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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE HONDURAS

FACULTAD DE CIENCIAS ESPACIALES

OBSERVATORIO ASTRONOMICO CENTROAMERICANO DE SUYAPA

Maestría en Ordenamiento y Gestión del Territorio

DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LOS PATRONES

SUPERFICIALES DE OZONO EN EL MEDIO URBANO DEL

DISTRITO CENTRAL DE TEGUCIGALPA- COMAYAGÜELA

(HONDURAS)

ANTONIO BENJAMIN CARIAS ARIAS

Máster en Ordenamiento y Gestión del Territorio

PhD. GUSTAVO BUZAI

Tutor

MSc. KLAUS WIESE

Asesor

Ciudad Universitaria, Tegucigalpa M.D.C. Honduras, Centro América

Noviembre, 2010

Distribución Espacial de los Patrones Superficiales de Ozono en el Medio Urbano del Distrito Central de Tegucigalpa- Comayagüela (Honduras)

2 Antonio Benjamín Carías Arias 2010

Autoridades:

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE HONDURAS

Julieta Castellanos Ruíz

Rectora

Rutilia Calderón Padilla

Vicerrectora Académica

Ernesto Paz Aguilar

Vicerrector de Relaciones Internacionales

América Alvarado Díaz

Vicerrectora de Asuntos Estudiantiles

Emma Virginia Rivera Mejía

Secretaria General

Olga Marina Joya

Directora del Sistema de Estudios de Postgrado

María Cristina Pineda de Carías

Decana, Facultad de Ciencias Espaciales

TRIBUNAL EXAMINADOR:

María Cristina Pineda de Carías

Profesor

Facultad de Ciencias Espaciales

Vilma Lorena Ochoa López

Profesor

Facultad de Ciencias Espaciales

Maestría en Ordenamiento y Gestión del Territorio

Francisco Maza Vázquez

Profesor

Universidad de Alcalá



RESUMEN

Hasta el momento no existe un mapa de distribución espacial de ozono superficial

en el Distrito Central, que nos muestre el índice de ozono el cual represente el

riesgo al cual estamos expuestos, es por lo tanto que se propone realizar el

análisis para generar un modelo que sirva para visualizar, si es posible en tiempo

real los niveles de contaminación de ozono troposférico y su distribución en el

Distrito Central.

En este trabajo se expondrán el procedimiento para elaborar dicho mapa de

distribución más la selección de nuevos sitio de muestreo que cumpla con el

fortalecimiento de la red de monitoreo existente en la cual se propone la

instalación de monitores automáticos y monitores pasivos, todo el análisis

realizado esta comprendido en el año 2004 ya que es el año en el cual

permanecen la mayor cantidad de los datos recolectados.

Palabras claves: Ozono, red de monitoreo, gases de efecto de invernadero,

contaminación del aire, geo estadística.



AGRADECIMIENTO

Agradezco a Nuestro Creador, por todas las pruebas y bondades que nos brinda

día a día.

A mis padres que me han enseñado tantos valores.

A mi esposa y mi hijo por tenerme paciencia en este proceso.

A mi tutor de tesis, un gran personaje.

A mi asesor de tesis, un muy buen amigo y colega.

A los directores de la Universidad de Alcalá en España, la Universidad Nacional en

Honduras y coordinadores de la maestría por su apoyo total.

A mis amigos y compañeros por su apoyo en todo momento.



DEDICATORIA

Dedico este trabajo a las 3 mujeres que tanto amo en esta vida y doy gracias a

Dios por ellas:

A mi Madre Isabel Arias, gracias Madre por haberme formado.

A mi Esposa María R. Inestroza por darme cátedra sobre valores humanos que

tengo dormidos.

Y en especial a mi Hermana querida Marisabel Carias Arias que cerró los ojos a

este mundo, la mejor hermana que pude haber seguido teniendo, gracias mi

hermana por ser quien fuiste, que Dios Padre y Madre te llenen de su Luz, no te

olvidare nunca hermana mía.

QEPD 8 Septiembre 1977 - 22 Abril 2010



TABLA DE CONTENIDO

RESUMEN .............................................................................................................. 3

AGRADECIMIENTO ................................................................................................ 4

DEDICATORIA ........................................................................................................ 5

TABLA DE CONTENIDO......................................................................................... 6

CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN .............................................................................. 8

1.1 Problema y Marco Hipotético ......................................................................... 8

1.2 OBJETIVOS ................................................................................................... 9

1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .......................................................................... 9

CAPÍTULO 2. MARCO CONTEXTUAL ................................................................. 10

2.1 Antecedentes Mundiales .............................................................................. 11

2.2 Antecedentes Nacionales ............................................................................ 12

2.2.1 Legislación Hondureña .......................................................................... 17

2.2.2 Plan Nacional de Gestión de la Calidad del Aire ................................... 20

2.3 El Ozono ...................................................................................................... 22

2.3.1 Antecedente ........................................................................................... 22

2.3.2 El Ozono en la Atmosfera ...................................................................... 25

2.3.3 Formación del Ozono ............................................................................. 26

2.3.4 Destrucción del Ozono ........................................................................... 26

2.3.5 El ozono en la Troposfera ...................................................................... 27

2.3.6 Smog Fotoquímico ................................................................................. 29

2.3.7 Transporte del Ozono Troposférico ....................................................... 32

2.3.8 Caracterización de los Principales Precursores del Ozono ................... 33

2.3.9 Inventario de Ozono troposférico ........................................................... 41

2.3.10 Efectos del Ozono en la Salud ............................................................. 52

2.3.11 Efectos en la Vegetación ..................................................................... 58

2.3.12 El Ozono Troposférico y el Efecto Invernadero ................................... 60

2.4 Descripción del Área de Estudio .................................................................. 64

2.4.1 Descripción Biogeográfica ..................................................................... 66

2.4.2 Clima ...................................................................................................... 69

2.4.3 Descripción de las Principales Fuentes de Contaminación ................... 70

2.5 Métodos de Captación ................................................................................. 74



2.5.1 Captadores Automáticos o Continuos .................................................... 74

2.5.2 Captadores Pasivos ............................................................................... 77

2.5.3 Comparación de los Métodos Automáticos (continuos) Contra los

Pasivos ........................................................................................................... 80

2.6 Red de Monitoreo ......................................................................................... 83

2.6.1 Monitoreo Espacial ................................................................................ 85

2.6.2 Localización de Sitios de Monitoreo ....................................................... 86

2.6.3 Cantidad de Sitios de Monitoreo ............................................................ 87

2.6.4 Necesidades del Sitio de Monitoreo ....................................................... 90

2.7 Estimación Superficial de los Patrones de Ozono........................................ 92

2.7.1 Regresión Lineal .................................................................................... 93

2.7.2 Geoestadistica y Sistemas de información Geográfica .......................... 94

CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA ............................................................................. 97

3.1 Datos y Equipo ............................................................................................. 97

3.2 Presentación de la Metodología ................................................................... 98

3.2.1 Fase 1 .................................................................................................... 99

3.2.2 Fase 2 .................................................................................................. 114

CAPÍTULO 4. RESULTADOS ............................................................................. 120

4.1 Relación del Ozono con las variables auxiliares ........................................ 120

4.2 Geoestadística Aplicada ............................................................................ 124

4.3 Optimización con SIG de la Red de Monitoreo Actual ............................... 126

CAPÍTULO 5. DISCUSIÓN.................................................................................. 128

CAPÍTULO 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES................................ 129

BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................... 130

ANEXOS ............................................................................................................. 133



CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN

1.1 Problema y Marco Hipotético

El crecimiento poblacional que el Distrito Central de Tegucigalpa-Comayagüela

(Honduras) ha experimentado en los últimos 15 años y junto a ello la evolución de

los procesos activos “positivos y negativos” producidos por la evolución

permanente de la dinámica social, ambiental y económica ha generado un

importante desequilibrio ambiental en varios niveles. Uno de estos desequilibrios

está altamente relacionado con la emisión de residuos sólidos antropogénicos

gaseosos polutivos y es por esto que resulta necesario conocer e identificar las

zonas urbanas vulnerables producto de esta situación.

La generación de smog es un fenómeno típico de las zonas urbanas y alrededores

con mucha circulación automovilística y con un alto nivel de insolación. Esta niebla

se forma cuando reaccionan los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos con una

fuerte irradiación solar. El producto final de estas reacciones son los gases

oxidantes, como el ozono.

Los efectos son muy diversos; irritan las mucosas, son lacrimógenos, envejecen

prematuramente los pulmones, retardan el crecimiento vegetal y son muy

corrosivos

Por lo tanto realizar un análisis de la distribución espacial de los patrones

superficiales de ozono se transforma en una herramienta útil de planificación

territorial cuando la relación entre la sociedad y el ambiente urbano adquiere un

papel central.



1.2 OBJETIVOS

El objetivo general de esta tesis es realizar un análisis de la distribución espacial

de los patrones superficiales de ozono durante el año 2004 en el Distrito Central

(Tegucigalpa y Comayagüela) con las diferentes herramientas disponibles, para

comprobar la situación de contaminación del aire en la zona de estudio y proponer

una nueva red de monitoreo que fortalezca a la red actual.

1.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Evaluación de las metodologías de análisis geográfico-estadístico que

permitan analizar la distribución espacial de mediciones puntuales.

2. Modelar la distribución espacial en el espacio urbano del Distrito Central.

3. Estudiar el comportamiento del ozono en el área de estudio.

4. Optimizar la red existente de monitoreo de aire identificando nuevos lugares

en donde colocar sensores pasivos para mejorar la red de monitoreo de

ozono.



CAPÍTULO 2. MARCO CONTEXTUAL

La contaminación del aire implica problemas en la salud humana, estos problemas

datan desde la invención del fuego; en nuestros tiempos el problema aumenta

debido a la revolución industrial la cual reemplazo las actividades agrícolas

tradicionales dando como resultado un mayor consumo de combustibles tales

como el carbón y el petróleo, esto empeora aún más con el descontrolado uso de

automóviles en las ciudades, estos factores altamente contaminantes del aire que

respiramos con el tiempo se hicieron presentes en episodios importantes en la

salud pública a causa de la contaminación en grandes ciudades como Londres,

Inglaterra, México y Los Ángeles California.

El efecto invernadero y la disminución de la capa de ozono atmosférico son dos

factores trascendentales causados por la contaminación del aire. El exceso de

dióxido de carbono (CO2), que emite la quema de combustibles fósiles (petróleo y

sus derivados), en los procesos industriales y el uso de productos que contienen

cloro-fluoruro-carbonos (CFC), como aerosoles, refrigeradoras, aire acondicionado

y calefacciones, hacen que los rayos ultravioletas del sol entren directamente a la

tierra y se inicie un periodo de recalentamiento que puede tener efectos

devastadores en los próximos cien años, tales como deshielo en los polos, y la

elevación del nivel del mar que podría desaparecer ciudades completas.

La exposición a los contaminantes del aire tiene efectos críticos sobre la salud,

debido a que pueden generar o agravar enfermedades pulmonares o cardíacas

crónicas y ser nociva para embarazadas, ancianos, niños y la población que

trabaja principalmente en las calles y que vive en condiciones precarias. Además,

puede causar importantes impactos económicos, debido al costo del tratamiento

médico y a considerables pérdidas de productividad por ausentismo.

El informe del diagnóstico de la calidad del aire a nivel centroamericano que

incluye la situación general de la calidad del aire en Honduras, señala que el país

no cuenta con normas de calidad del aire y que la información sobre la vigilancia

de este componente ambiental es insuficiente para sustentar la definición y

aplicación de medidas. Asimismo, el conocimiento de la calidad del aire se basa

generalmente en mediciones en métodos pasivos. El material particulado PM10

(valor promedio anual) y el total de partículas en suspensión (TPS), son los



problemas prioritarios de la calidad del aire en la ciudad de Tegucigalpa (Padilla,

A. 2007).

Es necesaria, representar de una manera gráfica las concentraciones de los

diferentes gases, esta representación nos dará un instrumento de planificación

territorial valioso en la zonificación gaseosa en el área urbana.

Identificar en nuestra urbe las concentraciones de los diversos contaminantes

atmosféricos resulta imprescindible, la implementación de este instrumento nos

regirá las diferentes normativas de regulación para gases urbanos, sean de efecto

de invernadero o micro partículas suspendidas.

2.1 Antecedentes Mundiales

La Organización Mundial de la Salud (OMS) en 1957 estableció una conferencia

en Milán sobre aspectos relacionados con la salud y la contaminación del aire en

Europa, en 1965 la Organización Panamericana de la Salud (OPS) estableció

programas de investigación de la contaminación del agua y del aire con el objetivo

de desarrollar con los gobiernos políticas adecuadas para el control de la

contaminación en el aire, creando en 1967 el programa regional de estaciones de

muestreo de contaminación de aire, la OPS unió esfuerzos con el Centro

Panamericano de Ingeniería Sanitaria y Ciencias del Ambiente (CEPIS) para

establecer la Red Panamericana de Muestreo Normalizado de la Contaminación

del Aire (REDPANAIRE).

REDPANAIRE comenzó con ocho estaciones, teniendo a finales de 1973 88

distribuidas en 26 ciudades de 14 países, en 1980 se unió al Programa Global de

monitoreo de la Calidad de Aire fundado por la OMS-PNUMA en 1976 como parte

del Sistema Mundial de Monitoreo del Medio Ambiente (GEMS siglas en ingles).

En la década de los 90 la OMS organizo el Sistema de Información Sobre la

Gestión del Aire (AMIS siglas en inglés) con presencia mundial, en 1997 el

programa GEMS se incorpora a AMIS, el AMIS básicamente monitorea la

concentración de contaminantes en el aire, estima los efectos sobre la salud

pública a través de estudios epidemiológicos y la propuesta de planes de acción

para mejorar la calidad del aire.



En la actualidad varios tratados rigen comportamientos de regulaciones

ambientales, pero hay dos muy importantes los cuales son Agenda 21 y Desarrollo

del Milenio los cuales los dos se enfocan en la regulación del CO2, NO2 y otros

gases de efecto de invernadero ya que son los gases de mayor generación

natural y antrópica los cuales al estar en contacto con diferentes elementos sufre

transformaciones dando como tal gases secundarios como el Ozono troposférico.

2.2 Antecedentes Nacionales

El combatir la problemática de la contaminación atmosférica en el país comienza

en el año 1993, con el programa Aire Puro en la región Centroamericana

financiado por la Agencia Suiza para el desarrollo y la Cooperación (COSUDE) y

ejecutado por la Fundación Suiza de Cooperación para el Desarrollo Técnico

(Swisscontact).

El objetivo principal de este programa fue el mejoramiento de la calidad del aire

urbano en Guatemala, Honduras, Costa Rica, Nicaragua, El Salvador y Panamá,

mediante la promoción de algunas políticas y acciones iniciales como el

establecimiento de las bases para un marco legal que regulara el tema de las

emisiones vehiculares, prohibición del uso de gasolina con plomo, la capacitación

de profesionales en el sector automotriz, implementación de un sistema de

inspección y mantenimiento regular de automóviles y sensibilización de la

población

En 1994 el Centro de Estudios y Control de Contaminantes (CESCCO) con el

apoyo financiero y asesoría técnica de la fundación SWISSCONTACT-Pro Eco,

realizaron un programa de monitoreo de contaminantes atmosféricos, orientado a

la medición del impacto de las emisiones vehiculares en la calidad del aire en la

ciudad de Tegucigalpa. Pese a que el apoyo con SWISSCONTACT finalizó en el

año 2001, el CESCCO cuenta con una capacidad instalada para continuar con

estudios e investigaciones en materia de calidad del aire que sean de importancia

nacional.

Los indicadores o parámetros seleccionados para el monitoreo de contaminantes

atmosféricos, obedecen a referencias internacionales, donde se consideran en



base a sus efectos nocivos que repercuten en la salud humana y del medio

(plantas, animales, monumentos y edificios). En la tabla 2.1 se presenta un

resumen de los parámetros seleccionados para el programa que desarrolla el

CESCCO, así como sus principales efectos en la salud (CESCCO, 2005).

INDICADORES DE CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA

Parámetro Características físicas Fuentes principales Efectos en la salud

TPS

Diámetro aerodinámico de 1 a 500 micrómetros.

Erosión natural y resuspensión de partículas del suelo Incendios, quema de materiales. Quema combustibles

Irrita la membrana mucosa Inicia diversas enfermedades respiratorias

PM10

Diámetro aerodinámico menor de 10 micrómetros

Erosión natural y resuspensión de partículas del suelo Incendios, quema de materiales. Quema de combustibles.

Afecciones pulmonares Mala función respiratoria

NO2

Gas color café rojizo de olor fuerte y asfixiante.

Se forma por la reacción del oxígeno y el nitrógeno del aire debido a la elevada temperatura en los motores de combustión interna.

Aumenta susceptibilidad a infecciones virósicas Irrita los pulmones Causa edema, bronquitis y neumonía Irrita la nariz, garganta y ojos

O3

Es un gas incoloro fuertemente oxidante.

Se forma por las reacciones en fase gaseosa entre el oxígeno del aire con los hidrocarburos, óxidos de nitrógeno y óxidos de azufre provenientes de la combustión en presencia de la radiación solar.

Irrita la nariz, garganta y ojos pérdida de coordinación muscular Ahogo, dolores de cabeza y cansancio

Pb

Metal gris azulado, maleable.

Proviene de los aditivos de tetraetilo y tetrametilo de plomo que se añaden a la gasolina como antidetonantes (para suavizar la combustión en el motor), que al ser quemados producen óxidos y haluros de plomo.

Acumulación en huesos principalmente En concentraciones bajas puede causar desórdenes en el comportamiento tales como irritabilidad, intranquilidad y agresividad principalmente en los niños Reduce el nivel de cociente intelectual, afecta la memoria, locomoción y la habilidad para concentrarse

Tabla 2.1 Indicadores de contaminación atmosférica. (CESCCO, 2005)

Durante el primer año del programa solamente se monitorearon las

concentraciones de dos indicadores de contaminación atmosférica: total de

partículas en suspensión (TPS) y plomo (Pb).

A partir de 1995 se implementó la metodología para la determinación de dióxido

de nitrógeno (NO2) y ozono (O3) mediante métodos pasivos (ver fig.2.1) y en el

año 1997 se incorpora la medición de partículas menores de 10 micrómetros

(PM10).



En 2004, las Municipalidades del Distrito Central y San Pedro Sula, adquirieron

cabinas automáticas para la vigilancia de la calidad del aire (ver Fig2.2). En la

ciudad de San Pedro Sula el sistema está conformado por una cabina y en la

ciudad de Tegucigalpa por tres cabinas localizadas en el Parque Central, Centro

de Meteorología de la Universidad Nacional Autónoma de Honduras (UNAH) y en

el barrio La Granja de Comayagüela. Este sistema tiene la capacidad para analizar

de manera continua siete parámetros indicadores de contaminación del aire:

dióxido de azufre (SO2), monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx),

dióxido de nitrógeno (NO2), monóxido de nitrógeno (NO), ozono (O3) y partículas

en suspensión (TPS), actualmente este sistema está fuera de funcionamiento

debido a la falta de mantenimiento. (Padilla, A. 2003).

Figura 2.1 Sensor pasivo (CESCCO 2005)

A nivel internacional la selección de los parámetros ha evolucionado a medida que

se han establecido mecanismos de control de la contaminación del aire, por

ejemplo el monóxido de carbono (CO) en USA ya no es un problema, dado que se

han ido estableciendo regulaciones más estrictas para los motores de combustión.

Caso contrario, en nuestro país donde todavía hay un importante número de

vehículos años 70-80s a los que no pueden adaptarse sistemas de control en sus



motores de combustión. También se da el caso de medir nuevos parámetros más

estrictos y con impactos significativos en la salud de las personas, como la

medición de las partículas de polvo más finas como lo son las partículas PM2.5

(de un diámetro aerodinámico menor a 2.5 micrómetros) y la caracterización de la

composición de la mismas (acidez, alcalinidad, composición orgánica o

inorgánica), (CESCCO, 2005).



Red de Monitoreo:

El diseño de la red de monitoreo fue orientado a evaluar el impacto de las

emisiones vehiculares en la calidad del aire del Distrito Central, y determinar la

concentración máxima a la que están expuestas las personas que transitan por la

calle o que trabajan en ella (vendedores ambulantes, agentes de tránsito, entre

otros). Este método de medición es conocido como “KerbSide”2, los equipos de

muestreo se ubican hasta una distancia de 2 metros de la calle y a una altura de

1.5-3.0 metros. Para ello fueron seleccionados unos sitios que conforman una red

para la toma de muestras de aire que cumpliesen con varios criterios técnicos

entre los cuales el de mayor relevancia fue el flujo vehicular, categorizando los

sitios como bajo, medio y alto flujo vehicular. El sitio de muestreo se localiza a lo

largo de la trayectoria de la calle o vía, considerándosele como lineal y de micro

escala, ya que la concentración es representativa de un área de 10-100 metros.

(CESCCO, 2005).

Figura 2.2 Cabina Automática en el Parque Central (CESCCO 2005)



2.2.1 Legislación Hondureña

Nuestro país cuenta con ciertas normas y reglamentos que rigen también a nivel

local la salud ambiental.

Compendio de Leyes que Involucran la Contaminación del Aire

Instrumento Jurídico Decreto Fecha Articulo Descripción Parcial

Constitución de la República Decreto 131-82 1/11/1982 Art. 145 Artículo 145.- Se reconoce el derecho a la protección de la salud. Es deber de todos participar en la promoción y preservación de la salud personal y de la comunidad. El Estado conservará el medio ambiente adecuado para proteger la salud de las personas.

Convenio de Viena para la protección de la capa de ozono.

Decreto 73-93 21/8/1993 Todos

Convenio Marco de las Naciones Unidas para Cambio Climático.

Decreto 26--95 6/29/1995 Todos

Convenio de Basilea sobre el control y uso de plaguicidas.

Decreto 31-95 28/10/1995 Todos

Ley de Municipalidades. Decreto 134-90 19/11/1990 Art. 12 inciso 3 Art. 14 inciso 6 Art. 25 inciso 18

Art. 12 La facultad para recaudar sus propios recursos e invertirlos en beneficio del municipio, con atención especial en la preservación del medio ambiente. Art. 14 Proteger el ecosistema municipal y el medio ambiente. Art. 25 Planear el desarrollo urbano determinado, entre otros, sectores residenciales, cívicos, históricos, comerciales, industriales y de recreación, así como zonas oxigenantes, contemplando la necesaria arborización ornamental.

Ley General del Ambiente. Decreto 104-93 27/5/1993 Art. 5, 7, 8, 52, 53, 59, 60, 61, 62, 67, 80, 91, 92, 108

Reglamento de la Ley General del Ambiente.

Acuerdo 109-93 27/5/1993 Art. 104 inciso a.

a) Expeler o descargar en la atmosfera, contaminantes activos o potencialmente peligrosos, cuyo uso esté prohibido o que no haya sido objeto de tratamientos prescritos en las normas técnicas aplicables, que causen o puedan causar la muerte de personas o graves daños a la salud humana o al ecosistema.

Ley del Ministerio Publico Decreto 228-93 6/1/1994 Art. 1 inciso 6 Art. 16 inciso 16 Art. 56

Art. 1 Colaborar en la protección del medio ambiente, del ecosistema, de las minorías étnicas, preservación del patrimonio arqueológico y cultural y demás intereses colectivos. Art. 16 Ejercitar las acciones previstas en las leyes de defensa protección del medio ambiente y del ecosistema y de preservación del patrimonio arqueológico y cultural. Art. 56 Las atribuciones relacionadas con la defensa del ecosistema, medio ambiente, consumidor, grupos étnicos, bienes nacionales, patrimonio arqueológico, cultural y otros intereses públicos y sociales, serán ejercitados por el Fiscal General de la República directamente o por medio de las unidades administrativas especiales o de funcionarios que designe al efecto mediante acuerdo debidamente motivado.

Ley General de Minería Decreto 292-98 6/2/99 Art. 83 La autoridad minera fijara por los procesos mineros, los factores que considere causan impacto negativos en el ambiente, las disposiciones de prevención de la contaminación del medio o de la degradación de los recursos naturales, fijaran los estándares ambientales en la actividad minera y los contenidos mínimos del



Estudio de Impacto Ambiental. Con dichos elementos creará el Manual de Política Ambiental Minera, como parte de la Política Ambiental Nacional

Reglamento General de Salud Ambiental

Acuerdo 0094-1997

10/6/1997 Art. 55, 56

Art. 55. A todos los establecimientos que constituyan o puedan constituir fuente de emisión de contaminantes atmosféricos y que hayan sido instalados o construidos dentro del perímetro urbano de todas las ciudades del país, la autoridad de la Región, o Área de Salud respectiva les concederá un plazo no mayor de cinco años que se contará a partir de la fecha en que se les notifique el aviso, para que se trasladen a otros sitios determinados por las Municipalidades de su jurisdicción, de común acuerdo con dicha autoridad de salud. No se autorizarán ampliaciones o modificaciones cuando dichos establecimientos se encuentren en tales condiciones. Art. 56. La Secretaría de Salud, la Secretaría de Recursos Naturales y Ambiente, Dirección General de Transporte y la Dirección Nacional de Tránsito, dictarán las normas técnicas apropiadas para mantener los niveles o concentraciones de sustancias contaminantes para la atmósfera, mismas que son emitidas por los vehículos automotores públicos o privados

Reglamento para la Regulación de las Emisiones de Gases Contaminantes y Humo de los Vehículos Automotores

Acuerdo 000-719

11/10/99 Todos

Reglamento para el Manejo de Residuos Solidos

Acuerdo 378-2001

4/6/2001 Art. 65, 77

Art. 65 Se prohíbe la quema de basura, pertitiendose la incineración de residuos sólidos previa autorización de la Secretaria de Estado en los Despachos de Recursos Naturales y Ambiente en situaciones en donde sea factible otro sistema. Art. 77 La entidad de aseo ejecutara control sobre esparcimiento de partículas, polvo u otros objetos que por la acción del viento puedan ser transportados a los alrededores del sitio de disposición final.

Código de Salud

Decreto 65-91 1991 Art. 49, 50

Art. 49 Se prohíbe fumar en todo lugar o establecimiento publico en los cuales haya concurrencia de personas. Se exceptúan los lugares destinados exclusivamente a fumadores y aquellos al aire libre que no entrañen peligro para las otras personas. El Reglamento de esta Ley establecera los controles a la publicidad, venta, niveles de toxicidad y los mecanismos para la información obligatoria de las empresas de la industria tabacalera del país.

Ley de Ordenamiento Territorial

Decreto No. 180-2003

2003 Art. 5 inciso 6

Sostenibilidad del desarrollo, equilibrando: i) El crecimiento y la dinámica económica, íi) La evolución social armónica, incluyente y equitativa; y iii) La preservación del ambiente, buscando la transformación productiva con el uso racional y la protección de los recursos naturales, de tal forma que se garantice su mejoramiento progresivo, sin deteriorar o amenazar

Tabla 2.2 Compendio de Leyes



Al encontrarnos en una ciudad atmosféricamente contaminada, con este

compendio de leyes evidenciamos la urgencia de contar con un mecanismo de

monitoreo o identificación de zonas degradadas, para rescatar un bien natural tan

vital y al alcance de todos y recordemos que el aire no tiene fronteras (ver fig. 2.3),

la contaminación atmosférica ambiental urbana navega por los aires y traspasa los

límites fronterizos siendo este un factor regional y no necesariamente local como

otros contaminantes.

Figura 2.3 Evento registrado en abril de 2005, el origen de los humos que afectaron a la ciudad de Tegucigalpa durante el

periodo crítico de visibilidad, provino esencialmente de territorio nicaragüense y no del propio país hondureño. Ello es una

muestra de la necesidad de abordar el problema a nivel Mesoamericano (PNGCA)

El objetivo de este compendio de leyes es darle la garantía constitucional al

ciudadano y que asegure a todas las personas a vivir en un medio ambiente libre

de contaminación, aprovechando el hecho de que ninguna actividad puede

desarrollarse a costa de debilitar el medio ambiente. De este modo orienta la

incorporación o creación de instrumentos para abordar eficiente y eficazmente una

gestión ambiental, que pueda dar garantías de un desarrollo armónico y sostenible

en la protección a los recursos naturales ya sea la población, fauna o flora.



