/44

Dis

earun

mtod

opara

pred

icciones


SC1SC2

SC3

SC4

SC5

SC6

SC7

SC8

SC10

SC11

SC12

SC13

SC14

SC15 SC16

SC9


34/44

Dis

earun

mtod

opara

pred

icciones



35/44

Dis

earun

mtod

opara

pred

icciones

Datos a ingresar al modelo


36/44

Dis

earun

mtod

opara

pred

icciones

Resultados a obtenerse

Pronsticos de 3 das

0

20

40

60

80

100

120

Concentraci

nPM10(g/m3)

Pronstico a 3 das

Pronosticado Valor Obtenido


37/44

Dis

earun

mtod

opara

pred

icciones


Predicciones Mensuales

0

10

20

30

40

50

2008-04 2008-05 2008-06 2008-07 2008-08 2008-09 2008-10

ConcentracinN

O2(g/m3)

Prediccin Mensual

Prediccin Valor Obtenido


38/44

Dis

earun

mtod

opara

pred

icciones


Distribucin de Contaminantes

Santa Cruz de la Sierra Septiembre 2007


39/44

Dis

earun

mtod

opara

pred

icciones

Validacin de Resultados

0,0%

5,0%

10,0%

15,0%

20,0%

25,0%

a 1 da a 2 das a 3 das

Porcentaje de Error Promedio

Pronsticos de 3 das

0,0%

5,0%

10,0%

15,0%

20,0%

25,0%

NO2 O3 CO PM10

Porcentaje de Error Promedio


40/44

Dis

earun

mtod

opara

pred

icciones

Validacin de Resultados

Predicciones mensuales

0,0%

5,0%

10,0%

15,0%

20,0%

25,0%

30,0%

NO2 (ug/m3) O3 (ug/m3) CO (ug/m3) PM10 (ug/m3)

Porcentaje de Error Promedio en laPrediccin a 1 Mes por Contaminante


41/44

Dis

earun

mtod

opara

pred

icciones

Implementacin y mantenimiento

1 2 3 4 5 6 7

SC1 1.E+05 1.E+05 1.E+05 2.E+05 2.E+05 1.E+05 1.E+05

SC2 2.E+05 2.E+05 2.E+05 2.E+05 2.E+05 2.E+05 2.E+05

SC3 2.E+05 2.E+05 2.E+05 3.E+05 2.E+05 2.E+05 2.E+05

SC4 3.E+05 3.E+05 3.E+05 2.E+05 2.E+05 3.E+05 2.E+05

SC5 4.E+05 3.E+05 3.E+05 3.E+05 3.E+05 3.E+05 4.E+05SC6 3.E+05 3.E+05 3.E+05 4.E+05 3.E+05 3.E+05 4.E+05

SC7 3.E+05 3.E+05 4.E+05 4.E+05 4.E+05 4.E+05 4.E+05

SC8 3.E+05 5.E+05 5.E+05 4.E+05 3.E+05 5.E+05 4.E+05

SC9 5.E+05 5.E+05 5.E+05 4.E+05 3.E+05 4.E+05 4.E+05

SC10 4.E+05 3.E+05 3.E+05 4.E+05 5.E+05 5.E+05 4.E+05

SC11 7.E+05 3.E+05 5.E+05 7.E+05 6.E+05 4.E+05 4.E+05

SC12 6.E+05 5.E+05 5.E+05 5.E+05 4.E+05 4.E+05 4.E+05

SC13 7.E+05 7.E+05 4.E+05 6.E+05 6.E+05 7.E+05 6.E+05

SC14 7.E+05 8.E+05 5.E+05 7.E+05 4.E+05 7.E+05 6.E+05

SC15 8.E+05 8.E+05 5.E+05 9.E+05 8.E+05 6.E+05 8.E+05

SC16 9.E+05 9.E+05 6.E+05 4.E+05 8.E+05 5.E+05 8.E+05

N 6.E+05 8.E+05 6.E+05 8.E+05 5.E+05 9.E+05 6.E+05

NE 7.E+05 9.E+05 5.E+05 7.E+05 5.E+05 9.E+05 5.E+05

E 1.E+06 1.E+06 7.E+05 7.E+05 5.E+05 7.E+05 1.E+06

SE 1.E+06 7.E+05 5.E+05 1.E+06 1.E+06 1.E+06 8.E+05

S 5.E+05 6.E+05 7.E+05 1.E+06 8.E+05 9.E+05 7.E+05

SO 1.E+06 1.E+06 1.E+06 8.E+05 7.E+05 1.E+06 8.E+05

O 1.E+06 6.E+05 7.E+05 9.E+05 7.E+05 1.E+06 7.E+05

NO 9.E+05 8.E+05 1.E+06 7.E+05 1.E+06 7.E+05 1.E+06

Periodo (da)

CdigodeZona

NO2

Ta

Em Dp

In

Th

Tq

Inversin en Implementacin: 1450 US$Costos Anuales: 20250 US$ (considerandocostos de Monitoreo de la Calidad del Aire)

CALIDAD DEL AIRE

BuenoRegular

Malo (grupo de riesgo)

Muy malo

Extremadamente malo


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Dis

earun

mtod

opara

pred

icciones

Beneficios

Mejora enla GestinCalidaddel Aire

Alertas

deEpisodiosCrticos

PlanificacinUrbana

Establecermedidas

deprevencin

y

mitigacin

OptimizarRed

MoniCAExistente


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Conclusiones yRecomendaciones

Calidad del Aire

Dispersin de ContaminantesModelo de Dispersin

Propuesto


44/44

Muchas Gracias

edc presentacióndefensa

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