2.2.2 Plan Nacional de Gestión de la Calidad del Aire

La Secretaria de Recursos Naturales y Ambiente de La Republica de Honduras

(SERNA) a través del Centro de Estudios y Control de Control de Contaminantes

(CESCCO) mediante el Centro Mario Molina para Estudios Estratégicos sobre

Energía y Ambiente tienen como estrategia el lanzamiento del Plan Nacional de

Gestión de la Calidad del Aire (PNGCA) el cual tiene como propósito el contribuir

tanto al mejoramiento de la calidad del aire como a la prevención de su deterioro,

de tal manera que, dentro del marco de desarrollo humano sostenible, se proteja

la salud de la población con equidad.

El PNGCA se constituye como un documento maestro que engloba la

problemática de contaminación atmosférica, aun cuando este documento está en

su fase terminal de elaboración, ha sido reformulado y actualizado año tras año

atendiendo a que se constituye en un primer ejemplo reuniendo un conjunto de

acciones y estrategias que permitirán darnos una buena orientación en su primera

versión.

El objetivo general del Plan Nacional de Gestión de La Calidad del Aire tiene como

eje proteger la salud y el bienestar de la población urbana hondureña mediante la

mejora de la calidad del aire en ciudades del país y contribuir, al mismo tiempo, a

la mitigación del cambio climático.

El PNGCA en su primera versión considera como líneas estratégicas las

siguientes:

Transporte Sustentable. Para mejorar la calidad del aire en las zonas

hondureñas y contribuir a la mitigación del cambio climático se requiere una

mejora sustancial en sus sistemas de transporte urbano. Para ello se

requiere un esfuerzo coordinado entre el Gobierno Nacional, las

municipalidades y las diversas partes interesadas, con la finalidad de

priorizar el desarrollo y/o mejora de sus sistemas urbanos motorizados, no

motorizados y de transporte de carga, así como la integración de transporte

y planeación del uso de la tierra. Las decisiones asociadas a estas

prioridades tienen que estar basadas en una evaluación sólida, objetiva y

transparente del sistema de transporte existente.



Generación de electricidad limpia y eficiente: Los desafíos que

atraviesa el país en materia de generación de electricidad requieren el

establecimiento de medidas que propicien: a) que las nuevas centrales de

generación que habrá de instalarse en los próximos años sean limpias y

eficientes, b) que se reduzca la generación de contaminantes de las

centrales existentes, a través de la instalación de sistemas de control de

emisiones, cambio a combustibles menos contaminantes y elevación de la

eficiencia de generación y c) la racionalización de la demanda de

electricidad, a través de un programa de eficiencia energética dirigida a la

industria, los comercios y los hogares, además de la reducción de las

pérdidas de electricidad que el sistema padece hoy en día.

Industria limpia y competitiva. Un enfoque integral de mejora del

desempeño ambiental y de competitividad de la industria permitirá tener

importantes resultados en la reducción de las emisiones contaminantes

generadas por este sector, tanto de las partículas y gases que tienen un

efecto en la salud como de gases de efecto invernadero que contribuyen al

calentamiento global.

Restauración ecológica. La reforestación de las zonas de influencia áreas

urbanas y la prevención y control de incendios forestales constituyen

importantes líneas de acción para la mejora de la calidad del aire y la

mitigación del cambio climático. La reforestación permite, entre otros

múltiples beneficios, evitar la erosión al fijar el suelo y servir de barrera a la

dispersión de terrenos de cultivos y otras áreas desprovistas de vegetación.

La prevención y control de incendios es una necesidad para reducir la

ocurrencia de eventos de contaminación del aire de alcance local, nacional

y regional.

Fortalecimiento de la gestión de la calidad del aire. Honduras requiere

establecer un Sistema Integral de Gestión de la Calidad del Aire dirigido a

consolidar la implantación de un proceso eficaz de mejora continua de la

calidad del aire y mitigación de cambio climático. Entre otras cosas, este



sistema debe estar basado en información objetiva y herramientas de

gestión sólidas. Debe estar apoyado, a su vez, en mecanismos eficaces de

toma de decisiones, involucramiento de las partes interesadas y

participación social, además de incluir mecanismos de seguimiento y

evaluación.

Basado en lo anterior podemos tener una gran expectativa con el lanzamiento del

PNGCA como instrumento de la gestión atmosférico-ambiental, sin embargo se

detecta en esta versión borrador, una ausencia en el componente de educación

ambiental el cual es primordial en cualquier caso de deterioro del ambiente, se

espera que en la versión final sea incluido.

2.3 El Ozono

2.3.1 Antecedente

En 1785 el químico holandés M. Van Marum observó que el oxígeno sometido a

las descargas de chispas eléctricas poseía un olor peculiarmente irritante y que

tenía la propiedad de empañar el mercurio. Cruikshank en 1801 observó el mismo

olor en oxígeno recién preparado por electrólisis, pero fue el químico alemán C.F.

Schónbein en (1799-1868) el primero en reconocer (1840) que dicho olor obedecía

a la formación de una sustancia distinta derivada del oxígeno, a la que llamó

ozono (del griego que significa oler).

En 1856, el químico y físico inglés Thomas Andrews, mostró que el ozono estaba

formado únicamente por oxígeno, y en 1863, Soret estableció la relación entre el

oxígeno y el ozono al encontrar que tres volúmenes de oxígeno producen dos

volúmenes de ozono. Puesto que el ozono se obtiene directamente del oxígeno, el

cual se descompone completamente en este elemento y es una mitad más denso

que éste, se deduce que sus moléculas están constituidas por tres átomos de

oxígeno; su fórmula es O3. Por lo tanto, el ozono O3 es la forma triatómica del

oxígeno molecular o, dicho de otro modo, es una forma alotrópica del oxígeno El

ozono O3 es un gas azulado, inestable con un olor fuerte y penetrante, peligroso

para la respiración, pues ataca a las mucosas. Su densidad 2140 kg/m3 y hierve a

http://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramo

http://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbico



-112°C, dando un gas azul índigo muy inestable. Es mucho más soluble en agua

que en el oxígeno, y es absorbido por la esencia de trementina y otros disolventes

orgánicos.

El ozono está presente de forma natural en pequeñas proporciones por toda la

atmósfera, particularmente en la estratosfera a una distancia de unos 19 a 30 Km

sobre la superficie de la Tierra (ver fig. 2.4), donde forma la conocida Capa de

Ozono. A esas altitudes, el ozono tiene un comportamiento beneficioso puesto que

filtra la radiación ultravioleta que llega a la Tierra proveniente del Sol. Por el

contrario, al nivel del suelo (troposfera), el ozono tiene efectos negativos causando

problemas sobre la salud y sobre la vegetación (Delgado 2004)

Figura 2.4 Capas de la atmósfera involucradas en el ozono (www.ecured.cu)



Las propiedades del ozono son las siguientes:

PROPIEDADES DEL OZONO

Nombre (IUPAC) sistemático

Trioxígeno

General

Fórmula semi-desarrollada O3

Fórmula molecular n/d

Identificadores

Número CAS 10028-15-6

Propiedades físicas

Estado de agregación Gas

Apariencia Azul pálido

Densidad 2140 kg/m3; 2,14 g/cm3

Masa molar 47,998 g/mol

Punto de fusión 80,7 K (-192,45 °C)

Punto de ebullición 161 K (-112,15 °C)

Índice de refracción 1,2226 (liquid)

Propiedades químicas

Solubilidad en agua 0,105 g/100 mL (0 °C)

Tabla 2.3 Propiedades del ozono (IUPAC).

La molécula de ozono (Figura 2.5) es angular, con un ángulo de 117°, con una

estructura en resonancia entre las dos configuraciones electrónicas posibles. El

ozono es diamagnético, lo que indica la ausencia de electrones desapareados.

Figura 2.5 Molécula del ozono (www.ozonodiamant.com)

http://es.wikipedia.org/wiki/Uni%C3%B3n_Internacional_de_Qu%C3%ADmica_Pura_y_Aplicada

http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3rmula_qu%C3%ADmica

http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_CAS

http://nlm.nih.gov/cgi/mesh/2006/MB_cgi?rn=1&term=10028-15-6

http://es.wikipedia.org/wiki/Estado_de_agregaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Color

http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramo

http://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbico

http://es.wikipedia.org/wiki/Gramo

http://es.wikipedia.org/wiki/Cent%C3%ADmetro_c%C3%BAbico

http://es.wikipedia.org/wiki/Masa_molar

http://es.wikipedia.org/wiki/Gramo

http://es.wikipedia.org/wiki/Mol

http://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_fusi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Punto_de_ebullici%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%8Dndice_de_refracci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Solubilidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Agua



2.3.2 El Ozono en la Atmosfera

El ozono atmosférico juega un importante papel en la protección de los rayos Ultra

Violeta (UV), este se localiza en la estratosfera y juega un papel significativo en la

química atmosférica, debido a los vientos estratosféricos, el ozono es transportado

desde las regiones tropicales hasta las polares. Así pues, cuando más cerca

vivamos del Ecuador, menos cantidad total de ozono nos protege de la luz UV.

Las unidades en que es medido el ozono estratosférico son Unidades Dobson

(UD) Estas concentraciones se miden en unidades Dobson, donde: 1 UD = 2.7 x

1018 (moléculas O3/cm3), las cuales se reflejan en los trópicos con valores de

250UD y en las regiones subpolares 450UD.

Figura 2.6 Distribución de ozono atmosférico (TOMS 2004)

El ozono se concentra en la estratosfera entre los 19 y 30km de altura, en esta

situación forma una capa delgada que actúa como filtro protector evitando que la

radiación ultravioleta alcance la superficie terrestre con una intensidad que pueda

resultar nociva para la vida misma.



2.3.3 Formación del Ozono

Como se observa en la reacción (1), los enlaces de la molécula de oxígeno se

pueden romper al absorber la energía de un fotón de radiación ultravioleta de

longitud de onda menor de 240 nm, formando dos átomos de oxígeno libres. En

(2) un átomo de oxígeno libre reacciona con una molécula de oxígeno formando

una de ozono. Esta reacción suele producirse con la intervención de alguna otra

molécula M que no se consume en la reacción.

O2 + hv (< 240 nm) ----> O + O (1) Formación del ozono

O + O2 -------------------> O3 (2)

2.3.4 Destrucción del Ozono

En (3) se observa que las moléculas de ozono absorben radiaciones ultravioleta

de menos de 320 nm, rompiéndose en moléculas de oxígeno más átomos de

oxígeno libres. Los átomos de oxígeno libres reaccionan con más moléculas de

ozono (4) formándose oxígeno molecular.

La reacción (4) es bastante lenta en sí misma, pero diversas substancias como los

óxidos de nitrógeno (NO y NO2), el hidrógeno y sus óxidos (H, OH, and HO2) y el

cloro y sus óxidos (Cl, ClO y ClO2) actúan como catalizadores acelerando la

destrucción del ozono. En esta reacción es donde inciden de forma más relevante

las substancias de origen humano que destruyen la capa de ozono.

En conjunto, en condiciones normales, se forma un sistema en equilibrio en el que

tantas moléculas de ozono se forman por unidad de tiempo como las que se

destruyen, por lo que su concentración permanece constante. El ozone es mucho

más raro que el oxígeno normal en la alta atmósfera. De cada 10 millones de

moléculas de aire, unos 2 millones son oxígeno normal y sólo 3 moléculas son de

ozono.

O3 + hv (< 320 nm) -- O + O2 (3) Destrucción del ozono

O + O3 ---------------- O2 + O2 (4) (www.tecnum.es)

http://www.tecnum.es/



2.3.5 El ozono en la Troposfera

En la segunda mitad del siglo XIX el ozono troposférico fue uno de los principales

temas de estudio debido a que se creía (erróneamente) que evitaba la

propagación de epidemias debido a su papel desinfectante. Se realizaron

numerosas medidas utilizando papel de test de Schónbein, el cual sólo daba

información semicuantitativa. No fue hasta 1876 que en el Observatorio Municipal

de París en Montsouris realizaron medidas cuantitativas continuas durante 34

años (Delgado, 2004).

El origen clásico del ozono troposférico era el ozono transportado desde la

estratosfera y que era destruido en la superficie (Delgado,2004). La producción

fotoquímica como fuente de ozono en atmósferas no contaminadas no se

reconoció hasta que Crutzen (1973) y Chameides (1973) propusieron que la

oxidación del metano (Ch4) y el monóxido de carbono (CO) en presencia de óxidos

de nitrógeno (Nox) daban lugar a una considerable producción de ozono.

Actualmente, el ozono es, entre los oxidantes fotoquímicos presentes en el aire, el

de mayor importancia, el mejor estudiado y cuyos efectos son mejor

comprendidos. A pesar de que el ozono troposférico es un gas traza, es de suma

importancia puesto que es el compuesto iniciador de las cadenas de oxidación en

la troposfera, ya que indirectamente produce OH y HO2 que son especies

altamente oxidantes. El ozono y sus derivados fotoquímicos OH y HO2 son los

principales oxidantes para la mayoría de los gases reducidos. Por lo tanto el ozono

juega un papel importante controlando la capacidad oxidativa de la atmósfera. Sin

el ozono, gases reducidos como el CO, los hidrocarburos y la mayoría de los

compuestos de azufre y nitrógeno reactivos, se acumularían considerablemente

en la atmósfera.

Desde un punto de vista ambiental, elevadas concentraciones de ozono en la

superficie hacen que el ozono troposférico sea considerado como un contaminante

puesto que tiene efectos negativos en la salud humana y en las plantas. La

concentración natural del ozono sobre la superficie terrestre aparece referida entre

límites de 10 y 50 ppb. Su concentración en áreas urbanas y en áreas rurales de

continentes industrializados es mayor que la encontrada en regiones apartadas de

la actividad humana. (Delgado, 2004)



El ozono troposférico está también en la lista de gases de efecto de invernadero.

GASES INVERNADERO NATURALES Y ANTROPOGÉNICOS

Gases invernaderos naturales

Emisiones antropogenicas

H2O (vapor de agua) CO2 (28ldehíd de carbono)

CH4 (metano) CH4 (metano)

CO2 (dióxido de carbono) N2O (óxido nitroso)

O3 (ozono)

N2O (óxido nitroso)

Tabla 2.4 Gases invernadero naturales y antropogénicos

La concentración de ozono troposférico en el aire es el resultado neto de una gran

diversidad de procesos atmosféricos que incluyen su producción fotoquímica a

partir de otros contaminantes primarios.

Figura 2.7 Formación del ozono troposférico

http://www.lenntech.com/hazardous-substances/carbon-dioxide.htm

http://www.lenntech.com/otozone.htm



2.3.6 Smog Fotoquímico

Según el diccionario el smog significa “Niebla baja con hollines, humos y polvos en

suspensión que cubre grandes extensiones por encima de las urbes

industriales“(Diccionario Enciclopédica Vox. 2009)

El smog fotoquímico es un evento crítico producido por la fotoquímica del ozono

su principal característica es su elevada concentración en oxidantes,

principalmente ozono y compuestos peróxidos, producidos por las reacciones

fotoquímicas (Baird, 2001. Citado en Delgado, 2004).

La principal manifestación del smog fotoquímico es la formación de una neblina de

un color amarillento gris pardusco con olor desagradable debido a algunos de sus

componentes gaseosos. En su origen intervienen los óxidos de nitrógeno e

hidrocarburos emitidos por los automóviles y por la vegetación en áreas rurales.

Los precursores del Ozono (NOX e hidrocarburos) comienzan a acumularse a

primeras horas de la mañana, en las horas punta, mientras que el máximo de

ozono no se alcanza hasta las primeras horas de la tarde. Estos contaminantes

pueden transportarse en la dirección del viento y afectar al entorno rural en la

vecindad de las áreas metropolitanas (Manahan, 1994. Citado en Delgado, 2004).

Los Ángeles fue la primera ciudad en la que a mediados de los años cuarenta se

detectó el problema del smog fotoquímico. La frecuencia y severidad de los

sucesos pronto hicieron que resultase insoportable, lo que motivó numerosos

estudios para reducir y eliminar el problema. Para que una ciudad esté sometida a

un episodio de smog fotoquímico, deben de darse diversas condiciones ya

reseñadas previamente. En primer lugar, debe haber un tráfico importante que

emita al aire suficiente Monóxido de Nitrógeno (NO), hidrocarburos y otros COV’s.

En segundo lugar, el tiempo debe ser cálido y lucir mucho el Sol, con el fin de que

las reacciones cruciales, algunas de las cuales son fotoquímicas, ocurran a una

velocidad elevada. Finalmente, debe haber, relativamente, poco movimiento de

masas de aire de manera que los reactivos no se diluyan.

Consecuentemente, la época más favorable para que se produzca el smog

fotoquímico es el verano (Julio-Septiembre) en el hemisferio norte y el verano



(Enero-Marzo) en el hemisferio sur, cuando la intensidad solar es elevada.

Además, en verano se dan frecuentemente las condiciones meteorológicas

necesarias para la formación de ozono troposférico en episodios de smog. Se

forma una capa de inversión de temperatura que es un prerrequisito importante

para favorecer la acumulación de precursores del smog. La inversión de la

temperatura impide el intercambio vertical de aire por mezcla convectiva y por lo

tanto no se produce la dispersión del aire contaminado en la troposfera libre

(Brasseuretal, 1999 citado en Delgado, 2004).

Por razones orográficas, ciudades como Los Ángeles, Denver, Ciudad de México,

Tokio, Atenas, Sao Paulo y Roma, con densidades de población elevada,

soleadas y cálidas, se ajustan perfectamente a las condiciones mencionadas, por

lo que sufren frecuentes episodios de smog.

En Los Ángeles se producen inversiones de temperatura muy frecuentemente,

alrededor de 300 días al año. Estas inversiones son causadas por el influjo de la

brisa fresca marina durante el día desplazando tierra adentro el aire caliente

continental a nivel del suelo. Esta estratificación en la temperatura del aire es difícil

de romper debido a que Los Ángeles está rodeado por montañas, con lo cual, se

impide un movimiento advectivo horizontal del aire continental. Como resultado, el

aire contaminado es arrastrado hacia el interior por la brisa marina hasta que a

últimas horas de la tarde el calentamiento solar de la superficie continental se

reduce y la circulación local de vientos se invierte. A esas horas, la contaminación

producida por el smog fotoquímico ha llegado a muchas poblaciones y llena casi

toda la cuenca, valle o planicie (Baird, 2001, citado en Delgado, 2004).

Por último resaltar que debido al transporte de largo alcance de los contaminantes

primarios y secundarios incorporados en las corrientes de aire, muchas áreas que

por ellas mismas generan pocas emisiones de precursores están sujetas a

episodios regulares de niveles de ozono a nivel del suelo y de otros oxidantes

formados en el smog. De hecho, algunas áreas rurales y ciudades pequeñas que

se encuentran en el camino de las masas de aire contaminado, experimentan

niveles de ozono incluso más altos que los correspondientes a áreas urbanas

vecinas mayores, ya que en las grandes ciudades, parte del ozono transportado



de otras partes es eliminado por reacción con el óxido nítrico emitido localmente al

aire por los automóviles:

+ → +

En áreas rurales contaminadas son habituales concentraciones de ozono de 90

ppm. Se han observado niveles de ozono elevados en la parte este de USA y en la

oeste de Europa, en zonas que se extienden a lo largo de 1000 km o más, cuando

en veranos cálidos, las condiciones meteorológicas producen grandes cantidades

de ozono en áreas urbanas y no permiten la mezcla vertical de las masas de aire

mientras viajan hacia las zonas rurales. En dichos casos el control del ozono pasa

de ser un problema local a convertirse en un problema regional (Baird, 2001,

citado en Delgado, 2004).

Hay tres mecanismos básicos de reacción fotoquímicos en los que interviene los

NOX para producir ozono en la troposfera, basados en la oxidación de los

hidrocarburos no metánicos (NMHC), más concretamente los denominados

compuestos orgánico-volátiles (COV’s), el monóxido de carbono, CO y del

metano, CH4. Los mecanismos de reacción se inician con el oxidante primario

hidroxilo, OH.

En todos los casos, los mecanismos son catalíticos con respecto al NOX, se

produce interconversión de NO a NO2 sin pérdida de NOX. Sin embargo, el CO, el

CH4 y los hidrocarburos no metánicos (NMHC) o COV’s se consumen en las

reacciones y por lo tanto se consideran que son el combustible de la reacción.

El dominio de uno u otro mecanismo de reacción en la atmósfera depende de la

abundancia de estos combustibles reactivos. Los mecanismos de formación de

ozono troposférico en la troposfera libre y en la lejana capa límite oceánica, donde

las concentraciones de NMHC son relativamente pequeñas se rige por la

oxidación del CO y del CH4 en lugar de los NMHC. Las concentraciones de

metano son típicamente de 1,7 ppm y las de monóxido de carbono se mueven en

el rango de 50-150ppb. Sin embargo, a pesar de que el metano es más abundante

que el monóxido de carbono, el mecanismo principal es el de la oxidación del CO

debido a que la velocidad de reacción del mecanismo del metano es muy baja.



En la capa límite cercana a la atmósfera las concentraciones de hidrocarburos son

mucho mayores que en la remota atmósfera, por lo tanto el mecanismo principal

de formación de ozono troposférico será la oxidación de los COV’s. Debido a la

alta concentración de hidrocarburos, tanto la velocidad de producción de ozono

como la de destrucción son muy elevadas. Además, la variedad y concentración

de radicales peroxi (RO2) y las concentraciones de NOX son mayores en la

superficie.

Estas condiciones dan una mayor velocidad de producción de ozono que las

observadas en la remota atmósfera. Sin embargo, las especies que destruyen

ozono también son mayores; por ejemplo los hidrocarburos insaturados

reaccionan directamente con el ozono, por lo que aumenta la velocidad de

destrucción de ozono.

Los procesos de oxidación en la superficie son más complicados que en la remota

atmósfera puesto que el número de hidrocarburos no metánicos disponibles como

combustibles es muy elevado.

Además, la producción de COV’s secundarios a los procesos de oxidación pueden

sufrir nuevamente degradación, produciendo más ozono (Delgado, 2004).

2.3.7 Transporte del Ozono Troposférico

Los contaminantes atmosféricos pueden ser transportados a considerable

distancia por los vientos, afectando la calidad del aire y depositando los

contaminantes en áreas adyacentes o en otros países. Estos efectos se pueden

extender desde unos cientos de kilómetros a incluso miles de kilómetros. Los

contaminantes que se ven sometidos a transporte tienen una vida media de entre

medio día hasta de una semana y quedan retenidos en las capas más bajas de la

troposfera, entre 1 y 2 km de altitud.

Si analizamos la vida del ozono desde sus fuentes hasta sus sumideros,

observamos que para el ozono hay un proceso también importante de transporte

en la troposfera. El transporte de ozono y especialmente de sus precursores que

se produce en las zonas con elevada contaminación de NOX es seguramente el

principal responsable del pequeño aumento de ozono troposférico que se observa

actualmente en el hemisferio norte.



Entre la generación y su eliminación de la atmósfera, el ozono puede transportarse

horizontalmente y verticalmente. La secuencia entre la fuente, el transporte y el

sumidero define lo que se denomina el ciclo de vida físico del ozono. No obstante,

pueden ocurrir cambios químicos en un tiempo igual o menor a este ciclo de vida

físico. Por lo tanto el ciclo de vida químico es el que determinará por cuánto

tiempo está el ozono en la atmósfera tras su generación. Se estima que el ozono

troposférico tiene una vida media que va desde unos cinco días en verano hasta

algunas semanas en invierno (Delgado, 2004)

2.3.8 Caracterización de los Principales Precursores del Ozono

Como ya hemos comentado el ozono es un contaminante secundario, ósea que

es producido por otros contaminantes principales emitidos por actividades

humanas y naturales que en presencia de luz solar y mediante complejas

reacciones fotoquímicas producen el ozono (ver Fig. 2.7)

Entre estos precursores se encuentran los óxidos de nitrógeno (NOX) y los

compuestos orgánicos volátiles (COVs) emitidos por la industria, el tráfico, las

calefacciones y demás actividades humanas y naturales. El monóxido de carbono

(CO) y el metano (CH4) son precursores minoritarios debido a que intervienen en

la formación del ozono en la troposfera libre.

El ozono troposférico no sólo se produce en zonas urbanas, sino que también se

genera en zonas rurales por el uso de fertilizantes o la quema de biomasa.

Las causas naturales de generación de ozono troposférico son consecuencia de la

producción de NOX por los rayos en las tormentas, la producción de metano

debido a la descomposición de la materia orgánica, a la emisión de hidrocarburos

como los isoprenos y los terpenos por la vegetación y debido a la contribución del

CO emitido por la quema de la biomasa.

La formación de O3 a partir de sus precursores es una función compleja que

depende de muchos factores, que incluyen la intensidad de la luz solar, el

mezclado atmosférico, la concentración de los precursores en el aire, la relación

entre sus concentraciones y la reactividad de los precursores orgánicos (COV’s)

(Delgado, 2004).



2.3.8.1 Óxidos de Nitrógeno (NOX)

El término NOX se refiere a la mezcla de los óxidos NO + NO2, producidos en todo

proceso de combustión por conversión del nitrógeno libre del aire o del combinado

en el propio combustible. En los gases de combustión el NO representa alrededor

de 90 – 95 % de la mezcla (Chock.O. P et al, 1987; Amor, J.N., 1992; Kunz. R.G.,

1992, citado en Delgado 2004) Junto a los NOX las emisiones incluyen productos

de combustión completa (C02y H2O), productos de combustión incompleta (CO y

cientos de compuestos orgánicos) y combustible no quemado (Gushee, 1992)

El 88,7 % de los óxidos de nitrógeno en la atmósfera son de origen natural y el

resto, el 11,3%, es de origen antropogénico.

Las fuentes naturales de óxidos de nitrógeno son los incendios forestales

(naturales), procesos anaeróbicos en el suelo y descargas eléctricas en las

tormentas. Las fuentes antropogénicas son principalmente los procesos de

combustión a altas temperaturas y en menor medida algunas actividades

industriales.

La producción eficiente de ozono troposférico depende sensiblemente de la

concentración de NOX. Con altas concentraciones de NOX, la producción será

ineficiente, con concentraciones bajas de NOX, la producción de ozono es eficiente

y sin embargo con muy pequeñas concentraciones de NOX o casi nulas, no se

produce ozono troposférico.

En condiciones en las que la concentración de NOX sea muy elevada el ozono

producido puede ser destruido por los NOX según la reacción:

En la que se considera que el NO2 se pierde o se transforma en otros reservorios

compitiendo con la reacción de fotolisis del NO2 que llevaría a la formación de

átomos de oxígeno, y consecuentemente a la producción de ozono según la

ecuación:



En ausencia de NOX los procesos de oxidación fotoquímicos llevan a la

destrucción del ozono. NOX no habría o se reduciría mucho la producción

fotoquímica de ozono en la troposfera. (Delgado, 2004)

2.3.8.2 Compuestos Orgánicos Volátiles (COV’s)

Las propiedades más relevantes de un compuesto orgánico como precursor del

ozono son su volatilidad que gobierna su emisión a la atmósfera y su reactividad

que determina su vida media endicha atmósfera.

Cabe señalar que entre los hidrocarburos, el metano por su reactividad

despreciable en condiciones ambientes contribuye en forma mínima en episodios

de corta duración y es clasificado como no reactivo (EPA, 1986)

Además de los hidrocarburos hay otros compuestos orgánicos foto químicamente

reactivos tales como alcoholes, aldehídos, éteres y cetonas que actúan como

precursores del ozono en procesos atmosféricos.

Por esta razón los compuestos importantes como precursores suelen ser referidos

como hidrocarburos no metano (NMHC abreviadamente en la literatura en inglés),

o más precisamente compuestos orgánicos no metano (NMOC) o mejor gases

orgánicos no metano (NMOG). Así este último término incluye las especies

oxigenadas, no comprendidas en el término NMHC, que están presentes en el

combustible o en las emisiones, y además destaca que el componente debe estar

en estado gaseoso para tener una contribución significativa (Gushee,

1992).También con frecuencia son referidos simplemente como compuestos

orgánicos volátiles (COV’s).

Estos términos distinguen una amplia clase de precursores orgánicos provenientes

de fuentes originadas por la actividad humana Incluyendo la emisión de motores y

fuentes estacionarias, evaporación de combustibles y diversos solventes, industria

química y refino del petróleo. En la mayor parte de las áreas urbanas estas

fuentes antropogénicas representan la mayoría de los precursores, pero en

atmósferas rurales las emisiones naturales pueden tener un gran impacto

(Kirchhoff et al., 1992). Es el caso de los hidrocarburos biogénicos emitidos por la

vegetación, especialmente isoprenos y terpenos, que actualmente reciben una



considerable atención por su contribución a la formación de ozono (Chameides

and Stelson, 1993; Hewit and Street, 1992, citado en Delgado 2004).

El 84,5 % de los hidrocarburos emitidos a la atmósfera son debidos a fuentes

naturales, siendo el 15,5 % debido a orígenes antropogénicos.

Las fuentes de origen antropogénico son principalmente emisiones de vehículos,

evaporación de disolventes, refinerías, industrias, residuos sólidos y emisiones

directas. La distribución de estas fuentes es la que se muestra en el grafico 2.1

Grafico 2.1 Distribución de las fuentes de COV’s (Warneck, 1998)

Las fuentes de origen natural son principalmente las emisiones debidas a la

vegetación, a los océanos, a incendios forestales y a emisiones biogénicas.

Los COV’s generados por la Naturaleza son generalmente hidrocarburos, aunque

también se emiten pequeñas cantidades de compuestos orgánico-volátiles

parcialmente oxidados como pueden ser alcoholes, aldehídos, cetonas y ácidos.

Estos compuestos pueden ser resultado de la formación in situ de la oxidación de

los hidrocarburos emitidos.

Entre los hidrocarburos emitidos biogénicamente, el metano es el más abundante.

Sin embargo, los hidrocarburos no metánicos y los COV’s parcialmente oxidados

Transporte 53%

Industria y refinerías

17%

Residuos sólidos

5%

Emisiones directas

25%



son mucho más reactivos en la atmósfera que el metano, a pesar de que sus

concentraciones individuales en la atmósfera sean mucho menores (Warneck,

1988)

Aunque la mayoría de los hidrocarburos no metánicos son debidos a fuentes

antropogénicas, otra gran cantidad de ellos es debida a fuentes naturales,

concretamente a la vegetación.

Los hidrocarburos aromáticos, especialmente el benceno, tolueno y los isómeros

del xileno, representan la principal clase de compuestos orgánicos asociados al

medioambiente urbano. Los motores de combustión son los principales

contribuyentes a las emisiones de COV’s aromáticos, los cuales son emitidos en

parte debido a la combustión incompleta del combustible, y en otra parte debido a

la vaporización del combustible (Wayne, 2000 citado en Delgado, 2004).

2.3.8.3 Monóxido de Carbono (CO)

El monóxido de carbono es un gas producto de la combustión incompleta de

sustancias orgánicas. Constituye el contaminante de mayor abundancia en la capa

más baja de la atmósfera, sobre todo en el entorno de las grandes ciudades.

Es un gas sin color, olor ni sabor, es tóxico porque envenena la sangre impidiendo

el transporte de oxígeno. Se combina fuertemente con la hemoglobina de la

sangre y reduce drásticamente la capacidad de la sangre de transportar oxígeno.

Las concentraciones en las que se encuentra en la atmósfera son lo

suficientemente bajas para que no se manifieste este carácter tóxico.

El valor de concentración del CO en ciudades se mueve en el intervalo de 1-10

ppm debido a la cercanía de las fuentes, principalmente emisiones de

automóviles. En zonas no contaminadas, los valores de concentraciones

disminuyen hasta valores de 200 ppb en el hemisferio norte y a 50 ppb en el sur.

Alrededor del 90% del que existe en la atmósfera se forma de manera natural, en

la oxidación del metano (CH4) en reacciones fotoquímicas. El CO natural también

proviene de los océanos. El CO se elimina de la atmósfera por oxidación a CO2

(McConnel et al 1971) señalaron que se establecería un estado foto estacionario

para el CO si sólo se considerase la oxidación del metano como única fuente y su

reacción con los radicales OH para oxidarse a CO2 como único sumidero.



Comparando los valores de concentración calculados con los observados se ha

demostrado que la oxidación del metano es la principal fuente de CO, pero no es

la única. La quema de biomasa y la foto oxidación de los hidrocarburos no

metánicos (NMHC) son también responsables de la concentración de CO en la

troposfera.

Las emisiones antropogénicas parecen ser responsables de la principal fuente de

CO en el hemisferio norte. Una gran cantidad de éste se asocia a la combustión

de combustibles fósiles y de las actividades industriales, que se concentran en el

hemisferio norte.

El transporte, es decir los automóviles, aportan un 74% del CO emitido por la

combustión de combustibles fósiles. El 8% está relacionado con procesos

industriales, principalmente la producción de aceros y cracking catalítico del

petróleo crudo, el 5% proviene de emanaciones de residuos sólidos y el 1%

proviene de combustiones fijas, principalmente centrales térmicas. El resto, un

12% es de diversas fuentes diferentes a las anteriores.

Grafico 2.2 Distribución de fuentes de CO (Warneck, 1998)

Transporte 74%

Industria 8%

Residuos solidos

5%

Combustion fija 1% Varios

12%



Las emisiones antropogénicas estimadas por Logan et al (1981), que se muestran

en la tabla 2.5., ascienden a un total de 445 Tg CO/año. Las emisiones anuales de

CO debido a la quema de biomasa se estiman en 840 Tg/año, variando en un

intervalo que va de 300-1600 Tg/año1.

EMISIONES ANTROPOGENICAS DE CO DE COMBUSTIBLES FOSILES Y ACTIVIDADES INDUSTRIALES

Source type North America

Europe Rest of the World

Total

COMBUSTION Coal 1 24 23 48 Lignite --- 3 --- 3 Gas 0.2 0.3 0.1 0.6 Oil 2.2 4.6 3.7 11 Total combustion 3.4 32 27 62 Transportation 94 71 66 233 INDUSTRIES Pig iron production 7.8 16.2 18 42 Steel production 9.5 19.8 17.7 47 Cracking of crude oil 4.5 5 4.1 13.6 Miscellaneous 10.5 9.6 7.3 27.4 Total from industries 32.3 50.6 47.1 130 WASTE DISPOSAL 3 6 11 20 Sum Total 137 155 152 445

Tabla 2.5 Emisiones antropogenicas de CO de combustibles fosiles y actividades

industriales (Tg CO/año)(Warneck, 1998)

Además, otra fuente antropogénica de monóxido de carbono resulta de la

oxidación de los hidrocarburos emitidos a la atmósfera, principalmente de

automóviles y del uso de disolventes industriales. Logan et al (1981) estimaron

que la aportación de esta fuente secundaria de CO era de 90 Tg/año. (Logan1981

citado por Delgado, 2004)



2.3.8.4 Metano (CH4)

El metano es el hidrocarburo atmosférico más abundante y más importante. Su

vida media en la troposfera es de 5 a 10 años.

El metano se emite principalmente por fuentes naturales, debido a los procesos

biológicos de degradación de la materia orgánica, a reacciones anaeróbicas del

metabolismo, las reacciones de putrefacción y la digestión de las termitas forman

metano en grandes cantidades. También emiten metano los océanos y zonas

húmedas.

Estas fuentes son más intensas que las antropogénicas, constituidas

primordialmente por escapes y emisiones incontroladas o accidentales, la

combustión de biomasa, actividades agropecuarias, extracciones de combustibles

como el gas natural y emisiones de residuos sólidos.

La concentración habitual de metano en la atmósfera es de 1,7 ppm. Hasta

mediados de los años 1990 la concentración de metano ha ido ascendiendo a

razón de 1% anualmente descendiendo en los últimos años a un 0,3% anual.

La Tabla 2.6 muestra las emisiones anuales de las principales fuentes

antropogénicas y biogénicas de metano estimadas por el Intergovernmental Panel

on Climate Change (IPCC). Un total de 535 Tg de metano se emiten anualmente.

FUENTES DE METANO EXPRESADAS EN 109 KG/AÑO

NATURAL EMISIONES ANTROPOGENICO EMISIONES ANTROPOGENICO EMISIONES

109 Kg/año (Biosférico) 109 Kg/año (combustible fósiles) 109 Kg/año

Humedales 115 Fermentaciones 85 Gas Natural 40

Termitas 20 Plantaciones de arroz 60 Explotación carbón 20

Océanos 10 Quema de biomasa 40 Quema de carbón 25

Otros 15 Desechos, residuos 90 Industria petrolera 15

TOTAL 160 TOTAL 275 TOTAL 100

Tabla 2.6 Fuentes de metano expresadas en 109 Kg/año (Warneck, 1998)



El metano desaparece de la atmósfera a consecuencia, principalmente, de

reaccionar con los radicales OH formando ozono entre otros compuestos.

Se considera que no produce daños en la salud de los seres vivos, pero influye de

forma significativa en el efecto invernadero y también en las reacciones

estratosféricas.

2.3.9 Inventario de Ozono troposférico

2.3.9.1 Escala Mundial

En la antigüedad los datos recolectados acerca de la distribución del ozono

troposférico eran realizados mediante ozono sondas, medidas superficiales y

observaciones con aviones.

En la actualidad se han desarrollado nuevas técnicas para determinar los niveles

de ozono troposférico mediante satélites, la NASA tiene un sitio llamado Giovanni

(http://disc.sci.gsfc.nasa.gov/giovanni) (ver anexos) el cual comprende una

variedad de satélites los cuales están diseñados para monitorear aerosoles

suspendidos, este sitio permite a los usuarios analizar los fenómenos que van

desde el medio ambiente que rodea una tormenta de polvo del Sahara con el

impacto del huracán Katrina sobre las concentraciones de clorofila en la superficie

del océano.

Giovanni es una herramienta que muestra los datos de ciencias de la Tierra desde

satélites de la NASA directamente en Internet, sin las dificultades de adquisición

de datos y métodos tradicionales de análisis. Giovanni es un acrónimo para el

Centro Goddard de Ciencias de la Tierra de datos y servicios de información del

Centro, o DISC GES, interactiva en línea Visualización y Análisis de la

infraestructura.

http://disc.sci.gsfc.nasa.gov/giovanni



2.3.9.1.1 Sensores Remotos para Monitoreo de Ozono a Nivel Global

Dentro de la diversidad de satélites los relevantes o dotados con el instrumento

temático para ozono son:

SATÉLITES RELEVANTES EN MONITOREO DE OZONO

PAÍS SATÉLITE INSTRUMENTO SIGNIFICADO

Europa ERS-2 (1995 a la fecha) GOME European Global Ozone Monitoring Experiment

Europa Envisat-1 (2002-2006) GOMOS Global Ozone Monitoring by Occultation of Start

Europa EPS/MeTop (2004-2018) GOME-2 Global Ozone Monitoring by Occultation of Start

EEUU-NASA Nimbus 7 (1978-1994) TOMS Total Ozone Mapping Spectrometer

EEUU-NASA METEOR-3 (1991-1994) TOMS Total Ozone Mapping Spectrometer

EEUU-NASA ADEOS (1996-1997) TOMS Total Ozone Mapping Spectrometer

EEUU-NASA EPS (1996 al presente TOMS Total Ozone Mapping Spectrometer

EEUU-NASA EOS-AURA (2003-???) OMI Ozone Monitoring Instruments

Tabla 2.7 Satélites relevantes en monitoreo de ozono. (Moragues, Hernandez, 2002)

2.3.9.1.2.1 Resumen de los sensores:

2.3.9.1.2.1.1 EPS (Earth Probe Satellite) TOMS (1996 al presente)

Se encuentra sobre el satélite EPS. Originalmente fue pensado para completar la

información del ADEOS TOMS que daba una cobertura ecuatorial completa

debido a su alta órbita, por lo cual fue puesto en una órbita de 500 km en el lugar

de la original de 950 km. Esta órbita fue elegida para aumentar la habilidad del

instrumento TOMS para realizar mediciones de absorción UV de aerosoles en la

troposfera.

En 1997 cuando falló ADEOS, EPS fue elevado a 740 km para poder cubrir todo el

globo con 24 horas. EP-TOMS FOV a nadir: 39 km latitud x 39 km longitud.

2.3.9.1.2.1.2 Stratospheric Aerosol and Gas Experiment (SAGE) (1979 al

presente)

La serie SAGE ha monitoreado el ozono estratosférico, perfiles de aerosoles y

trazas de gases en los últimos 20 años. Hay a la fecha tres generaciones de

SAGE: SAGE I (que voló de 1979 a 1981), SAGE II que se encuentra en

operación desde 1984, y SAGE III está a bordo del satélite Meteor-3M de la



Agencia Espacial Rusa puesto en órbita en diciembre de 2001, y está previsto

también su inclusión en la Estación Espacial Internacional. Pertenece al Langley

Research Center Información se puede obtener de NASA.

2.3.9.1.2.1.3 Stratospheric Aerosol and Gas Experiment I (SAGE I) [1979 -1981]

El equipamiento Stratosplieric Aerosol and Gas Experiment I (SAGE I) funcionó

desde febrero de 1979 hasta noviembre de 1981, al fallar el subsistema de

potencia del satélite, proveyendo datos de perfiles de aerosoles, ozono y dióxido

de nitrógeno, a través de la técnica de ocultamiento solar. El instrumento fue

construido por Ball Aerospace Corporation en Boulder, Colorado. Los datos

incluyen coeficientes de extinción de aerosol en unidades de 1/km en la altitud

desde 0,5 km o tope de las nubes hasta 40,5 km. Estaba montado sobre el satélite

Applications Explorer Mission B AEM-B [El satélite AEM-B estaba ubicado en una

órbita a 600 km en una inclinación de 56 grados extendiendo una cobertura para la

mediciones de ocultamiento solar desde 79 grados sur a 79 grados norte. Tenía

cuatro canales espectrales centrados en las longitudes de onda de 1000, 600, 450

y 385 nm Posteriormente a la puesta en operación del SAGE II, los datos del

SAGE I fueron corregidos dado que se encontraron errores en la dependencia

estacional y espacial del registro de la altitud. Asimismo, se modificaron los

algoritmos de cálculo para reflejar el mejor entendimiento del comportamiento

del instrumento, para mejorar la separación de especies y actualizar la

correlación de datos espectroscópicos y atmosféricos.

2.3.9.1.2.1.4 Stratospheric Aerosol and Gas Experiment II (SAGE II) [Octubre 1984

presente]

Desde Octubre de 1984 el SAGE II se encuentra volando a bordo del Earth

Radiation Budget Satellite (ERBS) recogiendo datos que son procesados y

archivados en el Langley Research Center los cuales cubren cuatro productos de

datos a Nivel 2 (datos geofísicos) de transmisión atmosférica de la radiación solar:

perfiles de extinción de aerosoles centrados en 1020, 525, 453 y 385 nm,

concentración de ozono (espesor óptico a 600 nm), de vapor de agua (espesor

óptico a 940 nm) y de NO2 (espesor óptico a 448 nm). Las variaciones espaciales

y temporales son causadas por modificaciones estacionales o variaciones

meteorológicas de corto tiempo, la química y la microfísica atmosférica y

fenómenos transitorios tales como erupción de volcanes.



Mide la radiación solar atenuada en siete bandas en el intervalo espectral de

longitudes de onda de 385, 448, 453, 525, 600, 940 y 1.020 nm. El grupo de datos

incluye coeficientes de extinción de aerosoles en unidades de 1 cada km para

altitudes desde 1,5 km o tope de las nubes hasta 45,5 km. La región de extinción

para altura de 25 a 45 km es promediada cada 5 km de intervalo durante el

procesamiento.

Para cada evento, el grupo de datos contiene la fecha, la hora y ubicación, el tipo

de evento (salida de sol o puesta del sol), dato meteorológico, distancia de la tierra

al evento, factores cualitativos para cada longitud de onda del aerosol y conjunto

de Rayleigh y de extinción de aerosol. Las mediciones son de 3 minutos promedio

cada evento y cubren 15 eventos a la salida del sol y 15 a la puesta del sol.

La técnica de medición es de ocultación del sol. El espectrómetro es activado a fin

de tomar mediciones de radiación solar durante los períodos cuando la línea de

vista desde el instrumento del SAGE II al Sol es tangente para latitudes entre el

nivel del mar y 150 km, o sea cuando atraviesa la atmósfera. Se mide la

atenuación de la luz del sol por aerosoles de las cuatro longitudes de onda antes

mencionadas y su procesamiento genera perfiles de extinción de aerosoles. La

autocalibración se realiza cuando la tangente corresponde a altitudes superiores a

150 km y no ocurre atenuación atmosférica de los rayos solares.

El intervalo de latitud varía según la estación. Los intervalos de cobertura totales

van de alrededor de 80 grados Norte a 80 grados Sur.

2.3.9.1.2.1.5 Ozone Monitoring Instrument OMI

Permite medir radiación UV y visible (270 a 400 nm) a través de la técnica de

"scattering" de la radiación solar desde la tierra (nadir). Proveerá un mapa global

diario de alta resolución y perfiles de ozono. El perfil de ozono es obtenido desde

el rápido aumento de la sección eficaz de absorción hacia las longitudes de ondas

cortas en el UV. Medirá también columna total de dióxido de nitrógeno (NO2),

espesor óptico de aerosol y cubierta efectiva de nubes. También medirá SO2, BrO,

HCHO y OCIO.

OMI generará un mapa global diario de un espectro de alta resolución de NO2



La cantidad de ozono estratosférico se determina a partir de medidas con un

instrumento SAGE II (mide ozono estratosférico). Esta cantidad se sustrae del total

de ozono medido a partir del instrumento TOMS. El resultado de la diferencia es lo

que se denomina Ozono Troposférico Residual (TOR) y corresponde a la cantidad

de ozono perteneciente a las capas bajas de la atmósfera.

En la Figura 2.8 se muestra la media de Ozono Troposférico Residual obtenido

mediante esta técnica durante las cuatro estaciones del año medido en unidades

Dobson (1 DU= 2.69x1016 molec/cm2). De esta figura se pueden extraer tres

conclusiones importantes.

La primera es que se observan mayores concentraciones de ozono troposférico en

el hemisferio Norte. Esto es lógico si tenemos en cuenta que la mayoría de las

emisiones industriales ocurren en el hemisferio Norte a latitudes medias.

La segunda es que el Ozono Troposférico Residual en los trópicos es alrededor de

dos veces menor que los valores alcanzados en latitudes medias del hemisferio

Norte y alrededor de 1,4 veces menor que los valores alcanzados en latitudes

medias del hemisferio sur.

La tercera hace referencia a la variación estacional del Ozono Troposférico. A

latitudes medias en ambos hemisferios hay un claro aumento del ozono en las

respectivas primaveras. En el hemisferio Norte hay un incremento adicional en

verano. Este aumento estival es debido a la producción de ozono a partir de

precursores de origen antropogénico. El aumento primaveral de ozono troposférico

que se ha observado en muchas estaciones de medida rurales se ha atribuido

tradicionalmente a inyección de ozono desde la estratosfera. Sin embargo,

recientemente se ha lanzado la hipótesis que se ha debido a la acumulación de

precursores durante el invierno unido a un aumento de la vida media del ozono

durante el invierno lo que provoca este máximo de ozono troposférico en el en el

hemisferio Norte (Penkett and Brice, 1986; Liu et al, 1987). Esta hipótesis parece

que contradice la existencia del máximo de ozono en la primavera austral, puesto

que en esas latitudes las emisiones industriales son pequeñas. No obstante,

Fishman et al (1992) propusieron una evidencia a favor del origen antropogénico

del máximo de ozono en la primavera austral en latitudes medias del hemisferio

Sur. La fuente antropogénica de precursores correspondería a la difusión de los



contaminantes emitidos durante la quema de biomasa en Africa y Sur América en

el invierno austral que es la estación seca.

Figura 2.8 Distribución de ozono troposférico medida con el TOMS. (TRACE)

Hay una concentración natural de ozono presente en la troposfera como resultado

de intrusiones de la estratosfera y de reacciones fotoquímicas a partir de

precursores naturales. Estos niveles de fondo son muy bajos con respecto a áreas

fuertemente afectadas por contaminantes. En la época pre-industrial, los niveles

de fondo se estimaban en 10 a 15 ppb, mientras que ahora, los niveles de fondo

se estiman en un rango que va desde los 20 a 40 ppb (39 - 78 g/m3).

Por el contrario, los niveles alcanzados en el aire de Los Ángeles han llegado a

ser de 680 ppb, aunque ahora los máximos han disminuido hasta valores de 300

ppb. Es el mismo caso que en Ciudad de México, donde los niveles de ozono

troposférico ascendieron hasta 400 ppb en 1992.



Muchas grandes ciudades de Norte América, Europa y Japón, exceden los niveles

de ozono de 120 ppb, los cuales son típicos durante 5 a 10 días cada verano

(Baird, 2001. Citado en Delgado, 2004).

2.3.9.2 Escala Nacional

La temporada de quemas en Centroamérica normalmente se extiende desde

marzo hasta junio de cada año. En abril del 2009, hubo múltiples quemas en toda

la Península de Yucatán, El Salvador y Honduras, y el humo de las quemas afectó

la calidad del aire y la visibilidad en Honduras. La Figura 1 mosaico 2.1 muestra

una imagen a color natural del instrumento MODIS del satélite Terra de la NASA,

tomada el 1ro de mayo a las 10:30 hora local.

Una imagen a color natural se parece a una fotografía, pero es un compuesto de

las bandas visibles de color rojo, verde y azul captadas por el MODIS. Plumas

gruesas de humo gris son visibles sobre gran parte de Honduras y El Salvador,

entremezcladas con nubes de color blanco brillante. La Figura 2 muestra la

profundidad óptica de aerosoles (AOD) sobre el Yucatán, El Salvador, Honduras y

Nicaragua el 1ro de mayo.

Esta medición fue tomada por el MODIS al mismo tiempo que la imagen de la

Figura 1 del mosaico 2.1. La AOD es proporcional a la concentración de partículas

en la atmósfera, de manera que las lecturas AOD altas corresponden a

concentraciones altas de partículas. Las áreas rojas, anaranjadas y amarillas en la

Figura 2 del mosaico 2.1 indican lecturas AOD altas que corresponden a las

plumas de humo visibles en la Figura 1 del mosaico 2.1. La imagen MODIS a color

natural y las lecturas AOD en las Figuras 1 y 2 proporcionan información

complementaria que, en su conjunto, señalan la ubicación del humo sobre la

región el día 1ro de mayo.



La Figura 3 del mosaico 2.1 muestra una fotografía del centro de Tegucigalpa el

día 14 de mayo donde se aprecia la visibilidad limitada debido al humo producido

por las quemas. La baja visibilidad es un problema para los pilotos porque ellos

necesitan distinguir características terrestres (en especial las pistas de aterrizaje)

para poder volar con seguridad. La baja visibilidad también puede afectar al sector

turístico. Los turistas que visitan parques nacionales o lugares históricos sólo para

ver los panoramas obstruidos por humo o bruma se van rápidamente y

probablemente no volverán a esos lugares, disminuyendo así los ingresos de las

regiones que dependen del turismo.

La Figura 4 del mosaico 2.1 representa un pronóstico de concentraciones

superficiales de partículas producto del humo en Centroamérica, generado por el

Modelo Global Pronosticador del Sistema de la Marina para Analizar y Pronosticar

Aerosoles (NAAPS). El pronóstico es para el 2 de mayo a las 06:00 hora local. La

Figura 4 del mosaico 2.1 indica que se esperaba que el humo de los incendios

activos del 1ro de mayo siguiera presente el día siguiente. Los pronósticos del

Modelo NAAPS se pueden utilizar para pronosticar las concentraciones probables

de partículas al nivel terrestre con hasta cinco días de anticipación, por lo que

resultan muy útiles para estimar el impacto del humo sobre los habitantes de las

regiones afectadas por incendios.

Las imágenes y herramientas satelitales utilizadas aquí son de libre acceso en

Internet. En su conjunto se pueden utilizar para ayudar a proteger la salud pública

mediante el monitoreo de la ubicación, transporte y concentraciones futuras del

humo generado por las quemas agrícolas en América Central durante la estación

seca.



Imagen MODIS a color natural del humo de quemas agrícolas que afectaban a Honduras el 1ro Mayo 2008. Los puntos rojos son "puntos ardientes" identificados por satélite que señalan probables incendios activos. El humo de las quemas redujo la visibilidad a < 3 km y ocasionó el cierre del Aeropuerto Internacional Tocotín en Tegucigalpa desde el 28 de abril hasta el 1ro de mayo. Imagen cortesía del Sistema MODIS de Respuesta Rápida de la NASA (htto://raoidfíre. so. qsfc.asa.gov/subsets/).

Lecturas MODIS de la profundidad óptica de aerosoles (AOD) en el humo producido por quemas agrícolas en Honduras el lio Mayo 2008. Las áreas rojas, anaranjadas y amarillasen la Figura 2 indican concentraciones altas de partículas en el humo. Imagen cortesía de NASA Giovanni

Fotografía del centro de Tegucigalpa tomada el día 14 de mayo del 2008. Se nota la visibilidad reducida producto del humo de las quemas agrícolas que ocurrieron durante casi todo el mes de mayo. Imagen cortesía del Centro de Estudios y Control de Contaminantes (CESCCO SERNA), Honduras.



Pronóstico generado por el Modelo NAAPS indicando concentraciones de partículas

(en g/m3) a nivel terrestre producto del humo en Centroamérica y Sudamérica para las 06:00 hora local del 2 Mayo 2008. El pronóstico NAAPS sugiere que el humo de los incendios activos del 1ro de mayo estaña presente el dia siguiente. Imagen cortesía de la Página de Aerosoles NRL/Monterey (htto;//www, nrimry, navv, mil/aerQSQl/)-

Mosaico 2.1 Análisis de calidad de aire usando satélites (SERVIR)

En nuestro país no se cuenta con inventario de lecturas de ozono a nivel nacional

pero en Tegucigalpa se cuenta con una base de datos generada de sensores

pasivos, estos sensores fueron colocados con la intención de medir las emisiones

vehiculares y su afectación en las personas que transitan en ellas.

Para realizar las lecturas de ozono se implementó un tiempo de muestreo de 7

días la concentración mensual de O3 se calculó como media aritmética de las

concentraciones promedio semanales de O3 para cada sitio, de manera que se

obtiene un promedio representativo del 50% de los datos, ya que se monitorea

durante dos semanas al mes, siendo el 100% los 30 días del mes. Con el

promedio de las concentraciones mensuales se obtuvo la concentración media

anual.



En los años 1998 y 2000 se presentaron los promedios de concentración anual de

ozono más altos en todos los sitios considerados, en el 2000 se sobrepasó el valor

de referencia en tres sitios (60g/m3).

CRITERIOS DE CALIDAD DE AIRE DE LA ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD (OMS) Y DE LA AGENCIA AMBIENTAL DE LOS ESTADOS UNIDOS (EPA)

Parámetro Período

Promedio para 24 horas Promedio Anual

N02 No aplica 40 g/m3 (OMS)

03 No aplica 60 g/m3 (OMS)

Pb No aplica 0.5 g/m3 (OMS)

TPS 260g/m3 (EPA) 75 g/m3 (EPA)

PM10 150 g/m3(EPA) 50 g/m3 (EPA)

Tabla 2.8 Criterios de calidad de aire de la Organización Mundial de la Salud (OMS) y de

la Agencia Ambiental de los Estados Unidos (EPA)

Puede observarse en el grafico 2.3 que en el sitio RF (Colonia Florencia) de bajo

flujo vehicular, los promedios son más elevados que en los sitios de flujo vehicular

alto, lo anterior probablemente se deba a que este sitio se encuentra ubicado

cerca de un área verde.

Según estudios realizados en otros países, algunos árboles pueden emitir

precursores de ozono (es decir, sustancias cuya reacción química puede formar

ozono), como ser compuestos orgánicos volátiles tales como el limoneno y el alfa-

pineno que le dan el olor característico a las plantas, en estas experiencias se han

determinado mayores concentraciones de O3 en zonas verdes que en zonas

urbanas.

En la Florencia se sobrepasó el valor de referencia en los años 1996, 1998 y 2000,

el año 2002 fue el que presentó los promedios más altos de todos los sitios

considerados.

Puede observarse que los promedios anuales de concentración de O3, van de

mayor a menor de la siguiente forma: sitios cercanos a áreas verdes, sitios con

flujo vehicular alto y sitios de flujo vehicular medio (CESCCO 2003).



Grafico 2.3 Concentraciones promedio anuales de ozono (O3) en Tegucigalpa y

Comayagüela (CESCCO 2003)

2.3.10 Efectos del Ozono en la Salud

El ozono es un irritante respiratorio. La influencia sobre la salud del ozono como

contaminante se basa en su toxicidad. Debido a su pequeña capacidad de

disolución, el ozono penetra en las vías respiratorias e irrita las mucosas y los

tejidos pulmonares.

Altas concentraciones de ozono, largas exposiciones temporales y exhaustivos

grados de actividad física durante la exposición causan graves efectos en la salud:

disminución de la función pulmonar, agravamientos asmáticos, falta de aliento,

dolor de pecho en respiraciones profundas, respiración silbante y tos.

La exposición a concentraciones elevadas de ozono es responsable de un

aumento en la mortalidad, admisiones hospitalarias y visitas a Emergencias

debido a problemas respiratorios. La exposición repetida a ozono puede hacer que

la gente sea más susceptible a infecciones respiratorias, inflamaciones

pulmonares y puede agravar enfermedades respiratorias pre-existentes como

asma, bronquitis y fibrosis pulmonar (Fenger et al., 1999 citado en Delgado, 2004).

La concentración de ozono a partir de la cual comienza a observarse una

incidencia adversa sobre la salud variará con la duración y el volumen de aire que

se inhale durante la exposición. Así, se ha observado:

0.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

70.0

80.0

1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

Co

nce

ntr

acio

nes

en

g/

m3

Años

BCEE

Diapa

BCA

BC

BG

BM

RF



Se produce una disminución de un 5% de la función pulmonar en individuos

jóvenes sanos cuando han estado expuestos a concentraciones de ozono

controladas de 250 g/m3 y 120 g/m3 durante promedios de 1 y 8 horas

respectivamente; pudiéndose alcanzar disfunciones pulmonares de un 20%

cuando durante con estos mismos promedios horarios se ha expuesto a

concentraciones de 500 g/m3 y 240 g/m3 respectivamente (WHO, 1995;

WHO, 2000b. Delgado, 2004).

Se produce un incremento de las admisiones hospitalarias debidas a

trastornos respiratorios de hasta un 5% cuando ha acontecido un aumento

de concentración de ozono de 30 g/m3 y de 25 g/m3 durante promedios

de 1 y 8 horas respectivamente.

Este incremento de admisiones puede llegar hasta un 20% cuando ese

aumento de los niveles de ozono es de 120 g/m3 y 100, g/m3 durante

promedios de 1 y 8 horas respectivamente (WHO; 1995: WHO; 2000b.

Delgado 2004)

Se incrementa un 25% los síntomas de exacerbaciones entre adultos y/o

asmáticos realizando actividad normal con concentraciones de ozono

promedio de 200 g/m3 promedio horario y 100 g/m3 promedio ocho

horas. Este incremento llega al 100% con concentraciones de 800 g/m3

promedio horarias y 300 g/m3 promedio ocho horas (WHO, 1995; WHO,

2000b. Delgado 2004).

Entre los efectos sobre la salud humana antes mencionados se puede destacar

los siguientes:

Irritación de los ojos y vías respiratorias provocando tos, irritación en la

garganta y/o una sensación incómoda en el pecho (causados por

elementos que acompañan al ozono), dolor de cabeza y respiración

dificultosa se observan en concentraciones superiores a los 200 g/m3.

Irritación del tejido pulmonar interno desde las 160 g/m3 después de 6

horas de exposición. Inflama y daña las células que conforman la capa

interna de los pulmones. Al cabo de unos pocos días, las células dañadas

son reemplazadas y las células viejas se desprenden.



Cambios transitorios en las funciones pulmonares en exposiciones entre las

160 a 300 g/m3. La población más sensible muestra una reducción

promedio en la función pulmonar del 10% a 200 g/m3 y una reducción del

30% a 300 g/m3. Resulta más difícil la respiración profunda y vigorosa

normal. Cuando esto sucede, la respiración comienza a sentirse incómoda.

Reducción de la capacidad física (incremento de la fatiga), desde 240 a 400

g/m3 en el 15-30% de las personas examinadas. Cuando se realizan

ejercicios o se trabaja al aire libre, la respiración es más rápida y superficial

de lo normal

Empeora el asma. Cuando los niveles de ozono son altos, aumenta el

número de personas con asma que sufren ataques y requieren atención

médica o el uso adicional de medicamentos. Esto sucede porque el ozono

hace que las personas sean más susceptibles a los alérgenos, los agentes

que provocan los ataques de asma. Otros efectos severos para los

asmáticos son función pulmonar reducida y la irritación provocada al

sistema respiratorio.

Empeora las enfermedades pulmonares crónicas tales como el enfisema y

la bronquitis y reduce la capacidad del sistema inmunológico para defender

al sistema respiratorio de las infecciones bacterianas.

Causa daño permanente al pulmón. El daño repetido a corto plazo en los

pulmones en desarrollo de los niños puede resultar en una función

pulmonar reducida en edad adulta.

En los adultos, la exposición al ozono puede acelerar la disminución natural

de la función pulmonar que ocurre como parte del proceso normal de

envejecimiento (WHO, 1995. Delgado, 2004).

2.3.10.1 Estudios Clínicos

Se ha demostrado un perjuicio significativo de la función pulmonar, generalmente

acompañado de síntomas respiratorios en un gran número de estudio controlados

realizados con personas. Los resultados ofrecidos por estos estudios se resumen

a continuación:

1. Exposición a ozono de 1-3 horas en sujetos normales realizando ejercicio

de moderado a fuerte (ventilación > 45 litros/minutos) en los que se produce



cambios en la función pulmonar en los siguientes ensayos. Entre paréntesis

aparece en LOAEL (lowest-observed-adverse-effect level) menor nivel en el

que se producen efectos observables en condiciones de ejercicio enérgico:

Volumen forzado de expiración en 1 segundo (FEV1) (240 g/m3)

Resistencia de las vías respiratorias (360 g/m3)

Capacidad vital forzada (FVC) (240 g/m3)

Incremento de la frecuencia respiratoria (400 g/m3)

2. Exposición a ozono de 4-8 horas en sujetos normales realizando ejercicio

moderado en los se produce cambios en la función pulmonar en los

siguientes ensayos. Entre paréntesis aparece en LOAEL:

Volumen forzado de expiración en 1 segundo (FEV1)(160 g/m3)

Resistencia de las vías respiratorias (160 g/m3)

Capacidad vital forzada (FVC) (200 g/m3)

Incremento de la sensibilidad de las vías respiratorias (160 g/m3)

Por otro lado, cabe destacar que la población sometida a exposiciones en el

ambiente realizando ejercicio durante una hora o superior no abarca más del 2-3%

de la población general.

La severidad de los síntomas respiratorios es paralela al perjuicio de la función

pulmonar tanto en magnitud como en ocurrencia en el tiempo. Los efectos agudos

de exposiciones cortas son síntomas respiratorios, cambios en la función

pulmonar, incremento de la sensibilidad de las vías respiratorias e inflamación de

las mismas, irritación de garganta, daño en respiración profunda, presión en el

pecho y algunas veces dolor de cabeza y nauseas. El ozono también causa

inflamaciones ligeramente agudas en los pulmones. La respuesta inflamatoria se

desarrolla en una hora tras la exposición y persiste como mínimo unas 20 horas.

La recuperación de la inflamación no es linealmente dependiente con el tiempo.

Inicialmente se mejora la función pulmonar y los síntomas muy rápidamente. El

50% de la mejoría se produce en 1-3 horas tras la exposición, pero la

recuperación total se produce entre 24-48 horas tras el cese de la exposición.



Estudios con pacientes con enfermedades crónicas obstructivas pulmonares y con

asma tienen respuestas similares a los sujetos sanos en su respuesta

espirométrica ante el ozono, pero tienen una mayor repuesta bronco-constrictiva.

La respuesta de pacientes con enfermedades crónicas obstructivas de las vías

respiratorias no se conoce con exactitud, pero parece apuntar que los pacientes

adultos son menos sensibles que los pacientes jóvenes y que los pacientes

fumadores son menos sensibles que los no-fumadores, aunque esta sensibilidad

puede incrementarse tras el abandono del hábito de fumar (WHO, 2000b.

Delgado, 2004).

2.3.10.2 Hospitalizaciones

En este caso, es más fuerte la evidencia de la relación existente entre

hospitalizaciones por problemas respiratorios y la exposición a ozono.

Schwartz realizó un análisis con datos del US Medicare entre los años 1986-1989

para estudiar la relación existente entre concentración de ozono y

hospitalizaciones entre la Tercera edad.

En dicho estudio se encontró una relación significativa entre valores promedio

diario (24-h) de 100 g/m3 y admisiones hospitalarias por neumonía (Schwartz,

1994). Exposiciones prolongadas de 8 horas a concentraciones de ozono de 160

g/m3 provocan admisiones hospitalarias por asma (Cody et al., 1992; White et al,

1994).

Los promedios ponderados del riesgo de hospitalización por enfermedades

respiratorias por incrementos de 20 g/m3 de ozono (máximo horario) varían,

según diferentes localidades y enfermedades, entre 1.8% (95%, 1.0-2.6%) para

admisiones por causas respiratorias en todas las edades en estudio

Canada/Nueva York, 1,8% (0,7-3,0%) para admisiones por asma en todas las

edades en estudio Canada/Nueva York, 1,9% (1,2-2,6%) para admisiones de

neumonía, tos ferina y todas las enfermedades respiratorias en tercera edad

extraído de estudios del US Medicare, hasta un 1,14% (0,43 - 1,84%) en el estudio

APHEA en ciudades europeas. Estos datos se refieren a modelos considerando

únicamente el ozono como variable.



En el caso de los resultados ponderados de modelos multicontaminante, el

promedio de hospitalizaciones por causas respiratorias con incrementos de 20

g/m3 (máximo horario) es de 1,12% (0,73-1,51%). Dicho valor está en el mismo

intervalo que los resultados ofrecidos en modelos unívariantes.

El análisis por regresión muestra que el riesgo de hospitalización por

enfermedades respiratorias es de 1,04% por cada incremento de 20 g/m3 en el

máximo horario de ozono (0.78-1,30%). El LOAEL (lowest-observed-adverse-

effect-level) derivado de este análisis es 50 g/m3 (p≤0,01) (Health-Canada and

Environment- Canada, 1999. Delgado, 2004).

En nuestro país (Honduras) son muy frecuentes las Infecciones Respiratorias

Agudas (IRA) durante el periodo comprendido entre Mayo y Agosto del año 2000

se ingresaron al Servicio de Emergencia de Tegucigalpa 253 pacientes con

diagnóstico de infección respiratoria aguda baja, de los cuales sólo 94 niños

cumplían con los criterios de inclusión, esto representa un 36% de la población

atendida. La mayoría de los niños eran menores de un año (70%) concentrándose

el 47.9% en menores de seis meses de edad; el resto corresponde a edades entre

12-60 meses con 30 casos (32.3%). El 48.94% fueron mujeres y 51% fueron

varones. 52 (55%) pacientes tenían alguna forma de desnutrición al ingreso,

siendo severa en el 22.3% de los casos.

El 77.6% de los pacientes provenían del departamento de Francisco Morazán,

correspondiéndole al área urbano marginal el 75.4%. El 22.4% restante procedían

de los departamentos aledaños al Distrito Central (61.7%) pacientes tuvieron

evaluación previa al ingreso en los siguientes establecimientos:

CESAMO (30.8%), hospital (14.9%) y clínica privada (12.8%). Recibiendo

tratamiento con antimicrobianos el 17%. (Rev Med Post UNAH Vol 5 No 2 Mayo-

Agosto, 2000)



2.3.11 Efectos en la Vegetación

Desde mediados del siglo XX se han estudiado los efectos que provoca la

contaminación del aire sobre los cultivos, los árboles y otro tipo de vegetación,

revelando que el ozono es tóxico para las plantas y para diversos cultivos

comerciales.

Se ha demostrado, además, que las especies vegetales y los cultivos son más

sensibles al ozono que los humanos puesto que concentraciones de ozono

relativamente bajas tienen efectos perniciosos sobre algunas especies sensibles

de árboles (pino, haya, etc.) y sobre un número importante de cultivos agrícolas.

Las pérdidas económicas atribuidas a este efecto adverso del ozono superficial

sobre la agricultura, han sido estimadas en más de 109 dólares por año, sólo en

Estados Unidos.

2.3.11.1 Daños en la Vegetación Producidos por el Ozono

Los daños producidos por el ozono en la vegetación fueron observados en el

campo y documentados por vez primera en el área de Los Ángeles por (Middleton

et al., 1950). Estos síntomas eran muy similares a los efectos causados por el

peroxiacetilnitrato (PAN) o por mezclas de PAN, aldehidos y otros compuestos

químicos oxidantes. Más tarde, (Richards et al 1958) describieron motas en la uva

cerca de San Bernardino (California) debidas al ozono atmosférico (Richards et al.,

1958). En 1952 se observó puntos en el Tabaco en Beltsville (Maryland) y en el

sur de Ontario en 1959 (MacDowall et al., 1963). En Canadá se realizó un estudio

etíológico en 1959 (Linzon, 1966) y en Estados Unidos en 1961 (Berry and

Ripperton, 1963) para determinar la relación existente entre el ozono troposférico y

unos daños observados en los pinos blancos de la zona Este del país.

La mayoría de las investigaciones que se realizaron entonces, entre los años 1950

y 1970, se realizaron en invernaderos y bajo condiciones ambientales controladas

con plantas cultivadas en macetas. No fue hasta la década de los ochenta cuando

las investigaciones trataron de imitar las condiciones reales del campo mediante

cámaras descubiertas y con sistemas de fumigación.



Los síntomas agudos se relacionan con concentraciones de ozono muy elevadas

durante cortos espacios de tiempo. Dichos síntomas observados en plantas con

amplio follaje consisten en clorosis, motas, puntos y necrosis en una cara o en las

dos caras.

Figura 2.9 Efecto del ozono en las hojas (http://www.sagan-gea.org/hojared/Hoja7.htm)

En coníferas, la respuesta aguda observada son motas o manchas, franjas o tiras

y clorosis. En el caso de los efectos agudos, las plantas pueden compensar el

estrés durante épocas de bajos niveles de ozono; por lo tanto, la frecuencia de los

episodios de ozono y el tiempo ocurrido entre dichos episodios será crítico para

evaluar y modelar la respuesta de las plantas.

Los síntomas crónicos se relacionan con concentraciones de ozono relativamente

bajas y frecuentes que sufren picos horarios elevados de forma periódica e

intermitente. Dichos síntomas provocan cambios en el crecimiento de la planta,

productividad y calidad sin necesidad de que aparezcan síntomas visibles. Cuando

estos síntomas aparecen, observamos clorosis, retraso en la época de

crecimiento, senescencia prematura y rotura de las hojas (Health-Canada and

Environment-Canada, 1999. Citado en Delgado, 2004).



2.3.12 El Ozono Troposférico y el Efecto Invernadero

La Tierra absorbe radiación solar (radiación de onda corta), principalmente en la

superficie, y la redistribuye por circulaciones atmosféricas y oceánicas para

intentar compensar los contrastes térmicos, principalmente del ecuador a los

polos. La energía recibida es re-emitida al espacio (radiación de onda larga) para

mantener en el largo plazo, un balance entre energía recibida y re-emitida.

Cualquier proceso que altere tal balance, ya sea por cambios en la radiación

recibida o re-emitida, o en su distribución en la Tierra, se reflejará como cambios

en el clima. Uno de estos cambios es el llamado efecto invernadero, este nombre

proviene de su similitud con las instalaciones construidas para cultivar plantas en

un ambiente más cálido que el exterior; dado que el techo de un invernadero tiene

la misma propiedad de dejar entrar la radiación solar y bloquear la terrestre

generada en su interior. (Garduño 1998 e IPCC 2001)

Estos rayos de radiación solar al llegar a la Tierra atraviesan la atmósfera, que es

sustancialmente transparente a ellos e interaccionan con la materia. Parte de esa

radiación, del orden de un 30%, se devuelve al espacio, es decir, se refleja. El

70% restante, después de numerosas interacciones, calienta la materia a

temperaturas muy inferiores a las del Sol, típicamente 300K. La materia emite a su

vez energía, pero siempre a longitudes de onda superiores, en la franja del visible

e infrarrojo.

En las capas bajas de la atmósfera existen gases que absorben la radiación

infrarroja convirtiéndola en calor, por lo que ésta no se emite fuera de la Tierra. Así

se forma una capa protectora del calor que origina temperaturas templadas en la

superficie terrestre, al impedir su enfriamiento. Este efecto se denomina efecto

invernadero (Esteve Cano, 1999).

El calentamiento medio supuestamente debido a este fenómeno es de unos 33K,

por lo que la temperatura media en la superficie de la Tierra sea 15°C en lugar de -

18°C.

Entre los constituyentes de la atmósfera que absorben la radiación infrarroja

podemos destacar el vapor de agua (H2O), el dióxido de carbono (CO2), el metano

(CH4), los humos negros (C), el óxido nitroso (N2O), el ozono (O3) y los CFC's.



La eficacia de cada uno de estos gases en el efecto invernadero es distinto, así el

metano es 60 veces más absorbente que el dióxido de carbono y los CFC's son

del orden de miles de veces más absorbentes que el dióxido de carbono. Sin

embargo la concentración de ellos en la atmósfera no es igual para todos, el

dióxido de carbono es el componente mayoritario (Jacobson, 2002). En la Tabla

2.9 se muestra la contribución relativa de cada uno de ellos, determinada en 1990,

a excepción del agua.

CONTRIBUCIÓN RELATIVA DE LOS GASES DE EFECTO INVERNADERO

GAS FORMULA PORCENTAJE DE EFECTO INVERNADERO NATURAL PRODUCIDO POR CAMBIOS EN

LA TEMPERATURA

PORCENTAJE DE CALENTAMIENTO

GLOBAL PRODUCIDO POR CAMBIOS EN LA TEMPERATURA

Agua H2O (g) 88.9 0.0

Dióxido de carbono C02(g) 7.5 46,6

Humos Negros C(s) 0.2 16.4

Metano CH4 (g) 0.5 14,0

Oxido Nitroso N2O (g) 1.5 4.2

CFC's CFCl3 y CF2CI2 fg) 0 6.0

Ozono troposférico 03(g) 1.1 11.9

Otros Otros 0.3 0.9

Tabla 2.9 Contribución relativa de los gases de efecto invernadero (Jacobson, 2002.

Delgado, 2004)

Vemos que al igual que el metano y el óxido nitroso, el ozono troposférico es un

gas de efecto invernadero natural. Sin embargo tiene un tiempo de residencia

troposférico corto.

La aportación del ozono troposférico al efecto invernadero se debe a la vibración

antisimétrica de tensión de las moléculas de ozono ocurre entre 9 y 10 m, es

decir, en la ventana del espectro de emisión de IR de la Tierra. De hecho, el

mordisco cerca de 9 m fuera de la distribución IR (infrarroja) térmica saliente que

puede observarse en la Figura 2.10 es debido a la absorción por esta vibración de

las moléculas de ozono. La vibración de flexión del ozono, ocurre a 14,2 m, cerca

de la correspondiente al CO2, por lo que a diferencia de la vibración antisimétrica,



ésta no contribuye mucho a la intensificación del efecto invernadero, ya que el

dióxido de carbono atmosférico ya elimina gran parte de la luz saliente a esta

longitud de onda (Vanloon and Duffy, 2000. Citado en Delgado, 2004)

Figura 2.10 Intensidad medida experimentalmente de luz infrarroja térmica que se escapa de la superficie terrestre frente a

la intensidad teórica sin la absorción de los gases invernadero (Nesbit, E.S., 1991. Delgado, 2004)

Lo más probable es que aproximadamente el 10% del aumento del potencial de

calentamiento global de la atmósfera sea consecuencia de los aumentos de ozono

troposférico, aunque este valor es muy incierto. La cantidad de IR térmico

(radiación infrarroja emitida por la Tierra) absorbido por el ozono estratosférico ha

disminuido algo, probablemente, gracias a la reciente disminución del gas en esta

zona (Baird, 2001).

Duplicando la concentración de ozono troposférico la temperatura podría

incrementar alrededor de 1°C. Este efecto radiante depende de la masa total de

ozono en toda la troposfera.



En la siguiente Figura 2.11 se muestra la fuerza radiativa resultante de algunos

gases de efecto invernadero y de aerosoles según estima el Intergovernmental

Panel on Climate Change (IPCC, 2001).

Figura 2.11 Fuerza radiactiva resultante de los cambios acontecidos desde la

época preindustrial. (IPCC, 2001)



2.4 Descripción del Área de Estudio

Esta investigación pretende elaborar un mapa de distribución de los niveles de

ozono troposférico en la zona geográfica del Distrito Central que comprende a

Tegucigalpa y a Comayagüela en Honduras, dicha área se encuentra en la zona

central del país en el Departamento de Francisco Morazán.

La Municipalidad del Distrito Central comprende las ciudades de Tegucigalpa y

Comayagüela, que hasta 1938 tenían organización administrativa independiente

como municipios. En el Decreto 2, promulgado por el Honorable Congreso

Nacional el 9 de diciembre de 1937, se ratifica el Decreto 53 del 30 de enero de

1937, el cual declara en el Artículo 1. Reformar el Artículo 179 de la Constitución

Política de 1936, en el que se dice que los actuales Municipios de Tegucigalpa y

de Comayagüela, formarán un Distrito central, cuya creación, organización y

funcionamiento será objeto de una ley especial (Decreto 2, 1937).

En la actualidad, el Distrito Central ocupa un área de 1 396.5 km2, divididos en un

sector urbano (127.35 km2) y el resto en un sector rural (44 aldeas y 294 caseríos)

(INE 2001). La denominación municipal no corresponde a lo urbano, por el

contrario, los municipios incluyen mayoritariamente áreas rurales y un número de

poblados que se clasifican en escala desde aldeas y caseríos hasta áreas

metropolitanas.

El área de estudio limita con los siguientes municipios:

Norte: Cedro y Talanga.

Sur: Maraita, Santa Ana, San buenaventura y Ojojona.

Este: Santa Lucia, San Antonio de Oriente, Valle de Ángeles y San Juan de

Flores

Oeste: Lepaterique y Villa de San Antonio.



Figura 2.12 Delimitación del área de estudio



2.4.1 Descripción Biogeográfica

La ciudad de Tegucigalpa y sus municipios vecinos se encuentra ubicada en la

Cuenca Alta del Río Choluteca, que vierte hacia el océano pacifico y que en su

totalidad abarca unos 6510 km2. En la actualidad esta cuenca como sus

principales subcuencas (Guacerique, Rio Grande, Sabacuante, Tatumbla y Río del

Hombre) se encuentran en un fuerte proceso de degradación (SECPLAN, 1989;

SERNA; 1997; Angel y cois., 2004; SERNA,citado en Padilla 2004).

La topografía del territorio tiene un rango de pendiente entre el 16 y el 30%, con

características geomorfológicas de bajo a alto riesgo, suelos poco profundos, que

sumados a las fallas geológicas existentes da lugar a terrenos inestables

((ROCHE, 2004; EXPERCO, 2004; Harp y cois, 2002b citado en Padilla 2004).

Tiene un clima tropical lluvioso en las partes bajas, y templado húmedo en las

partes altas. Por ubicarse en un altiplano situado a una altura entre los 900 y 1050

metros sobre el nivel del mar (msnm), en el arranque de una cadena montañosa

(ver figura 2.13) de la que forman parte los cerros El Berrinche, El Picacho y el

Pedregal, presenta un clima templado con temperaturas promedio mensuales que

varían desde los 19.4 grados centígrados en diciembre hasta los 23.5 grados en

Mayo (OCEANO. 2001; SERNA. 2005).

Figura 2.13 Cadena montañosa formando la cuenca atmosférica



Esta cadena montañosa forma una cuenca atmosférica (color azul en fig. 2.13) y

juega un papel importante en la dispersión de contaminantes ya que como se

observa en la figura 2.13 la mancha urbana se ubica dentro de un sector de baja

pendiente dentro de la cuenca con elevaciones crecientes hasta los 2000 msnm

aproximadamente, lo cual limita el transporte de las partículas suspendidas

evitando que tengan un flujo mayor hacia el sur que es la zona de escape de aire.

Este relieve es el rasgo más relevante en la meteorología del área de estudio,

lastimosamente Tegucigalpa no cuenta con un sistema amplio de estaciones

climáticas para establecer el estudio sobre inversiones térmicas lo cual es bien

probable que estén sucediendo.

Con lo que respecta a áreas protegidas y parques nacionales el Distrito Central

cuenta con el Parque Nacional La Tigra, que fue el primer parque nacional en

Honduras declarado por el Decreto N º 976-80, cuyo objetivo principal es "la

conservación, preservación ecológica y el potencial hidrologico de esta reserva"

fue creado el 1 de enero de 1980 y abarca una superficie de 238.21 kilómetros

cuadrados. Tiene una altitud de entre 1.800 y 2.185 metros, queda localizada al

norte de Tegucigalpa (ver figura 2.14)



Figura 2.14 Ubicación de las Áreas Protegidas cercanas

Además de su exuberante belleza natural y con un pasado histórico seductor, la

Montaña La Tigra, con su inmensa vegetación del bosque tropical nuboso también

proporciona más del 30% de las necesidades de agua de la ciudad capital,

Tegucigalpa, El régimen anual de lluvias anual en Tegucigalpa, en promedio es



entre 1000 y 1600 milímetros, las cuales en su mayoría se presentan entre los

meses de mayo y octubre, provocando inundaciones en un 30 % en la zona

urbana de la ciudad (SERNA, 2005).

Su bosque es de coníferas combinado con cierto bosque latifoliado. Un recurso

fuertemente presionado en la actualidad, por el aprovechamiento forestal, el

consumo de leña, y los incendios forestales que se suscitan durante la época

seca.

2.4.2 Clima

El clima del área de estudio es

básicamente templado, con verano

fresco largo, sub-húmedo, isotermal,

marcha de la temperatura tipo Ganges,

es decir, el mes más caliente es antes

del Solsticio de Verano y se considera

Intertropical con canícula.

La dirección predominante de los

vientos es de Norte a Sur con una

media de 9.3km/hrs. Pero varían un

poco hacia el Noreste en los meses de

Mayo a Noviembre.

Presenta (para localidades a 1000

metros de elevación) un clima:

Semicálido, sub-húmedo de menor

humedad, isotermal, marcha de

temperatura tipo Ganges, con

canícula.

En los valles a 500 metros de elevación se observa un clima: Cálido, sub-húmedo

de menor humedad, isotermal, marcha de la temperatura tipo Ganges, con

canícula.

Figura 2.15 Dirección y trayectoria de los vientos en

el 15 Diciembre 2004

(http://www.arl.noaa.gov/ready/)



Esta zona con un promedio anual de precipitación de 1038.6 mm, se caracteriza

por presentar una estación ‘seca’ que ocurre entre enero y abril con febrero como

el más seco (promedio de 8.0 mm). La temporada lluviosa comienza a mediados

de mayo y finaliza en octubre, se caracteriza por ser bimodal, con un máximo

absoluto en septiembre (promedio de 211.0 mm) y uno secundario en junio

(180.0mm), y por presentar la ‘canícula’ (período en que se incrementa la

frecuencia de lapsos secos con un incremento notable de la temperatura) entre

julio y agosto.

La temperatura media anual es de 20.0; 21.5; 24.9 grados Celsius para sitios a

1500, 1000 y 500 metros de elevación, respectivamente. Enero registra las

temperaturas más bajas (18.6; 19.5; 22. 6 grados Celsius) y mayo (21.0; 23.5;

26.9 grados Celsius) las más altas. (Salgado, 2008)

2.4.3 Descripción de las Principales Fuentes de Contaminación

2.4.3.1 Núcleos Urbanos

En el caso del Distrito Central, su población ha tenido una elevada tasa de

crecimiento en los últimos años.

De 1974 al 2001 la población casi se triplicó, pasando de 302 483 habitantes hasta

llegar a 850 227 habitantes, véase Tabla 2.10. Un crecimiento generado por

múltiples procesos de tipo económico, social, cultural y político, principalmente por

la migración del campo a la ciudad, por la pérdida de espacio y vitalidad de la

subsistencia rural. El Distrito Central, y últimamente el Valle de Sula por la

industria maquilera aparecen en este panorama como una "tabla de salvación"

para los pobres del área rural. (SECPLAN, 1999; UNEP. 2003 citado en Padilla

2003).

La emigración aumentó por la promulgación de la Ley para la Modernización y

Desarrollo del Sector Agrícola (LMDSA) de 1992, que favoreció la liberación del

mercado de las tierras, lo mismo que por la aplicación de técnicas modernas de

agricultura, a fin de competir en los mercados internacionales, redujeron la mano

de obra tradicional, la cual disminuyó de 43% a 34% (Angel y cois., 2003 citado en

Padilla 2003).



POBLACIÓN TOTAL DE HONDURAS Y SUS PRINCIPALES CIUDADES, 1961-2001

Abril

1961

Marzo

1974

Mayo

1988

Marzo

2001

Honduras 1107859 2563857 4248561 6535344

Distrito Central 164941*

302483 595931 850227

San Pedro Sula 95464 161700 319740 515458

*(Solo Tegucigalpa)

Tabla 2.10 Población total de Honduras y sus principales ciudades, 1961-2001(INE,

M.Martin, 2008)

En los últimos 25 años el área urbana de Tegucigalpa triplicó su tamaño. La mayor

parte de la expansión ocurrió desde mediados de 1970 y finales de 1980.

Impulsada por el rápido crecimiento de la población, el área urbana aumentó de

2360 hectáreas en 1975 a 6020 hectáreas en 1987 y 8360 hectáreas en 2000. En

términos porcentuales, ese cambio representó un aumento de 155% y 39%, previo

a 1987 y 2000, respectivamente. Por su parte; el cambio porcentual de la

población para ese mismo período fue de 83% y 42%. La densidad de población

disminuyó de 134 a 99 hectáreas por persona (véase tabla 2.11) (Angel y cois.,

2004).La ciudad de Tegucigalpa, concentra aproximandamente el 17% de la

población urbana del país (INE, 2008).

POBLACIÓN Y CRECIMIENTO URBANO DEL DISTRITO CENTRAL

Año 1975 1987 2000

Población 317225 581919 828702

Cambio porcentual del período previo _ 63% 42%

Área Urbana (hectáreas (ha)) 2360 6020 8360

Cambio porcentual del período previo _ 155% 39%

Densidad poblacional (personas por hectárea) 134 97 99

Cambio porcentual del periodo previo _ -28% 3%

Consumo de suelo (ha por persona) 0.0074 0.0103 0.0101

Cambio porcentual del período previo _ 39% -2%

Tabla 2.11 Poblacion y crecimiento urbano del Distrito Central



2.4.3.2 Zonas Industriales

La ciudad no posee una actividad industrial significativa desde el punto de vista de

contaminación del aire. No obstante, un estudio realizado por CESCCO en 2003,

en el sector del Valle de Amarateca, indicó que de un total de 48 establecimientos

evaluados, el 48% constituyen fuentes industriales y un 31% fuentes agrícolas que

emiten contaminantes al aire. Hay que señalar que las actividades industriales en

el sector han aumentado notoriamente durante la última década, generando a su

vez emisiones contaminantes al aire. Entre las principales actividades

contaminantes están la quema de residuos al aire libre, las actividades

agropecuarias, la transformación de la madera, la industria química

(transformación del plástico, resina, plomo) y la torrefacción del café (Padilla,

2003).

Debido a la pobre industrialización de Tegucigalpa y Comayagüela, este elemento

de contaminación no se tomó en cuenta en el modelo de identificación de sitios de

monitoreo.

2.4.3.3 Transporte Urbano

Según datos de la Dirección Ejecutiva de Ingresos (DEI), en 2001 había 486,464

vehículos en el país, de los cuales el 43% (206871) se concentraba en el Distrito

Central. En 2005, el parque automotriz nacional sumó 611,583 unidades. Esto

representó en un período de 5 años un incremento del 23% en el número de

vehículos. Es decir, cada año se agregan, aproximadamente, unos 34 mil

vehículos a los ya existentes, como se observa en el grafico 2.4. Es importante

indicar que el 40% del parque vehicular se localiza en el Distrito Central (SERNA,

2000d; DEI, 200, citado en SERNA 2005).



Grafico 2.4 Comportamiento del Parque Vehicular, Honduras (1995, 2000, 2005 y 2008) Fuente: Dirección Ejecutiva de Ingresos (DEI)(CESCCO)

En la ciudad de Tegucigalpa, un alto porcentaje de la población depende del

transporte público para movilizarse, esto explica porque esta urbe concentra el

40% de los autobuses y el 39.4% de los taxis del país, bastante lejos del 7.3% y

7.9%, respectivamente, de la ciudad de la Ceiba y del resto de las ciudades

medianas del país (véase tabla 2.12) (SOPTRAVI, 2004 citado en Padilla 2008).

TIPOS Y CANTIDADES DE UNIDADES DE TRANSPORTE

Ciudades Tipo de Transporte urbano

Autobuses % Taxis %

Tegucigalpa 7240 40 6076 39.4

San Pedro Sula 4450 24.6 3603 23.3

La Ceiba 1325 7.3 1213 7.9

Total 18 ciudades 16802 93 14309 92.7

Total Nacional 18066 100 15439 100

Tabla 2.12 Tipos y cantidades de unidades de transporte

Según un informe publicado por el Banco Mundial, sobre la situación del

transporte público en la ciudad de Tegucigalpa, reveló que más del 80% de los

pobladores dependen de este tipo de transporte para llevar a cabo sus actividades

diarias. Los servicios son prestados en su totalidad por el sector privado, mientras

262,603 314,537

611,583

830,211

0

100,000

200,000

300,000

400,000

500,000

600,000

700,000

800,000

900,000

1995 2000 2005 2008

Nu

me

ro d

e A

uto

s

Años



que el gobierno central es el ente regulador y ofrece subsidios importantes. A

pesar de estos últimos, la calidad del servicio de buses es deficiente, la cobertura

limitada, las tasas de accidentalidad muy altas y la congestión excesiva,

especialmente en el centro de la ciudad.

La municipalidad de Tegucigalpa no tiene control directo sobre el transporte

público pero influye en la calidad de los servicios. El municipio es responsable del

mantenimiento, la operación y la construcción de vías, así como de los semáforos

y de la señalización.

Por su parte, el sector privado opera entre 40 y 65 "empresas" de transporte

público subsidiado con una flota estimada de 800 a 1015 buses regulares. La flota

es vieja y obsoleta - únicamente 1% de los buses tiene menos de cinco años, 67%

doce años y 32% más de 20. Muchos de ellos son buses de segunda importados

de los Estado Unidos. Los funcionarios del gobierno calculan que cerca del 85%

de la flota se encuentra en malas condiciones debido a la antigüedad y la falta de

mantenimiento. Los buses regulares operan en 80-100 rutas que pueden dividirse

en cuatro zonas principales: sur (101 buses), suroriente (145 buses), oriente (232

buses) y nororiente (172 buses) (Banco Mundial, 2002b. citado en Padilla, 2007).

Además de la flota de buses regulares subsidiados, hay entre 500 y 600

microbuses, entre 1250 y 2000 taxis colectivos y 4500 taxis regulares. Los

microbuses, cuya flota ha crecido notablemente, conectan los suburbios entre si y

prestan cada vez mayor servicio hacia el centro de la ciudad (Banco Mundial,

2002b. Padilla, 2007).

2.5 Métodos de Captación

Para que los gases contaminantes presentes en el ambiente sean sometidos a

controles por legislaciones deben de ser captados y cuantificados para poder

establecer normas que regulen tales emisiones.

2.5.1 Captadores Automáticos o Continuos

En los últimos 15 años se ha producido un notable desarrollo de los sensores

electroópticos y su aplicación a la medida de estos y otros gases, utilizando sus

propiedades de absorción y emisión de luz. El aire muestreado entra en una

cámara de reacción donde, ya sea por una propiedad óptica del gas que pueda



medirse directamente o por una reacción química que produzca

quimioluminiscencia o luz fluorescente, se mide esta luz por medio de un detector

que produce una señal eléctrica proporcional a la concentración del contaminante

muestreado.

El desarrollo paralelo de la electrónica en el procesado de las señales eléctricas

generadas en estos sensores y de la automatización de procesos, han permitido la

aparición de analizadores automáticos para la medida en continuo de la

concentración de aire de los principales gases contaminantes inorgánicos,

desplazando a los métodos tradicionales químicos de concentración de muestra y

análisis posterior en laboratorio. Algunas de estas técnicas electro-ópticas ya han

sido adoptadas como métodos de referencia para la medida de gases en aire

ambiente, como es el caso de la quimioluminiscencia para óxidos de nitrógeno

(NOX) y la fotometría-UV para ozono.

Conceptualmente, la medida en continuo de gases contaminantes implica tres

etapas: el muestreo, la técnica de medida implementada en el analizador y la

recogida de la señal. La más importante es la etapa de medida, aunque las otras

dos, si no se toman algunas precauciones, pueden ser importantes fuentes de

error. El mantenimiento y la calibración periódica del analizador son también

operaciones básicas para asegurar la calidad analítica de las medidas de

concentración realizada (Delgado, 2004)

2.5.1.1 Método Automático (continuo) de Quimioluminiscencia en Fase Gas

La quimioluminiscencia es una de las técnicas que existen para la medida

continua de ozono en aire ambiente, y se basa en la detección de fotones

producidos en la reacción exotérmica entre etileno y ozono:

La intensidad de la emisión de luz quimio luminiscente (350-550nm) es

proporcional a la concentración de ozono de la muestra en aire siempre que el

etileno esté en exceso. Otras olefinas alifáticas dan también quimioluminiscencia

con ozono, a bajas presiones. La ventaja del sistema etileno-ozono es que a

presiones cercanas a la atmosférica la emisión quimio luminiscente que se



produce es fácilmente detectable, lo que permite simplificar el sistema de

captación de muestra.

Los flujos regulados de aire de muestra y etileno se mezclan en la cámara de

reacción donde los fotones producidos son detectados por un tubo

fotomultiplicador, cuya fotocorriente de salida es posteriormente amplificada y

procesada electrónicamente.

El método es adecuado para la medida de concentraciones de ozono en el rango

de 0,001 a 100 ppm y la respuesta es lineal en este rango siempre que los flujos

de muestra y de etileno se mantengan constantes. No existen interferencias

conocidas, el tiempo de respuesta es del orden de 1 segundo y puede alcanzarse

una precisión del 2% a 50 ppb de ozono (CIEMAT, 2002. Citado en Delgado,

2004).

2.5.1.2 Método Automático (continuo) de Fotometría Ultravioleta

Este método utiliza para la medida continua de ozono la intensa banda de

absorción que presenta este gas en la región ultravioleta del espectro cuyo

máximo se sitúa muy cerca de la línea de emisión del mercurio en 254 nm.

Los analizadores automáticos actuales basados en esta técnica determinan la

concentración de ozono en aire a partir de la relación entre las intensidades de luz

transmitidas secuencialmente en la línea del espectro de 253,7 nm, por una

muestra de aire ambiental filtrada de ozono (ciclo de referencia) y una muestra de

aire ambiente (ciclo de medida), que llenan una cámara de absorción con una

longitud de paso óptico entre 70 y 100 cm.

El conjunto lámpara UV-foto detector asegura la mono cromaticidad del sistema.

El filtro químico selectivo de ozono es un elemento crítico en estos analizadores,

debido al carácter secuencial de la medida. La concentración de ozono se

determina usando la ley de absorción de Lambert-Beer mediante un

microprocesador incorporado.

Esta técnica presenta dos ventajas fundamentales con respecto a la

quimioluminiscencia con etileno, como son una mayor estabilidad de las señales

de cero y de gas y el no requerir reactivos químicos. No obstante, el método



cuenta con algunas desventajas, por ejemplo mayor tiempo de respuesta (en torno

a 30 segundos) y la posible interferencia de compuestos carbonílicos o aromáticos

que absorben en la misma región del UV y que pueden quedar retenidos al filtrar

el ozono en el ciclo de referencia, aunque normalmente las concentraciones de

estos compuestos en aire son mucho menores que la del ozono. Es necesario

efectuar una corrección por temperatura y presión del aire de muestra distinta a

las de referencia (0°C y 1 atm). El límite de detección de esta técnica es de 1 ppb

(CIEMAT, 2002. citado en Delgado, 2004).

2.5.2 Captadores Pasivos

Una técnica alternativa al uso de medidores en continuo, son los captadores o

permeadores pasivos, que se han empleado para medir contaminantes como el

SO2 y el NO2 (Krochmal and Kalina, citado en Delgado 1997).

Estos dispositivos de toma de muestra, generalmente con forma de tubo o disco,

recogen un contaminante específico por medio de su adsorción y/o absorción en

un sustrato químico seleccionado. Después de su exposición durante un

apropiado periodo de muestreo, que varía desde un par de horas hasta un mes, la

muestra regresa al laboratorio, donde se realiza la desorción del contaminante y

después se analiza cuantitativamente.

Los resúmenes del "First International Symposium on Diffusive Sampling" que tuvo

lugar en Luxemburgo en el año 1986 definían a los captadores pasivos como:

"Un difusor pasivo es un dispositivo capaz de captar muestras de contaminantes

de gas o de vapor de la atmósfera, con una velocidad controlada por un proceso

físico como la difusión a través de una capa de aire estático, o de permeación a

través de una membrana, sin la intervención de un movimiento activo de aire a

través del captador".

Dicha definición implica la diferenciación de los denominados "denuders" en los

cuales se combina el muestreo mediante bombeo con el muestreo pasivo.

Además también denota la imposibilidad de utilizar estos captadores pasivos para

medida de partículas. Finalmente el hecho de que sean gobernados por un

proceso físico de difusión, se traduce en que las dimensiones físicas del captador



son el principal factor que gobierna la velocidad de muestreo (Brown 2002. citado

en Delgado, 2004).

2.5.2.1 Elementos Ambientales en la Captación Pasiva

Los factores ambientales pueden afectar a los captadores pasivos, entre ellos

podemos destacar la velocidad del aire, variaciones bruscas de la concentración

de contaminantes y la temperatura. Los más importantes de todos ellos es la

temperatura y la presión, las cuales afectan directamente el coeficiente de difusión

D y pueden afectar también la capacidad de absorción del absorbente. Por otro

lado, la humedad también influye afectando la capacidad del absorbente (Brown

2002. citado en Delgado, 2004).

2.5.2.1.1 Temperatura y Presión

En el caso de difusores pasivos ideales, la dependencia del flujo de contaminante

muestreado con respecto a la temperatura y la presión está marcada por el

coeficiente de difusión del analito. La dependencia del coeficiente de difusión, y

por lo tanto del flujo de difusión se muestra en la siguiente expresión:

0,5 < n < 1

La dependencia del Flujo de contaminante con la temperatura es del orden de

0.2-0.4 % K1. En el caso de un captador no ideal, la dependencia con la

temperatura del flujo de contaminante será compensada con la dependencia del

coeficiente de absorción del analito con la temperatura.

En cualquier caso, es necesario conocer la media de temperaturas y presiones a

lo largo del periodo de muestreo.



2.5.2.1.2 Humedad

La humedad puede afectar a la capacidad de absorción de absorbentes

hidrofílicos, tal como el carbón vegetal. La humedad normalmente reduce el

tiempo de exposición a una concentración determinada previo a la saturación del

absorbente, puesto que aparece una concentración de analito en la superficie

absorbente por presión de vapor que hace que el muestreo pase a ser no lineal.

La condensación en las paredes internas expuestas en los captadores tipo tubos o

en las rejillas de corriente producidas por elevadas humedades puede alterar el

comportamiento de absorción. Algunos absorbentes sólo son efectivos en

condiciones húmedas, por lo que una sequedad excesiva puede llegar a paralizar

el proceso de absorción.

2.5.2.1.3 Velocidad del Viento

El movimiento del viento y la orientación de la muestra pueden afectar al

funcionamiento de los captadores pasivos debido a su influencia sobre la longitud

de paso difusiva La masa captada por difusión es función de la longitud, I, y de la

sección transversal A, de la zona de difusión en el captador. La longitud de paso

difusiva nominal viene definida por la geometría del captador y es la distancia

entre la superficie del absorbente y la cara externa del captador.

En Europa el promedio de la velocidad del viento está en el rango de 1-10 m/s,

pero puede descender a niveles de 0,5 m/s temporalmente en el caso de

condiciones meteorológicas estables (situaciones de inversión) y/o en valles o

zonas montañosas. Más aún, para el caso de fuentes de emisión local, la

concentración de contaminantes es inversamente proporcional a la velocidad del

viento, por lo que cualquier error de muestreo a bajas velocidades será ampliado

en el promedio temporal de la medida obtenida.

Bajo condiciones de calma, vientos de baja velocidad, no hay suficiente

movimiento de aire para rellenar las moléculas de gas cercanas al captador que

han sido eliminadas por difusión. En tales condiciones, la longitud de difusión

efectiva será mucho mayor que la nominal. Esto es debido a que existe una capa

límite entre el aire estancado cerca del captador y el aire ambiente exterior.



Bajo condiciones de vientos fuertes, la longitud de difusión efectiva se reduce.

Esto es debido a que el viento afecta la capa de aire estático del captador

reduciendo la longitud efectiva de difusión y alterando la ecuación de difusión.

El problema de la variación de la longitud de paso efectiva puede ser minimizado

incorporando una carcasa protectora del viento.

Los captadores tipo tubo normalmente no se ven afectados por las bajas

velocidades del aire, exceptuando aquellos aquellos que no tengan una carcasa

protectora que si pueden verse afectados.

Los captadores tipo disco generalmente tienen una gran superficie transversal y

una pequeña longitud de paso, por lo que presentan estos pueden verse más

afectados por las velocidades del viento que los diseños tipo tubo y típicamente

necesitan unas velocidades del viento mínimas de 0.5 a 0.2 m/s. Algunos

captadores tipo disco que no tengan una carcasa protectora adecuada pueden

verse afectados por altas velocidades del viento.

Los captadores tipo radial necesitan una velocidad del viento mínima de 0,25 m/s

(Brown. 2000; Ferm. 2002; Hafkenschieid, 2002, citado en Delagdo 2004)

2.5.3 Comparación de los Métodos Automáticos (continuos) Contra los

Pasivos

Los procesos de medida en los analizadores automáticos son llevados a cabo por

el propio analizador, sin intervención del operario, ni transporte de muestras de la

zona de muestreo al laboratorio de análisis, evitando así la manipulación.

Funcionan en continuo, dando perfiles del contaminante en cortos intervalos de

tiempo, generando datos en tiempo real, lo que permite realizar medidas en

intervalos horarios o de fracciones de tiempo menores, y descubrir máximos,

mínimos, episodios, o posibles ciclos diarios, y proporcionando una idea inmediata

de lo que está ocurriendo en la atmósfera en ese instante.

La gran capacidad de estos captadores automáticos se obtiene a expensas de los

altos costes que implica su inversión inicial y su operación. Estos instrumentos

tienden a ser más susceptibles a problemas técnicos en comparación con los



captadores pasivos, cuando no se cuenta con los programas de mantenimiento

adecuados y con personal técnico capacitado, ya que requieren de técnicos

especializados para la operación rutinaria de los equipos y de métodos más

sofisticados de aseguramiento y control de calidad. Estos captadores automáticos

producen gran cantidad de datos que usualmente necesitan de sistemas

telemétricos para su recopilación y computadoras para su posterior procesamiento

y análisis.

Existen redes de vigilancia de la contaminación que necesitan de la rápida

respuesta, en horas o menos, que proporciona un analizador automático, por

ejemplo cuando se pretenden detectar valores máximos de concentraciones de

contaminantes y situaciones de alerta para implementar medidas de contingencia.

Pero su uso no siempre es imprescindible, ya que presentan una serie de

inconvenientes: el precio de adquisición es elevado; son pesados y presentan

dificultad en el transporte; manifestando además una dificultad intrínseca funcional

de emplazarlos en algunos puntos de muestreo debido a su dependencia de una

fuente generadora de corriente alterna así como de un personal especializado en

su manejo.

Todo ello unido a que cuando se quiere estudiar efectos a largo plazo no se

requiere datos de menor frecuencia a la diaria, hace necesario el desarrollo de

otras técnicas complementarias a ésta, que puedan solventar los inconvenientes

que presentan los analizadores en continuo, además puedan servir como

indicativos de los niveles de concentración de contaminantes que se dan en un

área determinada (Hangartner, 1996 citado en Delgado 2004).

Las ventajas del método de sistemas pasivos se basan en el hecho de solventar

las dificultades esenciales que manifiestan los instrumentos automáticos en

continuo (Koutrakis, P. 1993 citado en Delgado 2004). Algunas de sus

características más notables como son el bajo coste de adquisición y analítico, la

sencillez en su manipulación, y la facilidad de transporte, así como la versatilidad

de ubicación en el momento de localizarlos en los muestreos, hacen de los

sistemas pasivos la herramienta idónea para la ejecución de estudios de base de

detección de ozono troposférico que abarquen grandes áreas espaciales a nivel

de departamento o región; (Liu et al.. 1995 citado en Delgado 2004).



El uso de esta tecnología de captadores pasivos nos proporciona un medio para

obtener información fiable y de fácil mantenimiento. Puesto que son más baratos

que los captadores en continuo, se pueden utilizar en mayor cantidad, por lo que

ofrecen la posibilidad de llevar a cabo campañas a gran escala cubriendo grandes

áreas de muestreo, estudios de base, observación de tendencias e ingreso de

información sobre las modalidades de contaminación del aire. Los aparatos de

muestreo pasivo no son costosos y ya que todos los análisis se pueden realizar de

manera centralizada, no se requiere de personal técnico en la localización donde

por lo general se encuentra buen recurso de laboratorio (Hangartner, 1996)

La técnica de los captadores pasivos está muy indicada para hacer estudios de

base o discriminatorios para la evaluación de la distribución espacial de los

contaminantes y son muy utilizados para identificar zonas calientes donde existen

elevadas concentraciones de dichos contaminantes (Hangarter, 1996.)

COMPARACIÓN DE MÉTODOS

MÉTODO VENTAJAS DESVENTAJAS Costo Aproximado

en $ Norteamericanos

PASIVO

2-4 por muestra

Bajo costo de adquisición No son útiles para algunos contaminantes

Sencillos de manipular Medidas semanales, quincenales o mensuales

Útiles para estudios de base Transporte de muestras y análisis en el laboratorio

Estudios de efecto a largo plazo Determinan promedio del tiempo de muestreo

Estudios de amplias zonas de muestreo

Datos con incertidumbre

Versatilidad del emplazamiento

Realización de estudios base

AUTOMÁTICO

10,000 - 20,000 por monitor

Comprobados científicamente Complejos técnicamente

Datos horarios Costoso en inversión y mantenimiento

Datos fiables Requieren personal técnico capacitado

Información en tiempo real Son equipos pesados

Determina máximos, mínimos y ciclos diarios y situaciones de alerta

Requieren electricidad

No hay transporte de muestras Poco versátiles en el emplazamiento

Altas prestaciones

Tabla 2.13 Comparación de métodos



2.6 Red de Monitoreo

Se conoce como red de monitoreo al conjunto de estaciones de muestreo,

generalmente fijas y continuas, que se establecen para medir los parámetros

ambientales necesarios para cumplir con los objetivos fijados y que cubren toda la

extensión de un área determinada. Compara regularmente, concentraciones

locales de parámetros ambientales con estándares de calidad del aire y las redes

establecidas para vigilancia de alertas ambientales permiten implementar acciones

en situaciones de emergencia.

Debido a que las decisiones que se tienen que tomar para el diseño de una red de

monitoreo dependen fundamentalmente de los objetivos de monitoreo, no existen

reglas fijas y fáciles a este respecto. Sin embargo, en la práctica el número y

distribución de las estaciones de monitoreo de calidad de aire requeridas en

cualquier red, dependen del área a cubrir, de la variabilidad espacial de los

contaminantes que van a ser medidos y del requerimiento de datos que se

necesitará utilizar. Si el factor importante es la identificación o cuantificación de los

daños en la salud asociados con los contaminantes atmosféricos, el diseño de la

red deberá enfocarse a este objetivo y considerar la necesidad y el uso de

estudios epidemiológicos. Por lo que se requerirán, según sea el objetivo,

enfoques específicos en cuanto a los sitios de muestreo y a los contaminantes que

se van a muestrear.

Las redes nacionales sirven para una variedad de funciones y son frecuentemente

el caso de programas de mediciones de múltiples contaminantes. Por otro lado,

también se pueden optimar las redes usándolas para estudios específicos, como

la estimación de la exposición del ecosistema o la determinación de congruencia

con los requerimientos legales para contaminantes individuales. En general estas

mediciones ofrecen ventajas financieras y logísticas, pero no todas las funciones

de las redes, ni todas las redes se pueden optimar. Actualmente existen dos

enfoques en el diseño de redes, que se usan desde ciudades hasta escalas a nivel

nacional. El primer enfoque utiliza un patrón de localización basado en una

cuadrícula espacial en donde se muestra información detallada en cuanto a la

variabilidad espacial y patrones resultado de la exposición de contaminantes.

Mientras que el segundo, involucra la ubicación de estaciones de monitoreo o

sitios de muestreo en lugares representativos, seleccionados cuidadosamente,



con base en requerimientos de uso de los datos y patrones conocidos de emisión

y dispersión de los contaminantes en estudio. Este último enfoque requiere de un

número menor de sitios de monitoreo, por lo que es más barato de aplicar. De

cualquier manera, los sitios deberán ser seleccionados con base en datos

confiables o estudios piloto previos para asegurar que los datos medidos sean

significativos.

El diseño de una red de monitoreo está directamente relacionado con la

determinación del número y distribución de los sitios de monitoreo y de su

frecuencia de muestreo, en caso de no usar monitores continuos. Como ya se

indicó, depende fundamentalmente de sus objetivos de monitoreo y de la

variabilidad de los contaminantes. Por lo cual, para distribuir y ubicar estos sitios,

se necesitarán contemplar los mismos criterios generales que hemos venido

exponiendo en este capítulo en donde se recomienda tomar en cuenta los

siguientes factores:

Población afectada

Medio ambiente afectado

Escala geográfica del problema a considerar

Fuentes y emisiones del área delimitada

Meteorología / Topografía de esa área

Todo ello con la finalidad de que se determine el número de sitios apropiados para

cubrir los requerimientos de datos necesarios y que cada sitio reporte los datos

representativos de la calidad de aire de la zona que le corresponde. En el

supuesto caso del establecimiento de una red con monitores automáticos, si los

criterios de diseño indican un número específico de estaciones y este número es

incosteable, se puede reducir el número de estaciones utilizando el criterio de sitio

“inteligente”, utilizar métodos alternativos de muestreo o realizar muestreos

orientados a objetivos específicos. Es importante mencionar que al evaluar la

inversión que se requerirá para establecer una red de monitoreo atmosférico, se

tendrán que contemplar además de los costos de inversión, los costos de

operación en los que se deben incluir requerimientos de laboratorio, personal

especializado, transporte, costos de mantenimiento y costos de reposición de

equipo.



Para asegurar el éxito de cualquier programa de monitoreo atmosférico, es

importante también la adopción de una administración y sistema organizacional

apropiados. Generalmente, las redes se pueden organizar en un sistema

centralizado, en el cual todos sus sistemas de operación, mantenimiento, manejo

de datos y controles se operan por medio de una sola organización, o en forma

descentralizada, donde algunas o todas las responsabilidades se delegan a

diferentes organismos. Los dos métodos tienen sus ventajas y desventajas, pero

las redes demasiado descentralizadas, corren el riesgo de duplicar esfuerzos,

presentar incrementos en la logística y dificultades en la línea de mandos e

inconsistencias en el aseguramiento y control de calidad o en la implementación

de tecnologías.

2.6.1 Monitoreo Espacial

Los monitoreo relacionados con un área o región, son aquellos que se enfocan

principalmente a establecer el nivel de contaminación de una o varias localidades

o de una región determinada, lo cual nos permite conocer la exposición de la

población, vegetación, materiales y propiedades da la misma. Es decir, sirven para

dar información de la calidad del aire de la región determinada y así poder evaluar

sus tendencias o para correlacionar estos datos con otros estudios.

La escala espacial (ver tabla 2.14), se refiere a la dimensión física del área que va

a ser estudiada, la temporal a la duración del programa de monitoreo, el tamaño a

la dimensión de la red de monitoreo de acuerdo a su número de estaciones y las

técnicas/equipo al tipo de instrumentos que se recomiendan en función de la

escala. La EPA ha definido las siguientes escalas espaciales para diferentes

objetivos de monitoreo:



ESCALA ESPACIAL (EPA)

Micro escala: Define las concentraciones en volúmenes de aire asociados con dimensiones de área de algunos metros hasta 100 metros.

Escala Media: Define concentraciones típicas de áreas que pueden comprender dimensiones desde 100 metros, hasta 0.5 km.

Escala Local: Define concentraciones en un área con uso de suelo relativamente uniforme, cuyas dimensiones abarcan de 0.5 a 4 km.

Escala Urbana: Define todas las condiciones de una ciudad con dimensiones en un rango de 4 a 50 km.

Escala Regional: Define generalmente un área rural de geografía razonablemente homogénea y se extiende desde decenas hasta cientos de kilómetros.

Escala Nacional y Global: Las mediciones que corresponden a esta escala representan concentraciones características de la nación y del mundo como un todo.

Tabla 2.14 Escala espacial (EPA)

2.6.2 Localización de Sitios de Monitoreo

Existen diferentes procedimientos de selección de los lugares en donde se deben

de instalar los sitios de muestreo, que van desde la elaboración de una cuadrícula

del área a monitorear, colocando los sitios de monitoreo en las aristas de la

cuadrícula, hasta el uso de complejos modelos estadísticos que nos proporcionan

el número y distribución óptima de las estaciones, pero que dependen

estrechamente de la muestra o sea de la cantidad de mediciones que se llevaron a

cabo para establecer el modelo. En ocasiones los resultados de ubicación

obtenidos por medio de estos modelos, muchas veces tienen que cambiarse de

ubicación debido a la falta de infraestructura (disponibilidad de agua, energía

eléctrica, etc.), inseguridad o difícil acceso del sitio seleccionado.

Actualmente el monitoreo en las ciudades se lleva a cabo en sitios seleccionados

con base en la experiencia y en la información con que se cuenta para el estudio,

más que en puntos de una cuadrícula, siendo estos sitios representativos del área

que se pretende monitorear, es decir instalando estaciones que cubran zonas del

centro de las ciudades, de los sectores industriales, comerciales, zonas de gran

densidad de tráfico y zonas residenciales.

Para elegir estas localizaciones se deberán de tomar en cuenta una variedad de

consideraciones como tipo de emisiones, fuentes de emisión, los factores

topográficos y meteorológicos, información de la calidad del aire, ( en caso de que

exista), modelos de simulación y otros factores como uso de suelo, demografía,

salud pública, etc.



Se pretende ubicar los sitios de muestreo en lugares donde existan exposiciones

peligrosas o lugares de concentraciones máximas que alcancen y excedan los

límites permisibles. O bien, en lugares donde se combinan alta densidad de

población con pobre calidad de aire, o en zonas críticas siendo estas últimas

aquellas zonas en las que por sus condiciones topográficas y meteorológicas se

dificulte la dispersión y se registren en ellas altas concentraciones de

contaminantes o zonas con alta concentración de fuentes de emisión. Todos en

función de los objetivos determinados, es decir, si el estudio está enfocado a un

área e intenta dar información de la calidad del aire de la misma a la población, se

localizarán las estaciones de monitoreo en sitios que representen la calidad del

aire de las zonas que conformen esa área tomando en cuenta los puntos críticos

que existan en ella y su influencia.

Por otro lado, si se requiere hacer un estudio de la influencia de las emisiones de

una determinada fuente fija en la calidad del aire, se localizarán sitios de muestreo

previos alrededor de la misma. Generalmente se colocan algunos sitios de

muestreo viento arriba de la fuente de emisión, para que sirvan como referencia

de la calidad del aire de la zona. Los demás se localizan en la dirección

predominante del viento a partir de la fuente, para que de ellos se elijan los que se

califiquen como críticos, o como los más representativos para el estudio.

Si se tratase de fuentes móviles, los sitios de muestreo se localizarían a lo largo

de la trayectoria de la misma, considerándosele como lineal, y en sus zonas

aledañas, considerándosele de área. Para estudios relacionados con la injerencia

de las concentraciones máximas de contaminantes urbanos en la salud pública se

deberán tomar muestreos en zonas críticas a una altura de 1.5 a 3 metros sobre el

nivel del piso pues es en esta zona, donde se encuentra la población que transita

o trabaja y que está más expuesta a la contaminación urbana. (Henyk

Weitzenfeld.1990)

2.6.3 Cantidad de Sitios de Monitoreo

La densidad de los puntos de muestreo indica el número de sitios de muestreo por

zona dentro de una misma área. En el caso de que se establezcan varios sitios de

muestreo o de monitoreo, su número se incrementará en las zonas en las que se

alcancen o excedan los valores permisibles, a mayores valores y variaciones de



calidad de aire dentro de la misma zona, más sitios de muestreo se requerirán.

Por ejemplo, en una parcela de aire de una zona de muestreo, se localizará una

sola estación siempre y cuando esa parcela sea uniforme en cuanto a

concentraciones de contaminantes, de no ser así, es decir si estas

concentraciones sufrieran variaciones dentro de la misma parcela, se requerirían

dos o más estaciones por lo que se dividiría esta parcela, de manera que cada

estación cubra una parcela con características homogéneas. También se

requerirán más número de puntos de muestreo cuando se tengan tiempos de

muestreo cortos y cuando las mediciones sean menos frecuentes, esto es a menor

frecuencia mayor número de sitios de muestreo.

Existen diferentes criterios para determinar el número de estaciones o puntos de

muestreo, que se aplican dependiendo de la información con que se cuenta

cuando se va a implementar un estudio de monitoreo. En general el número final

de estaciones seleccionado se elige en función de:

La población que habita en el área que se pretende vigilar.

Los recursos económicos, humanos y tecnológicos disponibles.

Sin embargo, antes de definir el número y la localización de los sitios de muestreo,

incurriendo en realizar instalaciones costosas y difíciles de reubicar, sobre todo

cuando se pretende instalar una red permanente de monitoreo de calidad de aire,

se recomienda utilizar estaciones temporales o unidades móviles para llevar a

cabo un sondeo de cuáles son las condiciones del lugar a muestrear

principalmente cuando la información con la que se cuenta no es confiable. Esto

se puede lograr con una campaña piloto de monitoreo atmosférico por lo menos

un año antes de definir la ubicación final de las estaciones. También es importante

mencionar la necesidad de contar con estaciones libres de influencias urbanas,

que se consideren “limpias” o de fondo.

En función de la densidad de población la OMS recomienda un criterio para

establecer un número promedio de estaciones de muestreo de calidad del aire que

dependen del parámetro que se pretende medir resumiéndose este criterio en la

tabla 2.15



PROMEDIO DE ESTACIONES POR CONTAMINANTE

PROMEDIO DE ESTACIONES POR CONTAMINANTE

Población urbana

(millones)

Parámetros de Monitoreo

Partículas Bióxido

de Azufre Óxidos de Nitrógeno

Oxidantes Monóxido de

Carbono

Meteorológicos (velocidad y dirección del viento y gradientes

térmicos)

menos de 1 2 2 1 1 1 1

1-4 5 5 2 2 2 2

4-8 8 8 4 3 4 2

más de 8 10 10 5 4 5 3

Tabla 2.15 Promedio de estaciones por contaminante (OMS)

Modificando a su vez, estos valores, con los siguientes criterios:

En ciudades con alta densidad industrial deben de instalarse más

estaciones para medir partículas y bióxido de azufre.

En zonas en donde se utilicen combustibles pesados se deben incrementar

las estaciones de bióxido de azufre.

En zonas con tráfico intenso se duplican las estaciones de monóxido de

carbono, óxidos de nitrógeno y oxidantes.

En ciudades con población mayor a 4 millones de habitantes, con tráfico

ligero, se pueden reducir las estaciones de monóxido de carbono, óxidos de

nitrógeno y oxidantes.

En regiones con terreno accidentado, puede ser necesario incrementar el

número de estaciones.

También existen criterios que recomiendan un número de estaciones basándose

no sólo en la densidad de población de una zona, sino en la concentración del

contaminante que se va a medir, recomendando un mayor número de estaciones

en aquellas zonas que presentan mayor densidad de población con altas

concentraciones de contaminantes, que excedan los valores límite.



En función de la problemática existente en el área hay otros criterios para

seleccionar el número de estaciones de muestreo como es el caso de los criterios

estadísticos. Sin embargo, hay que hacer hincapié en que todas estas técnicas

estadísticas requieren de un conocimiento de la meteorología, las emisiones,

datos previos sobre calidad del aire de la zona y otros. Es decir, para diseñar un

modelo estadístico representativo se requiere de un conocimiento profundo del

área en estudio, por lo que si no se cuenta con este conocimiento se recomienda

basarse en criterios como el de densidad de población y estadísticas de

actividades económicas, para el inicio del estudio e ir corrigiendo el número de

sitios, con base en la experiencia y los datos obtenidos (Henyk Weitzenfeld. 1990).

2.6.4 Necesidades del Sitio de Monitoreo

Se deberá tomar en cuenta, al seleccionar la ubicación de los sitios de muestreo y

principalmente cuando se pretendan instalar muestreadores activos o automáticos,

algunas consideraciones prácticas que necesitan tener estos sitios, como son las

siguientes:

Fácil acceso

Seguridad contra vandalismo

Infraestructura

Libre de obstáculos.

Se requiere que el sitio tenga fácil acceso debido a que se tendrán que realizar

visitas regulares al mismo para recolectar muestras, inspeccionarlo, calibrarlo o

para su mantenimiento. Pero a su vez deberá estar protegido de posibles actos de

vandalismo u otros que alteren la toma de muestras. Se recomienda que el sitio

cuente con la infraestructura necesaria como electricidad y líneas de teléfono para

poder operar cualquier tipo de equipo de muestreo en el sitio. En caso de contar

con muestreadores automáticos el uso de líneas telefónicas es indispensable para

el envío de datos.

Como las mediciones se llevarán a cabo en sitios donde la calidad del aire es

representativa de la zona que está sujeta a investigación, no podrán haber

obstáculos que afecten el movimiento del aire en el sitio, ni fuentes de emisión que



puedan invalidar las muestras por el arrastre a la toma del muestreador de las

emisiones de alguna fuente. Es decir, el movimiento del aire alrededor de la

entrada de la toma de muestra deberá estar libre de restricciones que afecten el

flujo del aire en las cercanías del muestreador, por lo que se recomienda ubicarlo

algunos metros alejado de edificios, balcones, árboles, etc. Se mencionan a

continuación algunas recomendaciones:

Para asegurar un flujo lo más libre posible, se deben evitar árboles y

edificios en un área de 10 m. alrededor del sitio de muestreo y no tomar

muestras en las superficies laterales de los edificios.

En lo posible, deben rechazarse las interferencias en las estaciones de

muestreo, por la circulación local que depende de factores topográficos

Para minimizar los efectos de las fuentes locales, se recomienda instalar la

estación de monitoreo a una distancia de por lo menos 20 metros de

cualquier fuente industrial, doméstica o de carreteras con alto tráfico

vehicular.

La entrada al muestreador debe estar entre 1.5 y 4m. sobre el nivel del

piso. Una altura de 1.5 m. se utiliza para estimar exposiciones potenciales

del ser humano a situaciones de gran carga de tráfico vehicular. Sin

embargo, para evitar el vandalismo en algunos sitios de monitoreo, se

prefiere instalar la toma de muestra a una altura de 2.5 m. Existen algunas

circunstancias, para los estudios de los antecedentes de contaminación en

ciudades, en donde no es posible cumplir con el requisito de una altura de

4m., por lo cual se han realizado instalaciones de toma de muestra hasta 8

m de altura.

La entrada al muestreador no debe localizarse cerca de fuentes de

contaminación, para evitar arrastres de plumas de chimeneas domésticas o

industriales.

Para medir los parámetros meteorológicos se recomienda instalar los

instrumentos a una altura mínima de 10m. sobre el nivel del suelo, y tomar

mediciones a diferentes alturas con el objeto de obtener gradientes

térmicos. Anteriormente se utilizaban torres meteorológicas de 100m

actualmente se utilizan técnicas de radiosondeo y sensores remotos.



RESUMEN TABULAR DE RECOMENDACIONES

ALTURA DE LA TOMA DE MUESTRA

TIPO DE ESTUDIO

1.5 a 2.5 m. Para estudios epidemiológicos o de tráfico vehicular.

2.5 a 4 m y hasta 8 m. Estudios de calidad del aire de fuentes fijas.

10 m. Determinación de parámetros meteorológicos.

OBSTACULO DISTANCIA

Arboles y Edificios: Se recomienda radio libre de 10 m., alrededor del sitio de muestreo.*

Fuentes de Emisión: industriales, comerciales o móviles.

Se recomienda 20 m. de distancia del sitio de muestreo.*

*Estas distancias no se aplican al método Kerbside

Tabla 2.16 Resumen tabular de recomendaciones

2.7 Estimación Superficial de los Patrones de Ozono

La necesidad de acudir a herramientas estadísticas para el análisis de datos en

todas las áreas del conocimiento, ha hecho que aparezcan con el correr de los

años nuevas metodologías que, no obstante se centran en fundamentos

probabilísticos comunes, son específicas para cada una de las diversas disciplinas

del saber.

El estudio de fenómenos con correlación espacial, por medio de métodos

geoestadísticos, surgió a partir de los años sesenta, especialmente con el

propósito de predecir valores de las variables en sitios no muestreados. El primero

observó la naturaleza asimétrica de la distribución del contenido de oro en las

minas surafricanas, la equiparó a una distribución de probabilidad lognormal y

desarrolló las fórmulas básicas para esta distribución. Ello permitió una primera

estimación de las reservas, pero bajo el supuesto de que las mediciones eran

independientes, en clara contradicción con la experiencia de que existen “zonas”

más ricas que otras. Una primera aproximación a la solución de este problema fue

dada por geólogo G. Krige que propuso una variante del método de medias

móviles, el cual puede considerarse como el equivalente al krigeado simple

(Kriging) que es uno de los métodos de estimación lineal en el espacio con

mayores cualidades teóricas. La formulación rigurosa y la solución al problema de

predicción (estimación en muchos textos geoestadísticos) vinieron de la mano de

Matheron (1962) en la escuela de minas de París. En los años sucesivos la teoría

se fue depurando, ampliando su campo de validez y reduciendo las hipótesis



necesarias (Samper y Carrera, 1990). De la minería las técnicas geoestadísticas,

se han "exportado" a muchos otros campos como hidrología, física del suelo,

ciencias de la tierra y más recientemente al monitoreo ambiental y al

procesamiento de imágenes de satélite.

Aunque la aplicación de la herramienta geoestadística es bastante reciente, son

innumerables los ejemplos en los que se ha utilizado esta técnica en estudios

ambientales con el ánimo de predecir fenómenos espaciales (Robertson, 1987;

Cressie y Majure, 1995; Diggle et al., 1995). La columna vertebral del análisis

geoestadístico es la determinación de la estructura de autocorrelación entre los

datos y su uso en la predicción a través de las técnicas conocidas como kriging y

cokriging. Otros temas importantes dentro del estudio de información

georreferenciada son el diseño de redes de muestreo (McBratney et al., 1981), la

geoestadística multivariada (Wackernagel, 1995) y la simulación (Deutsh y

Journel, 1992).

La geoestadística es solo una las áreas del análisis de datos espaciales. Es

importante reconocer cuando la información georreferenciada es susceptible de

ser analizada por medio de dicha metodología. Por ello en el documento se hace

inicialmente una definición global de estadística espacial y se describen las

características especiales que enmarcan cada una de sus áreas.

2.7.1 Regresión Lineal

Un modelo estadístico en particular necesario para el análisis depende del tipo de

datos recolectados.

En el caso de estudios de contaminación por ozono, los datos son espaciales así

como temporales (observaciones recolectadas en días, semanas, quincenas o

meses de los captadores de varios lugares). Adicionalmente existen las variables

auxiliares que son también espacio – temporales las cuales se pueden incluir

como temperatura, elevación, precipitación o cualquier otra variable que se

sospeche como buen indicador de los niveles de contaminación en cierto lugar a

determinado tiempo.



Una característica común de los datos obtenidos de una red de toma de muestras

es la correlación entre las observaciones de los sitios diferentes, pero cercanos

(espacial) y observaciones desde el mismo sitio recopilados a lo largo del tiempo

(temporal). Observaciones de otras regiones, o la misma ubicación en el tiempo,

tienden a ser similares ser causa de las similitudes en las condiciones ambientales

y topográficas. Una variedad de procedimientos estadísticos están disponibles

para el uso de las correlaciones entre las variables para predecir los niveles de

ozono en lugares no observados. Un enfoque es utilizar técnicas geoestadísticas

donde los datos se supone que son realizaciones de variables dependientes al

azar con una estructura de covarianza modeladas en función de localización

espacial. La técnica de Kriging o cokriging se utiliza para predecir los valores en

nuevos lugares. Ninguno de los componentes temporales se incluye en los

modelos de uso de la geoestadística, y los datos de diferentes puntos temporales

se estudian por separado. El segundo enfoque se basa en técnicas de regresión

modernos, como el generalizado modelos aditivos. En el segundo enfoque, los

modelos de regresión ponderado localmente, se utilizan para estimar las funciones

paramétricas del lugar, de tiempo y de las variables auxiliares de forma

simultánea. En el modelo de regresión local, un buen funcionamiento de la

localización espacial está incluido para cuantificar cualquier elemento persistente

con características paisaje o el medio ambiente no capturado por ninguna de las

variables ambientales o topográficas en el modelo. Aspectos temporales de los

datos se modelan mediante técnicas de series de regresión temporal o regresión

temporal con técnicas de efectos aleatorios. Por último, si en las auto

correlaciones todavía se detectan en el cambio residual después de ajustar todos

los modelos añadidos, la técnica de Kriging podría ser usada para obtener mejores

predicciones en sitios no observados.

2.7.2 Geoestadistica y Sistemas de información Geográfica

El SIG es un sistema de hardware, software y procedimientos, diseñados para

soportar la captura, el manejo, la manipulación, el análisis, el modelado y el

despliegue de datos espacialmente referenciados (georeferenciados), para la

solución de los problemas complejos del manejo y planeamiento territorial (Rhind,

2005). Uno de los objetivos de los SIG es proporcionar una base geográfica para

apoyar las decisiones para el uso inteligente y la gestión del medio ambiente los



recursos. Los forestales, botánicos, meteorólogos, climatólogos, y los científicos

que estudian la contaminación del aire confían cada vez más en los SIG para

tomar decisiones críticas. Al poner los datos espaciales en un sistema integrado

donde puedan ser organizados, analizados y mapeados, patrones y relaciones

que antes no eran reconocidos ahora quizá puedan surgir visualmente.

Todo esto engloba los análisis geográficos y surgen conceptos primordiales como

el de geoinformacion el cual enuncia que “investigar acerca del rol de la

geoinformatica en la sociedad actual nos lleva a intentar la búsqueda de una

mayor amplitud que la lograda por los sistemas técnicos que van desde una visión

centrada en el SIG hacia otra centrada en la geoinformacion, pues aquí la

problemática aparece en un plano puramente interdisciplinario y se hace evidente

la inadecuada linealidad en su desarrollo hacia la profundización del conocimiento”

(Buzai, 2006)

La geoestadistica como herramienta primordial de la geoinformacion se ha

convertido en una parte de los SIG. Con Geostatical Analyst, una extensión de

ArcMap un software producido por el Instituto de Recursos y Sistemas

Ambientales (ESRI), Redlands, California, un modelo o un mapa de cualquier

fenómeno puede ser creado a partir de la muestra medida de puntos. La

recolección de datos por lo general sólo puede llevarse a cabo en un número

limitado de medida, debido a las limitaciones logísticas y financieras, pero los

científicos y los gerentes estan cada vez más interesados en las estimaciones de

superficie continua. Para generar información de la superficie en lugares en donde

no fueron tomados o recolectados los datos algún tipo de técnica de interpolación

debe ser desarrollado para estimar los valores (Webster y Oliver, 2001). Kriging es

un método de promedio móvil ponderado de interpolación, ampliamente

reconocido como proveedor de la mejor estimación del valor interpolado en los

lugares no muestreados. La aplicación de kriging permite crear una capa continua

de la información del conjunto de las muestras individuales.

Por su posterior procesamiento y la realización de análisis SIG, una mayor

producción de información se puede derivar para servir como la base de una

buena toma de decisiones. Por ejemplo, sabiendo que las zonas boscosas son las



más expuestas a altas concentraciones de O3 y la distribución de las especies de

árboles resistentes al menos a O3, se puede crear una capa nueva de información

de la susceptibilidad de incendios.

Con el fin de examinar de forma digital y analizar información espacial de

numerosas capas y para permitir que el producto de dicho análisis sea útil en otro

estudio, todas las capas tienen que existir en un espacio común; por ello, uno de

los requisitos de los SIG es que el uso de datos haga referencia a un punto

específico en la Tierra.

Debido a la naturaleza y orientación espacial de este estudio, todos los datos

tenían que ser georeferenciados con los atributos espaciales como las

coordenadas geográficas, todos los datos espaciales se transformaron a la

proyección Transversa de Mercator para cálculos, en el modelado geoestadístico.

2.7.2.1 Kriging y Variogramas

Entre los numerosos métodos de geoestadística, el método kriging es

ampliamente reconocido como el que proporciona los resultados más precisos y

permite la mayor flexibilidad.

Kriging se hace en dos pasos:

1. La muestra de la semivarianza es utilizada para estimar la forma del

variograma (una curva que representa la semivarianza en función de la

distancia). El variograma describe la relación espacial entre los puntos de

datos.

2. La función estimada de semivarianza se utiliza para determinar los pesos

necesarios para definir la contribución de cada punto de muestra en la

interpolación. Los puntos de muestreo que estén más cerca de la ubicación

en la cual se generan los valores estimados son los que contribuyen más a

la interpolación (Babish, 2000).

Un variograma es una representación gráfica de una variación de las mediciones

sobre la distancia entre los lugares de medición. Si hay dependencias espaciales,

la variación entre las observaciones en dos puntos normalmente aumenta con la

aumento de la distancia hasta un valor máximo que se llegó, llamado "umbral".

Desde este punto, la semivarianza ya no aumenta, causando una región plana que



se produce en los variogramas. La distancia desde el valor cero en el eje “X” al

principio del umbral se llama un "intervalo" de la variable regionalizada. Dentro de

este rango, los lugares están relacionados entre sí, y todas las muestras

conocidas que figuran en esta región, debe tenerse en cuenta al calcular los

puntos desconocidos (Babish, 2000).

El método de Kriging puede proporcionar una medida de un error o incertidumbre

de las superficies estimadas. Desde que las estimaciones de las variaciones se

mapearon, la confianza depositada en las estimaciones se puede calcular.

CAPÍTULO 3. METODOLOGÍA

En este capítulo se presenta la metodología utilizada para generar el mapa de

distribución de ozono superficial (troposférico) y la localización de los nuevos sitios

de monitoreo que reforzaran a la actual red de captación existente.

Esta metodología consta de varias fases estadísticas y otras de análisis

geográficos.

3.1 Datos y Equipo

Los datos para el análisis y generación de los mapas de distribución superficial fue

utilizada una base de datos en Excel la cual contiene información desde los años

1997 hasta el 2004 dichos datos fueron proporcionados por la Ing. Luisa Mariela

Turcios del Centro de Estudios y Control de Contaminantes (CESCCO).

Ademas se utilizaron datos geográficos que se citan a continuación:

GDEM: ASTER, http://www.gdem.aster.ersdac.or.jp/

Imagen Aérea: PATH

Datos Meteorológicos: Depto. Física UNAH

Imágenes satelitales: http://landsat.org/

Datos Población: INE-JICA

Los datos como densidad vehicular fueron extraídos de la imagen aérea

proporcionada por el Programa de Administración de Tierras de Honduras.

http://www.gdem.aster.ersdac.or.jp/

http://landsat.org/



Especificaciones de la computadora:

Procesador: Core 2 Dou T9400

Disco duro: 500gb

Memoria: 6gb

Sistema operativo: Windows

Programas computacionales:

Arcgis - ArcInfo

Photoshop CS4

SmartDraw 2010

ENVI EX

3.2 Presentación de la Metodología

La metodología comprende dos fases, en la primera se trabajan los dos métodos

estadísticos propuestos para este caso, que son los que van a generar el mapa de

distribución y en la fase dos que generara nuestra nueva red de monitoreo.

A continuación el gráfico:

Figura 3.1 Grafico de métodos estadísticos del mapa de distribución

Análisis Exploratorio

de Datos

Análisis exploratorio

de datos

Correlación estadística

Método Regresión Simple Interpolacion

GENERACIÓN DE MAPA

Método Geoestadístico

GENERACIÓN DE MAPA



3.2.1 Fase 1

3.2.1.1 Método de Regresión Lineal Simple

Partiendo de los objetivos y alcances del presente estudio se procedió a planificar

la metodología a seguir para resolver el problema planteado, de aquí encontramos

determinante la fuente y escala de los datos necesarios para establecer las

variables explicativas del fenómeno de estudio, para posteriormente encontrar el

modelo que explique la distribución espacio-temporal.

Para poder explicar las concentraciones de ozono a través del área de estudio se

seleccionaron las técnicas estadísticas de la regresión simple y mínimos

cuadrados. Estas técnicas expresan ecuaciones que nos permiten predecir los

valores de concentraciones de ozono a partir de una variable basada en la

ocurrencia de otras variables independientes, siendo la variable dependiente las

concentraciones de ozono en sitios conocidos y las independientes las

características físicas del área de estudio.

En estadística la regresión lineal o ajuste lineal es un método matemático que

modeliza la relación entre una variable dependiente Y (ozono), las variables

independientes (variables auxiliares). Este modelo puede ser expresado como:

Donde es la intersección o término "constante", las (i > 0) son los

parámetros respectivos a cada variable independiente, y p es el número de

parámetros independientes a tener en cuenta en la regresión. (Devore, Jay L

2005)

El ámbito temporal que se abarco fue el año 2004 por ser el espacio temporal

disponible y más completo con el que contamos. Se planteó el uso de diferentes

variables para explicar las concentraciones de ozono en el Distrito Central, se

clasificaron las variables según su naturaleza en Temporales y Espaciales, según

se muestra en la figura siguiente.



Figura 3.2 Modelo Conceptual

3.2.1.1.1 Variables Temporales

Todos los valores como las nubes, dirección del viento, temperatura, etc. son

importantes medirlos para ayudar a la interpretación de los datos, debido a la

accesibilidad de recursos se decidió utilizar estas cuatro variables:

Dirección del viento, la orografía pertenece como un elemento importante que

afecta a la velocidad del viento, esta incurre en la diversa dispersión del

contaminante gaseoso en la zona de estudio.

Temperatura, es un elemento importante para la estabilidad de los gases, que al

bajar el gas también desciende y se densifica intensificando su dosis.

Radiación Solar, gracias a este factor ocurre la transformación y fracción de los

átomos de oxígeno.

Humedad Relativa, es otro de los factores importantes que condicionan la

actividad del ozono.



3.2.1.1.2 Variables Espaciales

Estas variables son importantes para tener la representación geográfica y cálculo

de densidad del gas, ya que involucra la geografía del dato.

Las variables espaciales utilizadas en el estudio fueron:

Distancia de ozono, esta refiere a la distancia que hay entre cada uno de los

sensores pasivos que están instalados para monitorear el ozono, cada uno de

ellos se instala los 7 primeros días el mes dejándolos 168hrs.

Densidad Vehicular, la ubicación de estos sensores básicamente fue hecha para

monitorear la contaminación emanada por los vehículos que circulan por las

principales vías y bulevares, estas están regidas por ciertos criterios para dicho

estudio.

Distancia Vial, los sensores propuesta, o la nueva organización de los sensores

debe de ser colocada lejos de las fuentes contaminantes ya que es un factor que

contamina el análisis.

Modelo Elevación, prácticamente este nos revela la orografía del área en estudio,

este nos indicara el movimiento y dispersión que tendrá el gas en el área de

estudio.

Al analizar las variables escogidas y la serie temporal se puede observar que

utilizamos un modelo de predicción a corto plazo, con el que se busca poder

predecir las concentraciones de ozono en resolución temporal diaria.

3.2.2.1 Métodos de Interpolación Espacial (geoestadística)

La interpolación espacial es un procedimiento que permite calcular el valor de una

variable en una posición del espacio (punto no muestral, con un valor estimado),

conociendo los valores de esa variable en otras posiciones del espacio (puntos

muestrales, con valores reales) (Bosque, 1992).



3.2.2.1.1 Tipos de Métodos

3.2.2.1.1.1 Determinísticos

Estas formulan suposiciones generales y habitualmente no contrastadas, sobre el

carácter general de la superficie a interpolar, y en función de ellas establecen la

función matemática de interpolación.

Estas se pueden clasificar en dos grupos, en función del número de datos

muestrales utilizados para estimar el valor de la variable en los puntos no

muestrales. Técnicas globales que son las que tienen en cuenta todos los puntos

muestrales en cualquier valor estimado (polinomio global) y las técnicas locales

que solo emplean los puntos muestrales que están en la vecindad de cada punto

no muestral (IDW, polinomio local), el IDW y las funciones de base radial son

interpoladores exactos, mientras que el polinomio local y global son inexactos

(Cañada 2007).

3.2.2.1.1.1.1 Interpolación con la Media Ponderada por el Inverso de la Distancia

(IDW)

La media ponderada por el inverso de la distancia, denominada en inglés inverse

distance waited (IDW), asume que hay una relación entre distancias, los valores

cercanos a un punto tienen más parecido que los que están más lejos.

(JOHNSTON 2001).

Para predecir un valor de un lugar no muestral, utilizara los valores de los lugares

muestrales que haya alrededor del lugar que se va a predecir.

Los valores de los lugares más próximos al que se va a predecir tendrán más

influencia y por lo tanto más peso que los que están más lejos. Este peso

disminuye con la distancia. La fórmula general es:

∑

Donde Z(S0) es el valor que intentamos predecir para el lugar S0. N es el número

de puntos muestrales alrededor del lugar que se va a predecir y que serán tenidos

en cuenta en la predicción. i es el peso asignado a cada punto muestral que a



utilizar. Estos pesos decrecen con la distancia. Z (Si) es el valor observado del

lugar Si.

La fórmula para determinar los pesos es: ∑

A medida que la distancia se hace más grande, el peso es reducido por un factor

p. Es decir, que a medida que se incrementa la distancia entre los puntos

observados y el punto calculado, el peso que tendrá un punto muestral sobre el

predicho decrecerá exponencialmente. di0 es la distancia entre el lugar de

predicción S0 y cada lugar muestral, Si. Los pesos de los lugares utilizados para la

predicción serán escalados de tal forma que su suma sea 1, es decir,

∑

El óptimo valor de p se determina haciendo mínimo el error de predicción o error

cuadrático medio, que tiene la siguiente fórmula:

√∑ ̂

El analista geoestadístico utiliza potencias más grandes que 1. Por defecto usa

p =2 que se conoce como distancia inversa al cuadrado.

Otra cuestión importante es determinar el número de vecinos a tener en cuenta

para calcular el valor predicho. Esto dependerá del tipo de datos y de la superficie

que intentemos crear.

Si no hay influencias direccionales en los pesos de los datos, consideraremos los

puntos igualmente en todas direcciones y, la forma de búsqueda de vecindad será

un círculo. Pero si hay influencia direccional en los datos, por ejemplo influencia



del viento predominante, entonces adoptaremos la forma de una elipse con el eje

mayor paralelo al fenómeno considerado. El ajuste a esta forma está

justificado porque los lugares situados en la misma dirección del viento desde un

lugar de predicción son mucho más similares a medida que las distancias

aumentan que si están situados perpendiculares al viento.

La superficie calculada usando la media ponderada por el inverso de la distancia

(IDW) dependerá de la potencia del parámetro p y de la estrategia de búsqueda de

vecindad. El IDW es un interpolador exacto, donde los valores máximos y mínimos

en la superficie interpolada pueden solamente ocurrir en los puntos muestrales.

3.2.2.1.1.1.2 Interpolación Mediante Funciones Polinómicas Globales

La técnica de interpolación global utiliza una función para toda la región de

estudio, de suerte que un cambio en un punto afecta a toda la superficie generada.

Un polinomio con interpolación global consiste en una función matemática que se

aplica a los puntos muéstrales y produce un suavizado gradual sobre la superficie

generada.

SÍ los puntos muéstrales están situados en una ladera suave, ajustar una recta da

buenos resultados, como es el ejemplo que mostramos en la figura 3.3

Figura 3.3 Ajuste mediante un polinomio con interpolación global de primer grado



El ajuste se resuelve mediante un polinomio de primer grado (lineal). La ecuación de

la recta adoptaría la siguiente expresión:

Si los puntos están situados en un valle (figura 3.4), entonces el ajuste tiene que ser a una

curva y hay que aplicar un polinomio de segundo grado o cuadrático. La forma de las

curvas de las funciones cuadráticas es la parábola.

Figura 3.4 Ajuste mediante un polinomio con interpolación global de segundo grado

Las funciones cuadráticas o funciones polinómicas de segundo grado se expresarían

como:

La interpolación con polinomio global se utilizaría para ajustar una superficie a una serie

de puntos muéstrales cuando la superficie varía lentamente de una región a otra sobre el

área de estudio (por ejemplo, contaminación sobre un área industrial), es decir cuando no

existen grandes contrastes. Aunque también se puede utilizar para examinar y/o eliminar

los efectos de tendencias globales de amplio rango. En tales sustancias la técnica

se refiere al análisis de tendencia de una superficie. En cualquier caso la

superficie creada sería muy sensible a valores extremos.



3.2.2.1.1.1.3 Interpolación Mediante Función Polinómica Local

Frente al polinomio con interpolación global que ajusta un polinomio a una

superficie entera, el polinomio con interpolación local ajusta muchos polinomios,

cada uno dentro de la extensión de vecindad especificada. La superficie creada da

cuenta de variaciones más locales. Cuando una superficie presenta un relieve muy

variado, donde alternan pendientes, llanuras y de nuevo pendientes (figura 3.5),

un único polinomio global no ajustará bien, sino que habrá que utilizar múltiples

polinomios locales para ajustar esa superficie de manera más exacta.

Figura 3.5 Ajuste mediante un polinomio con interpolación local

La interpolación local ajusta el polinomio de orden especificado usando todos los

puntos de la vecindad establecida. Se puede establecer la forma de búsqueda de

vecindad, el número de puntos máximo y mínimo que van a ser usados y un

parámetro de potencia p basado en la distancia, que influirá en una disminución

del peso de los puntos muéstrales a medida que éstos se alejen del centro de la

vecindad. El óptimo valor de p es aquel que hace mínimo el error cuadrático

medio, semejante a lo que sucedía con la selección de p con el método de IDW. El

resultado es la obtención de superficies que tienen en cuenta variaciones más

locales.

La figura 3.6 representan ejemplos de polinomios con interpolación local.



Se utilizan como vecinos tres puntos, para predecir el valor de otro punto. El ajuste

representado por la recta se realiza mediante un polinomio de primer grado. En la

figura II se predice un segundo lugar, también por un polinomio de primer grado

que está muy cercano al primer lugar y se utilizan los mismos puntos muéstrales

en la predicción, pero los pesos serán un poquito diferentes pues el ajuste

polinómico es ligeramente diferente.

Figura 3.6 Ajuste mediante un polinomio con interpolación local

A diferencia del polinomio global que utiliza todos los puntos muéstrales de la zona

de estudio, el polinomio local utiliza puntos muéstrales dentro de áreas

localizadas, por eso calcula tendencias locales y asigna pesos a los puntos en

función de la proximidad al centro de la vecindad establecida y de la extensión de

esa vecindad.

El polinomio de interpolación local es un método de interpolación no exacto,

genera superficies suavizadas y es bueno para captar variaciones de rango

pequeño, de carácter más local aunque también sirve para captar tendencias de

carácter general. Es sensible a la distancia de los vecinos, por ello conviene hacer

una vista previa de la superficie creada antes de generar la salida definitiva. Como

con el IDW, se puede definir un modelo teniendo en cuenta la anisotropía.

I II



3.2.2.1.1.1.4 Interpolación Mediante el Método de Kriging

La aplicación del kriging se realiza en dos etapas; en la primera se cuantifica la

estructura espacial de los datos y, en la segunda, se realiza una predicción. Para

cuantificar la estructura espacial primero se calcula el semivariograma empírico y

después el teórico mediante el ajuste a los datos de un modelo de dependencia

espacial. Para realizar la predicción de un valor no muestral sobre un lugar

específico se utilizarán el modelo ajustado del semivariograma, la configuración

espacial de los datos y los valores de los puntos muéstrales que existen alrededor

del lugar de predicción.

El kriging asume que el fenómeno que se está estudiando toma valores (no

necesariamente medidos) en todas partes del área de estudio, es decir, tiene una

continuidad espacial. En cuanto al tipo de datos con los que trabaja el kriging

pueden ser numéricos de tipo continuo o entero, datos categóricos ordenados o

sin ordenar e incluso pueden ser datos binarios. Para acomodarse a todos los

tipos de valores se han desarrollado las diferentes formas de kriging. Estos

métodos se apoyan en modelos matemáticos y estadísticos que incluyen

probabilidad, es decir, que cuando se realiza la predicción ésta va asociada a una

probabilidad.

Además, descansan en la noción de autocorrelación que se expresa en función de

la distancia (figura 3.7)



Figura 3.7 Expresión de la autocorrelacion en función de la distancia

Existen diferentes tipos de kriging, el más frecuente es el kriging ordinario o kriging

puntual que asume que la variable es estacionaria y que no tiene tendencia, su

ecuación es:

Z(s) = (s) + ԑ(s), siendo Z(s) la variable de interés; (s) una constante (media)

desconocida, ԑ(s) los errores aleatorios; s simplemente indica el lugar con unas

determinadas coordenadas espaciales X (longitud) e Y (latitud).

Cuando existe tendencia en los datos o un lento cambio en los valores medios se

utiliza el kriging universal cuya ecuación es la misma, salvo que (s) es la

tendencia, que es modelada mediante una función polinómica de tal

modo que:

son los

coeficientes de tendencia y los errores que se supone que son estacionarios.

Semejante al kriging ordinario es el kriging simple, salvo que considera la media

de los datos una constante conocida y que la suma de los pesos no da 1.

Si transformamos los valores de Z(s), de continuos a binarios, por ejemplo

poniendo 0 si Z(s) está por debajo de algún valor o 1 si está por encima,



podríamos predecir la probabilidad de que Z(s) esté por encima de un determinado

valor umbral.

Las predicciones basadas en este modelo forman el indicador kriging (método de

interpolación no lineal).

El kriging es un predictor que no requiere que los datos se ajusten a la normalidad,

salvo para obtener mapas de cuantiles y de probabilidad, tanto con el kriging

ordinario como con el universal y simple. El kriging también asume que todos los

errores aleatorios son estacionarios de segundo orden y que la covarianza entre

cualquiera de dos errores aleatorios depende de la distancia y de la dirección que

los separa, no de sus lugares exactos.

TABLA TIPOS DE KRIGING Y SUPERFICIES QUE GENERAN

Kriging y Cokriging Predicciones

Errores típicos de la predicción

Mapas de cuantiles

Mapas de probabilidad

Errores típicos de los

indicadores

Ordinario X X X X

Universal X X X X

Simple X X X X

Indicador

X X

Probabilidad

X X

Disyuntivo X

X

X

X

Tabla 3.1 Tipos de Kriging y superficies que generan

Otro aspecto que hay que tener en cuenta cuando aplicamos cualquier método de

interpolación y por lo tanto también en el kriging, es determinar el tamaño de

búsqueda de la vecindad. Cuando se ajusta un modelo al semivariograma hay que

especificar la búsqueda de vecindad que limita el número y la configuración de los

puntos que se van a utilizar en la predicción. Hay dos mecanismos de control para

limitar los puntos usados, que son la forma de vecindad y el establecimiento de

restricciones de los puntos dentro de la forma.

La forma de la búsqueda de vecindad estará dictada por los datos de entrada.

Si en los datos muéstrales no hay influencias direccionales (isotropia), los puntos

utilizados para predecir se elegirán en todas direcciones desde el lugar no

muestral, por lo tanto la forma que se elegirá será un círculo. Pero si los datos



tienen autocorrelación direccional (anisotropia) entonces se elegirá una elipse

como forma de búsqueda de vecindad.

La búsqueda de la forma de vecindad se basará en el conocimiento de la

localización de los lugares y la autocorrelación espacial de los datos, que se

puede obtener mediante el Análisis Exploratorio de Datos y mediante el Asistente

Geoestadístico. En el cuadro de diálogo del Asistente Geoestadístico, paso 2, se

puede ver cómo la autocorrelación en una determinada dirección influye en la

forma del semivariograma, cómo la curva se incrementa más o menos en una u

otra dirección, lo cual nos puede ayudar a la hora de definir la estrategia de

búsqueda.

El cuadro de diálogo de búsqueda de vecindad (figura 3.8) nos permite definir la

extensión de los ejes así como el ángulo de dirección del eje mayor. Si la forma es

un círculo los dos ejes tendrán idéntica extensión. En este caso la búsqueda de

vecindad es una elipse con unos semiejes mayor y menor de 128 Km y 74 Km

respectivamente y un ángulo de rotación de 340°.

Figura 3.8 Cuadro de dialogo de búsqueda de vecindad



Definida la forma, el segundo mecanismo de control de la vecindad es establecer

restricciones dentro de la forma. Primero se elige el número de puntos que van a

ser usados para la predicción, oscilando entre el deseable y un mínimo. En

segundo lugar para evitar tendencias en una determinada dirección, el círculo o la

elipse son divididos en sectores en los cuales se elige igual número de puntos.

Esto es muy útil cuando los puntos muéstrales se han elegido sobre un transecto o

un grid, como en la figura 3.9, donde los puntos más próximos al lugar de

predicción se encuentran en un único transecto. La forma elegida de búsqueda de

vecindad es el círculo y cinco los puntos elegidos como vecinos al lugar de

predicción.

Otros puntos incluidos en el círculo no son incluidos al estar más lejos.

Figura 3.9 Búsqueda de vecindad en forma de circulo con puntos en un único transecto para predecir un punto.

Una predicción mejor es la que se realiza en la siguiente figura (figura 3.10) donde

los puntos de otros transectos son incluidos en la predicción. En este caso el

círculo es dividido en cuatro sectores, que incluirían al menos tres puntos pero no

más de cinco. En total serán usados 16 puntos en predecir el punto central.



Figura 3.10 Búsqueda de vecindad en forma de circulo con puntos en varios transectos para predecir el punto central.

El número de sectores y puntos utilizados se establecerá de forma objetiva

conociendo la localización espacial de los datos muéstrales. Cuantos más puntos

más significativa será la predicción para cualquier lugar; sin embargo, hay que

tener cuidado de no incluir puntos que estén demasiado lejos del lugar de

predicción. Si no es posible encontrar dentro del sector el mínimo de puntos

requeridos, el programa seleccionará los vecinos más próximos fuera del sector.

Otra parte importante de la ventana de búsqueda de vecindad es la que se refiere

a los pesos asociados a cada punto en el cálculo del valor de la predicción (centro

del círculo o elipse). La figura 3.11 muestra un caso donde hay cuatro puntos rojos

que tendrán pesos de más del 10 por ciento el valor asignado al lugar de

predicción que corresponde a la intersección de los dos ejes. El punto que tenga el

peso más alto es el que más influirá en el cálculo del valor predicho.



Figura 3.11 Pesos asociados a cada punto

ArcMap puede ayudar a establecer la forma más adecuada de búsqueda de

vecindad, mediante la ubicación espacial de los puntos. Ahí se puede observar

qué disposición tienen los datos muéstrales y en función de la misma ver la forma

más adecuada de vecindad y el número de puntos que se tendría que establecer

para que hubiera igual número de puntos en cada sector y dirección.

3.2.2 Fase 2

3.2.2.1 Red de Monitoreo de la Calidad del Aire en el Distrito Central.

El diseño de la red de monitoreo aire, fue orientado para medir la concentración y

el impacto de las emisiones vehiculares en la población que transitan o trabajan

cerca de las calles del Distrito Central.



Los equipos de muestreo se ubican hasta una distancia de 2mts de la calle y a

una altura de 1.5-3mts. Para ello fueron seleccionadas una red de sitios para la

toma de muestra de aire (ver Fig.3.12)

Figura 3.12 Ubicación de los siete sitios de muestreo distribuidos en las ciudades de

Tegucigalpa y Comayagüela (Distrito Central)

Esta selección de sitios tuvo como criterio principal el flujo vehicular categorizando

como bajo, medio y alto.

El sitio de muestreo se localiza a lo largo de la trayectoria de la calle o vía,

considerándosele como lineal y de micro-escala, ya que la concentración es

representativa de un área de 10-100 metros, tomando en cuenta otros criterios

como el fácil acceso, seguridad contra vandalismo y disponibilidad de energía

eléctrica. (CESCCO, 2003)



La metodología de monitoreo utilizada es del tipo integrado, es decir, se toma la

muestra en el sitio seleccionado para ello y posteriormente se realiza el análisis en

el laboratorio, los equipos utilizados son manuales y resistentes a la intemperie.

Para la toma de muestra se utilizaron métodos activos (medición de partículas) y

pasivos (gases como el NO2 y ozono), considerando principalmente que estos

métodos son de bajo costo y de fácil manejo, sin obviar que cumpliesen con los

objetivos de monitoreo establecidos y que fueran metodologías de medición

aprobadas y referenciadas internacionalmente por organismos competentes como

la US-EPA (Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos) y la Unión

Europea2.

RESUMEN DE LOS MÉTODOS DE MUESTREO Y ANÁLISIS ASÍ COMO EL TIEMPO DE MEDICIÓN

PARÁMETRO MÉTODO DE MUESTREO

MÉTODO ANALÍTICO TIEMPO DE

EXPOSICIÓN

TPS Generación de flujos altos

Gravimetría 24 horas

PM10 Generación de bajo flujo de aire

Gravimetría 24 horas

N02 Tubos pasivos Espectrofotometría colorimétrica 30 días

03 Tubos pasivos Espectrofotometría colorimétrica 7 días

Pb Generación de flujos altos

Espectrofotometría de absorción atómica

24 días

Tabla 3.2 Resumen de los métodos de muestreo y análisis así como el tiempo de

medición. (CESCCO 2005)

Los muestreadores activos requieren el uso de energía eléctrica para bombear el

aire a través de un medio de recolección físico o químico, son relativamente fáciles

de operar, confiables y han proporcionado la base de datos de mediciones en

muchos países del mundo.

Los muestreadores pasivos son dispositivos, generalmente en forma de tubo o

disco, que colectan un compuesto específico por medio de su adsorción y

absorción en un sustrato químico seleccionado. La principal ventaja de este

método es su simplicidad y bajo costo, por lo que se pueden implementar varias

unidades para un diseño espacial (de área) de monitoreo.

Por la rápida respuesta que proporciona un analizador automático, el monitoreo

atmosférico en otros países ha evolucionado hacia la automatización del mismo,

aunque siempre es recomendable mantener los tres tipos de muestreo, ya que son

complementarios. Si consideramos que los métodos pasivos además de ser



económicos dan una buena respuesta espacial por su mayor cobertura de área,

aunque el tiempo de resolución sea restringido, ya que solo proveen información

promedio de contaminantes. Paralelo al uso de monitores automáticos es

importante contar con métodos activos que son útiles para la comparación y

confirmación de resultados. En la tabla 3.2 se listan los métodos de muestreo y

análisis empleados para la determinación de la concentración de los

contaminantes considerados en el monitoreo.

El proyecto de monitoreo de la calidad de aire del Distrito Central cumple con los

objetivos a los cuales fue diseñado, sin embargo la expansión urbana y el

lanzamiento de nuevas tecnologías y planes regionales nos obliga a mejorar la

actual red de monitoreo y proponer la nueva red de monitoreo de calidad de aire.

3.2.2.1 Propuesta de la Nueva Red de Monitoreo de La Calidad de Aire

Para el diseño e implementación de la nueva red de monitoreo de calidad del aire,

es importante definir los objetivos que va a perseguir dicho monitoreo, alcance

espacial, parámetros ambientales, el número de sitios, el espacio territorial y

temporal para que la evaluación de dispersión de contaminantes atmosféricos en

la troposfera sea optimizada.

3.2.2.1.1 Los objetivos básicos que persigue la nueva red de monitoreo son:

Observación de la tendencia de la contaminación a largo plazo

Calibración del modelo urbano de dispersión

Identificación de los sitios críticos en la zona de estudio

Investigación del impacto de la contaminación atmosférica en la salud de la

población

Supervisión del cumplimiento de las normas de la cálida del aire

Es importante resaltar que para el monitoreo en tiempo real se puede lograr

únicamente con analizadores automáticos, mientras que con los métodos activos y

pasivos dan buenos resultados en monitoreo de áreas a largo plazo.

3.2.2.1.2 Alcance espacial

La nueva red monitoreara la calidad de aire tendrá un alcance espacial en escala

urbana según el tabla 2.14 que define las escalas o alcances espaciales. El



presupuesto es otro factor muy importante a considerar ya que los analizadores

automáticos son muy costosos en adquisición y en mantenimiento preventivo.

3.2.2.1.3 Elección de parámetros ambientales

Para realizar un estudio sobre la calidad del aire se toman en cuenta los

contaminantes nombrados como “contaminantes criterio” según la OMS se les

llamó contaminantes criterio porque fueron objeto de evaluaciones publicadas en

documentos de calidad del aire en los Estados Unidos, con el objetivo de

establecer niveles permisibles que protegieran la salud, el medio ambiente y el

bienestar de la población. Actualmente el término “contaminantes criterio” ha sido

adoptado en muchos países, y son:

Bióxido de azufre (SO2)

Bióxido de nitrógeno (NO2)

Material Particulado (PM)

Plomo (Pb)

Monóxido de carbono (CO)

Ozono (O3)

Otros parámetros importantes de tomarse en cuenta son los parámetros

meteorológicos y topográficos ya que estos están estrechamente relacionados

con la dispersión de los contaminantes atmosféricos, la temperatura, la humedad,

la precipitación, la radiación solar, la dirección y la velocidad del viento son

factores que también contribuyen una gran influencia sobre la calidad del aire en

una región (OPS,1997)

3.2.2.1.4 Elección de cantidad de sitios de monitoreo

Según la tabla 2.15 se necesitan aproximadamente de 4-6 pasivos y 5 activos o de

monitoreo continuo

3.2.2.1.5 Elección de los sitios de monitoreo

Con los criterios y objetivos antes definidos se elabora el flujo de proceso en

sistema de información geográfico para generar un mapa de sitios idóneos para la

instalación de nuevos captadores.

A continuación el flujo:



Alta probabilidad

Baja probabilidad

Figura 3.12 Diagrama conceptual del modelo de sitios idóneos para monitoreo

En este modelo conceptual se propone la optimización de la red de monitoreo

existente, este modelo nos da a conocer en qué lugar es favorable instalar los

nuevos captadores con los criterios ya establecidos.



CAPÍTULO 4. RESULTADOS

4.1 Relación del Ozono con las variables auxiliares

Todas las variables auxiliares vistas en el modelo tienen una significancia

estadística, las gráficas describen los efectos de cada una de las variables

auxiliares controlando los efectos de las concentraciones de ozono en el modelo,

el comportamiento de dichas graficas dependiendo de las variables auxiliares dio

como resultado una relación atribuida únicamente a la variable de distancia vial, ya

que las variables como dirección del viento, temperatura, radiación solar, humedad

relativa, densidad vehicular y el modelo de elevación (variables independientes,

“eje Y”) no presentaron una significancia o su error fue muy elevado.

Si revisamos los antecedentes recordaremos que la red actual de monitoreo de

aire, CESCCO la diseño precisamente para monitoreo de contaminación del aire

en el sistema vial de Tegucigalpa y Comayagüela, lo cual analizando las gráficas

siguientes nos daremos cuenta del buen trabajo elaborado ya que cumple con el

objetivo para el cual fue diseñada.

A continuación se muestran algunas de las variables auxiliares con sus

respectivos gráficos y sus errores cuadráticos.

Radiación Solar

Temperatura



Densidad

Vehicular

Humedad Relativa

Modelo Digital de

Elevación



Distancia vial

Las aproximaciones estadísticas usadas en este tipo de análisis fueron una

extracción de técnicas de regresión lineal simple usando una aproximación con las

muestras de los siete sensores pasivos de ozono (variable dependiente) en donde

se pudieron estimar los niveles y generar un mapa secuencial que describe los

patrones de ozono estimados en distancia vial (variable independiente) que fue la

variable auxiliar que genero el error más bajo en todo el análisis en el Distrito

Central.

Con respecto a la gráfica de distancia vial vemos que tiene un coeficiente de

correlación de 0.70 que es un valor muy bajo pero de todas las variables es la que

mejor se comporta, debido a que las demás son climáticas y al estar todos los

puntos de monitoreo tan cerca involucra las mismas características climatológicas

y ambientales para cada uno de ellos.

La grafica lo que nos muestra es que a mayor distancia de las vías de acceso

menor es la cantidad de ozono.

Definir el modelo como un modelo de regresión nos muestra un marco de

impredecibles resultados, tratando de ajustar estos a un menor error y buscando

cada vez como mejorar el modelo incrustando nuevas variables y métodos

predictivos que tengan una relación espacial con condiciones topográficas.



Figura 4.1 Relación entre ozono y distancia vial



4.2 Geoestadística Aplicada

Se utilizó la extensión Geostatistical Analyst de ArcMap ya que esta fue aplicada

para la generación de modelos de concentración de ozono, debido a las

limitaciones en detalle de información así como vimos en las predicciones

estadísticas en el apartado anterior en este tenemos el problema de que son muy

pocos los puntos de monitoreo y están muy cerca unos de otros lo cual genera

complicaciones a la hora de predecir los valores desconocidos. Se elaboraron la

mayoría de los modelos con sus diferentes clases:

Método Inverso de la Distancia

(IDW)

Método Polinomio Global

Método Polinomio Local



Método Kriging Probabilístico

Las superficies de salida de la concentración de O3 creado con los descritos

procedimientos tenían errores estándar de muy baja predicción. Pero de todos ello

el Kriging es el procedimiento que mejor se comportó dentro de los resultados

obtenidos de todos los modelos evaluados.

En consecuencia, este fue el método utilizado para crear modelos de

concentración de O3 con pocas muestras representativas.



4.3 Optimización con SIG de la Red de Monitoreo Actual

Básicamente los criterios que fueron utilizados para la elección de los nuevos

sitios de monitoreo se basaron en el diagrama de flujo de la figura 3.12 en los

cuales se eligieron 5 capas de información cada una ponderada con un peso

según su importancia:

TABLA DE PONDERACIÓN

CAPA DE INFORMACIÓN

PESO PONDERADO

Densidad de Población + Salud 0.27 Densidad Vehicular 0.25

Elevaciones 0.25

Pendientes 0.15

NDVI 0.08

Tabla 4.1 Tabla de ponderación

Se tomaron en cuenta también entrada y salida de aire subjetivas ya que no se

cuenta con esos datos a esas escalas urbanas.

Con la capa de densidad poblacional se tomó muy en cuenta la ubicación de los

centros de salud ponderando con más valor dicha capa ya que es importante

evaluar el tipo de aire que están cerca de los centros hospitalarios.

La capa de densidad vehicular fue un extracto de la imagen aérea del año 2004

categorizando autobuses y carros livianos.

En la capa de elevaciones se tomó un rango de 890-1100mts ya que la mayoría

de los contaminantes aéreos o aerosoles circulan en verticalidad de 1km, lo mismo

con la información de pendientes se clasifico un rango de 0-14o ya que la

instalación de los monitores o captadores debe de ser en lugares planos y lejos de

accidentes geográficos.

Con el NDVI se trató de bajarle el peso ya que hay ciertas vegetaciones que

emanan ciertos tipos de olores que interfieren con la lectura del dato.

Luego se realizó un algebra de mapa dando como resultado el mapa propuesta.

A continuación el mapa de sitios de monitoreo.



CAPÍTULO 5. DISCUSIÓN

Los valores medios de concentración de ozono durante todo el año del 2004

fueron controlados en los sitios seleccionados. Teniendo en cuenta la

geomorfologia y su gran diversidad geográfica y climatológica, el número de los

monitores no era más que suficiente para estimar la concentración de O3 con

igualmente una alta fiabilidad en el área de estudio. El número total de los sitios de

monitoreo de O3 no fue suficiente para aplicar una técnica geoestadística como

kriging. Por otra parte, el método kriging no pudo ser correctamente utilizado por la

distribución espacial de los sitios de monitoreo ya que estaban lejos de ser

óptimos con algunas partes importantes de la zona de estudio no supervisada. El

uso de kriging, así como cualquiera de los métodos deterministas necesitan de

una alta densidad de puntos de muestreo para evitar que el error sea alto.

En geoestadística, cada conjunto de datos espaciales pueden ser considerados

únicos. Para cada uno de ellos, incluso un cambio de un valor desde un punto de

muestreo simple, o un parámetro durante el procesamiento de datos afectará al

resultado final. Del mismo modo, un cambio de una de las numerosas variables

(parámetros geoestadísticos) que ofrece la extensión de ArcMap de Geostatical

analyst influirá al producto final del modelo. Por lo tanto, la modelización

geoestadística es un proceso donde la optimización real de la superficie final

requiere una combinación de experiencia en geoestadística y

conocimiento de una rama de la ciencia (meteorología, química del aire y

geografía). Sin embargo, debido a opiniones de expertos, incluso ellos son

propensos a algún error, no siempre es posible determinar más allá de una duda

razonable que el resultado final del trabajo duro y prolongado refleja plenamente la

realidad.



CAPÍTULO 6. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Es definitivo que la cercanía y poca muestra de monitores son los problemas base

que surgieron a la hora de interpretar la información, los monitores al estar

demasiado cerca comparten demasiadas características geográfico-ambientales

que homogenizan el estudio dando problemas de interpretación y de análisis

avanzados.

La utilización de los sistemas de información geográfica se muestra como una

herramienta imprescindible a la hora de elaborar análisis de distribución de gases

tóxicos y su relación en el medio.

Este fue capaz de mostrar como las concentraciones del ozono en el Distrito

Central (Tegucigalpa y Comayagüela) son el resultado de diversos procesos

naturales y antropogenicos.

Las distribuciones espaciales obtenidas atreves distintos métodos de interpolación

nos ha indicado la influencia del gas en ciertas zonas importante de nuestra

ciudad, el análisis geo estadístico ha sido capaz de desvelar los efectos del gas

contaminante y como mejorar su monitoreo mediante la optimización o refuerzo de

la red de monitoreo existente.

Es importante reforzar y reformular la red de monitoreo actual, aumentando o

densificando ya sea con monitores automáticos y en combinación con varios

monitores pasivos que refuercen y cotejen la información que levantan diariamente

las estaciones automáticas.

Si se plantea la opción de tener un mapa de distribución de ozono en tiempo real

vía internet, básico es contar con mínimo 5 estaciones automáticas para interpolar

los datos remotamente.



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ANEXOS



CRITERIOS DE UBICACIÓN DE TOMAS DE MUESTRAS



SITIO WEB GIOVANNI



SENSORES REMOTOS



GLOSARIO BÁSICO DE LA METEOROLOGÍA DE LA CALIDAD DEL AIRE

Advección Transferencia de calor debida al movimiento horizontal de un flujo tal como el aire o el agua.

Albedo Fracción o porcentaje de energía solar incidente que refleja una superficie en el espacio. Las diferentes superficies tienen diferentes valores albedo.

Altura de mezcla Altura máxima a la cual una porción de aire puede ascender. En un diagrama adiabático, punto en el cual el gradiente vertical adiabático de la porción de aire se intersecta con el gradiente vertical ambiental.

Altura efectiva de la chimenea Suma de la altura física de la chimenea y la elevación de la pluma.

Anemómetro Instrumento utilizado para medir la velocidad del viento. Los dos tipos principales de anemómetros son los rotativos de cubeta y los de hélice.

Anticiclón Sistema de alta presión. Los vientos superficiales fluyen en movimiento contrario a la dirección de las agujas del reloj alrededor de los anticiclones en el hemisferio sur.

Arrastre Mezcla de aire ambiental en la pluma.

Balance térmico Se refiere al hecho de que cada año la Tierra y su atmósfera, en conjunto, descargan al espacio exterior tanta cantidad de energía como la que reciben. De otro modo, la temperatura promedio de la Tierra y su atmósfera cambiaría significativamente.

Calentamiento diferencial Propiedad de las diferentes superficies que hace que se calienten y se enfríen a tasas distintas.

Calentamiento global Véase efecto invernadero.

Capa de mezcla Volumen de aire por debajo de la altura de mezcla. El tamaño de la capa de mezcla determina cuánta contaminación puede ser descargada en el aire sin causar efectos nocivos.



Capa límite atmosférica Véase capa límite planetaria.

Capa límite planetaria Sección de la atmósfera más cercana a la superficie terrestre (generalmente a altitudes cercanas a 500-1.000 m) donde la fricción influye en el viento (también se le denomina capa límite atmosférica).

Característica de las respuestas Características que ayudan a definir la velocidad con la que un instrumento responderá a los cambios de las variables meteorológicas (es decir, intervalo de operación, velocidad umbral inicial, etc.).

Ciclón Sistema de baja presión. Los vientos superficiales fluyen en la dirección de las agujas del reloj alrededor de los ciclones en el hemisferio Sur.

Clases de estabilidad Pasquill-Gifford Las seis clases que caracterizan los diferentes niveles de estabilidad atmosférica usados para estimar los parámetros de dispersión horizontal y vertical que serán ingresados en la ecuación de distribución gausiana.

Conducción Proceso mediante el cual el calor se transfiere a través de la materia sin que se produzca la transferencia de la materia misma.

Constante solar Cantidad promedio de radiación recibida en un punto perpendicular a los rayos del sol, ubicado fuera de la atmósfera terrestre, en la distancia media entre la Tierra y el sol.

Convección Transferencia de calor producida por el movimiento masivo de un fluido tal como el aire o el agua.

Corriente a chorro Bandas estrechas de vientos de alta velocidad que generalmente se encuentran entre 7 y 12 km por encima de la Tierra. Estos vientos de gran altitud ayudan a dirigir los sistemas superficiales de clima.

Detector de temperatura por resistencia Tipo de sensor común de temperatura utilizado en programas de medición meteorológica in situ que opera sobre el principio de que la resistencia de ciertos metales (generalmente, platino o cobre) varía con la temperatura.

Doppler SODAR Sistema utilizado para la medición remota de variables meteorológicas en alturas que alcanzan varios metros sobre la superficie. Un SODAR transmite un fuerte pulso acústico a la atmósfera y capta la parte del pulso que se expande y regresa.



Efecto invernadero Capacidad de la atmósfera (nubes, vapor de agua y en un menor grado, gases atmosféricos tales como dióxido de carbono) para absorber la radiación de onda más larga emitida por la Tierra. El efecto invernadero es un fenómeno que ocurre de manera natural y permite que la superficie terrestre se caliente más que lo que se calentaría en ausencia de la atmósfera. Algunos científicos creen que las crecientes emisiones de dióxido de carbono y metano provocadas por el hombre durante la combustión de combustibles fósiles incrementarán la magnitud del efecto invernadero, lo cual aumentará la temperatura en la atmósfera. Este fenómeno se conoce como calentamiento global.

Efecto de la isla calórica Domo de aire cálido que se forma en áreas urbanas debido a la presencia de edificios y superficies pavimentadas que continúan irradiando calor incluso después de la puesta del sol.

Elevación de la pluma Distancia desde la parte superior de la chimenea hasta la línea central horizontal de la pluma. La elevación de la pluma depende de las características de la chimenea y de los gases del efluente.

Espectro electromagnético Toda la variedad de radiación electromagnética, que incluye rayos x y gamma, de onda extremadamente corta, el espectro visible y ondas de radio muy largas.

Espiral de Ekman Cambio en la dirección del viento a altitudes diferentes dentro de la capa de fricción.

Estabilidad Característica de la atmósfera que impide el movimiento vertical del aire.

Estratosfera La segunda capa más baja de la atmósfera, que se inicia a una altitud de aproximadamente 12 km y termina a una altitud de aproximadamente 50 km. En la estratosfera se encuentra la capa de ozono, que protege a la Tierra de la radiación ultravioleta del sol.

Exactitud Monto en que una variable medida se desvía de un valor aceptado como válido o estándar.

Expansión en ascenso Condición que ocurre cuando una pluma se descarga a una atmósfera inestable por encima de una capa de inversión. La expansión en ascenso contribuye a la dispersión efectiva de contaminantes sin generar efectos notables en las concentraciones producidas en el nivel del terreno.

Flujo descendente aerodinámico Situación que ocurre cuando la pluma es arrastrada hacia abajo en un área de



estela turbulenta creada cuando el aire se mueve sobre y alrededor de los edificios. Esto puede incrementar las concentraciones de contaminantes inmediatamente a sotavento de la fuente. (También denominado flujo descendente del edificio).

Flujo descendente del edificio Véase flujo descendente aerodinámico.

Flujo descendente de la chimenea Situación que ocurre cuando la pluma desciende por detrás de la chimenea. Generalmente, se produce cuando la razón entre la velocidad de salida del viento y la velocidad de este es pequeña, lo cual reduce la presión en la estela de la chimenea.

Frente Límite entre dos masas de aire con diferentes características de humedad y temperatura.

Frente estacionario Frente en el que las masas de aire no se mueven.

Frente ocluido Frente que se forma cuando un frente más frío desplaza a otro más cálido.

Fuerza de Coriolis Desviación aparente de aire que se observa desde la superficie de la Tierra, debido a la rotación de la Tierra sobre su eje. La fuerza de Coriolis causa una desviación del viento a la derecha en el hemisferio norte y a la izquierda en el hemisferio Sur. Es uno de los factores que determina la dirección del viento.

Fuerza del gradiente de presión La presión que equilibra la fuerza que tiende a mover el aire de la presión alta a la baja.

Fumigación Condición que ocurre cuando una pluma se libera justo debajo de una capa de inversión y los contaminantes son transportados rápidamente hacia el suelo.

Gradiente vertical Gradiente en el cual la temperatura del aire cambia con la altura. El verdadero gradiente vertical en la atmósfera es aproximadamente -6 a -7 °C/km.

Gradiente vertical adiabático húmedo Gradiente en el cual la temperatura de una porción de aire que contiene vapor de agua cambia con la altura por encima de su punto de rocío. A diferencia del gradiente vertical adiabático seco, el gradiente vertical adiabático húmedo no es constante pero depende de la temperatura y la presión.

Gradiente vertical adiabático seco Gradiente en el cual la temperatura de una porción de aire seco cambia con la



altura. Porción de aire seco que se eleva en la atmósfera, se enfría en el gradiente de 9,8 °C/km y tiene un gradiente vertical adiabático seco de -9,8 °C/km.

Gradiente vertical ambiental Perfil real de temperatura del aire ambiental, generalmente considerado como una disminución en la temperatura con la altura (también se denomina gradiente ambiental prevalente o atmosférico).

Gradiente vertical subadiabático Gradiente vertical ambiental que cambia a una tasa menor que el gradiente vertical adiabático.

Gradiente vertical superadiabático Gradiente vertical ambiental que cambia a una tasa mayor que el gradiente vertical adiabático.

Inestabilidad Característica de la atmósfera que promueve el movimiento vertical del aire.

Inestabilidad condicional Característica de la atmósfera por la cual la capa inferior de aire se clasifica como estable y resiste el movimiento vertical del aire y una capa superior se clasifica como inestable y promueve el movimiento vertical del aire. La inestabilidad condicional ocurre cuando el gradiente vertical ambiental se enfría a una tasa menor que el gradiente vertical adiabático seco (capa estable) pero a una tasa mayor que el gradiente vertical adiabático húmedo (capa inestable).

Insolación Cantidad de radiación solar recibida en una hora y lugar específicos del sistema Tierra-atmósfera.

Inversión Véase inversión de la temperatura.

Inversión de la temperatura Condición atmosférica en que la temperatura se incrementa con la altitud.

Inversión frontal Inversión que generalmente está asociada con frentes fríos y cálidos. En el avance de cada frente, el aire cálido desplaza al frío y crea una inversión que generalmente se debe al movimiento horizontal de los frentes.

Inversión por advección Inversión basada en la superficie asociada con el flujo horizontal de aire cálido que se mueve encima de una superficie fría.

Inversión por radiación Es la forma más común de inversión superficial que ocurre con el enfriamiento acelerado de la superficie terrestre.



Inversión por subsidencia Tipo de inversión elevada, casi siempre asociada con sistemas de alta presión cuando el aire desciende y se calienta sobre una capa de aire más frío.

Isobaras Líneas que conectan puntos de igual presión.

Masa de aire Volumen de aire relativamente homogéneo con respecto a la temperatura y a la humedad, que adquiere las características de la región donde se forma y viaja.

Mesosfera Es la tercera capa más baja de la atmósfera, que se inicia a una altitud de aproximadamente 50 km y termina a una altitud de aproximadamente 80 km por encima de la Tierra.

Meteorología Ciencia de la atmósfera.

Meteorología de la contaminación del aire Estudio de la forma como los procesos atmosféricos -tales como el viento y el intercambio de calor- afectan el destino de los contaminantes del aire.

Modelo de sondeo Modelo simple de calidad del aire que se usa para determinar si se requieren herramientas más complejas y refinadas. Los modelos de sondeo tienden a generar estimados conservadores de las concentraciones de contaminantes.

Modelo estadístico de calidad del aire Modelo de calidad del aire que depende de análisis estadísticos de datos empíricos para predecir el comportamiento de contaminantes. Los modelos estadísticos se usan cuando la información científica sobre procesos químicos o físicos de una fuente es incompleta o vaga.

Modelo físico Modelo que requiere el uso de un túnel de viento u otra instalación de modelos de fluidos. El modelo físico puede ser útil para estudiar situaciones complejas de flujo tales como condiciones de edificios, terreno o flujo descendente de la chimenea.

Modelo gausiano de calidad del aire Modelo de calidad del aire que usa la ecuación de distribución gausiana (basada en la distribución normal o acampanada) para estimar las concentraciones de contaminantes no reactivos para una fuente única.

Modelo numérico de calidad del aire Modelo de calidad del aire que usa ecuaciones matemáticas y algoritmos para formular los conceptos científicos básicos de los procesos físicos y químicos que ocurren en la atmósfera. Generalmente, se usan para modelar fuentes de área en ubicaciones urbanas que incluyen contaminantes reactivos.



Neutral Característica de la atmósfera por la cual no se promueve ni se limita el movimiento vertical del aire.

Piranómetro Instrumento que mide la radiación directa y difusa en una superficie horizontal.

Pluma de abanico Tipo de pluma que ocurre en condiciones estables, a menudo en las primeras horas de la mañana durante una inversión por radiación. La pluma se puede extender a sotavento de la fuente por una distancia larga.

Pluma de cono Tipo de pluma característica de las condiciones atmosféricas neutrales o ligeramente estables. Es probable que ocurra en días nubosos o soleados entre la interrupción de una inversión y el desarrollo de condiciones diurnas inestables.

Pluma de espiral Tipo de pluma que ocurre en condiciones muy inestables y generalmente favorece la dispersión de contaminantes.

Porción de aire Cuerpo de aire relativamente bien definido que no se mezcla fácilmente con el aire circundante.

Potenciómetro Resistor variable que comúnmente se usa como un transductor de la dirección del viento. Cuando la dirección del viento cambia, el eje de la paleta del viento se mueve y hace que la resistencia del potenciómetro varíe.

Precipitación húmeda Remoción de contaminantes particulados del aire mediante precipitación.

Precipitación seca Remoción de contaminantes particulados del aire a través de la sedimentación gravitacional.

Radiación Energía que viaja en forma de ondas electromagnéticas desde una fuente, tal como el sol.

Radiómetro neto Sensor de radiación que sirve para medir la diferencia entre la radiación solar y la terrestre a través de una superficie horizontal.

Resolución En medición, los incrementos más pequeños que se pueden distinguir.



Termistor Tipo de termómetro de cambio de la resistencia, hecho de una mezcla de óxidos metálicos fusionados entre sí.

Termopar Sensor termoeléctrico que funciona bajo el principio de que el flujo de corriente eléctrica entre dos metales diferentes depende de la temperatura.

Termosfera es la cuarta capa más alta de la atmósfera, que se inicia a una altitud de aproximadamente 80 km y termina a una altitud de aproximadamente 320 km por encima de la Tierra.

Topografía Características físicas de la superficie terrestre tales como terreno plano o presencia de montañas y valles. La topografía influye en la manera como la Tierra y su aire circundante se calientan, así como en la manera como fluye el aire.

Transductor de velocidad del viento Instrumento que se usa para convertir la tasa de rotación de las cubetas o hélices de un anemómetro a una señal eléctrica apropiada para el registro y/o procesamiento.

Transparencia Calidad de la atmósfera que se refiere a la cantidad de radiación que penetra en la atmósfera y llega a la superficie terrestre sin ser agotada.

Troposfera La capa más baja de la atmósfera, que representa cerca de tres cuartos de la masa de la atmósfera y brinda a la Tierra su clima. La troposfera es la capa más importante de la atmósfera con respecto a la contaminación del aire, ya que virtualmente toda esta contaminación es emitida dentro de la troposfera.

Vientos alisios Vientos constantes que soplan desde las zonas de calma (30° de latitud) hacia el ecuador. Debido a la fuerza de Coriolis, los vientos alisios soplan desde el noreste en el hemisferio norte y desde el sudeste en el hemisferio Sur.

Viento geostrófico Viento que sopla por encima de la capa límite planetaria, donde no influye la fricción. El viento geostrófico sopla paralelamente con las isobaras.

Viento prevalente Dirección predominante desde donde sopla el viento en una ubicación específica.

Visibilidad Distancia que un observador puede ver a lo largo de un horizonte.

Zonas de calma (horse latitudes) Nombre dado a las latitudes de 30° que data de la época en que los barcos



viajaban al Nuevo Mundo y se encalmaban ahí, lo cual hacía que los alimentos y provisiones se volvieran escasos. De acuerdo con la leyenda, los tripulantes se comían a los caballos o éstos eran arrojados por la borda. A medida que el aire se hunde en esta región, el cielo se muestra despejado y los vientos superficiales son suaves y variables.

Zona de convergencia intertropical (ZCIT) Frontera cerca del ecuador donde los vientos alisios del noreste convergen con los vientos alisios del sudeste.



GLOSARIO BÁSICO DE TÉRMINOS URBANOS

Actividades de la población

"Síntesis de todas las diversas acciones que los habitantes de una ciudad pueden realizar, tales como trabajar, recrearse, trasladarse, comerciar o hacer uso de servicios" (Schjetnan, Calvillo y Peniche, 1997:27).

Aglomeración social "Concentración y articulación de elementos sociofísicos dentro de una unidad territorial" (Pliego, 1994: 13).

Alberca deportiva "Inmueble y conjunto de instalaciones destinados a la práctica formal de los deportes acuáticos como la natación en sus diversas modalidades, los clavados, waterpolo, buceo, nado sincronizado, entre otros, con fines competitivos y de espectáculo al público" (SEDESOL, 1999).

Andador "Patrón tipo parrilla donde la mayoría de lotes tienen acceso a través de un pasaje peatonal con playas de estacionamiento comunes" (Bazant, 2003:65).

Andador "Sendero por el que el usuario de una zona habitacional puede llegar a las zonas de servicio sin mezclarse o cruzarse con los vehículos" (Corral, 2001:65).

Asentamiento humano "Espacio o territorio en el que una comunidad humana se desarrolla a través de su historia" (Schjetnan, Calvillo y Peniche, 1997:4).

Asentamiento rural "Sus habitantes se dedican fundamentalmente a actividades agropecuarias o primarias" (Schjetnan, Calvillo y Peniche, 1997:4).

Asentamiento urbano "Predomina la industria o actividades secundarias y la prestación de servicios o actividades terciarias" (Schjetnan, Calvillo y Peniche, 1997:4).

Calle "Es el resultado del crecimiento en superficie de una localidad después de haber rodeado densamente la plaza central con edificaciones. La calle organiza la distribución de terrenos y comunica cada una de las parcelas. Tiene un carácter más utilitario que l de la plaza y, dada su estructura, crea por sí sola un ambiente de tránsito y rapidez" (Bazant, 2003:84).

Calle "Espacio por el cual se traslada la población y también organiza y comunica los predios y edificios" (Schjetnan, Calvillo y Peniche, 1997:27).

Capacidad vial "Cantidad de vehículos que pueden circular por hora en una vía sin provocar congestionamientos" (Corral, 2001:57).

Centro deportivo "Elemento constituido por un conjunto de canchas al descubierto con instalaciones complementarias y de apoyo, destinadas a la práctica organizada de los deportes, así como de espacios acondicionados para el esparcimiento de los niños" (SEDESOL, 1999).

Ciudad "Nivel más inmediato de la praxis social de las clases constituidas a partir de los sectores secundario y terciario de la sociedad capitalista: su ámbito de vida cotidiana" (Pliego, 1994:17).

Ciudad "Asentamiento de tipo urbano, integrado por una comunidad urbana y un medio físico en continua interacción" (Schjetnan, Calvillo y Peniche, 1997:6).

Ciudad "La alta concentración de población en un lugar determinado, en donde la mayoría de esta se dedica a actividades no agrícolas, y que



además posee el poder administrativo y es representativa del sistema económico, social y político" (Ducci, 2005:44).

Ciudad "Una ciudad es un espacio geográfico creado y transformado por el hombre, con alta concentración de población" (INEGI).

Ciudad "Las ciudades han sido denominadas como las más altas formas de organización social" (ONU, 2002).

Ciudad deportiva "Conjunto de gran extensión de terreno, constituido por instalaciones deportivas a cubierto y descubierto, destinadas principalmente a la práctica organizada del deporte y a realizar competencias deportivas; así como por áreas adecuadas para la recreación de los niños" (SEDESOL, 1999).

Clase social "La situación de poder que presenta un grupo social como resultado del nivel de gestión que tiene respecto de la producción y circulación de los bienes y servicios sociales; dicha situación genera oportunidades desiguales para apropiarse de la riqueza material y cultural" (Pliego, 1994:18).

Coeficiente de eficiencia "Número de personas que una unidad de servicio de cualquier tipo puede atender eficientemente" (Corral, 2001:98).

Coeficiente de uso "Indica el tamaño mínimo de población que necesita tener un desarrollo para instalar en él una unidad de servicio determinada" (Corral, 2001:98).

Comunicación "Medios que utiliza la población para desplazarse dentro de la ciudad, siendo la vialidad y el transporte" (Schjetnan, Calvillo y Peniche, 1997:27).

Economía urbana "Aplicación de la ciencia económica al estudio de la ciudad, a la que ve como vasto mercado de producción y consumo, como un sistema organizado económicamente" (Ducci, 2005:77).

Equipamiento urbano "Sistema de elementos que permiten la reproducción ampliada de la fuerza de trabajo" (Oseas y Mercado, 2004:73).

Equipamiento urbano "Conjunto de edificios y espacios destinados a dar servicios especializados a la población, o donde se realizan actividades comunitarias, clasificándose en: • Educacional • Salud • Comerciales • Culturales • Recreativos • Deportivos • De comunicaciones • De transporte • Municipal" (Ducci, 2005:61).

Equipamiento urbano "Edificios y áreas libres que prestan servicios significativos a la población, clasificados en • Educación • Salud • Recreación • Abastos • Servicios" (Corral, 2001:18).

Espacio abierto urbano "Espacio que se encuentra entre edificios y que por lo tanto está contenido por el piso y las fachadas de los edificios que lo limitan. Se clasifica en tres tipos básicos: la calle, la plaza y el parque" (Schjetnan, Calvillo y Peniche, 1997:28).

Espacios adaptados "Todos aquellos espacios en donde se realizan las actividades de la población. Estos son abiertos (calles, plazas, parques, etc.) o cerrados (viviendas, industrias y equipamiento)" (Schjetnan, Calvillo y Peniche, 1997:27).

Estructura urbana "Una aglomeración social, cuya especificidad reside en ser el nivel más inmediato de la praxis social de las clases constituidas a partir de los sectores secundario y terciario de la sociedad industrial: su ámbito de vida cotidiana" (Pliego, 1994: 13).



Fraccionamientos "Subdivisión de un terreno en lotes o parcelas con características de dimensiones y uso específico, de acuerdo con las normas legales vigentes, en la cual el fraccionador es responsable de prever, proveer o donar al municipio o a la comunidad las vías públicas y los espacios requeridos por los servicios de equipamiento urbano, así como de ejecutar las obras necesarias para el saneamiento y las instalaciones o servicios públicos municipales de infraestructura" (Corral, 2001:85 citando al glosario de términos urbanísticos).

Geoestadística "La geoestadística ofrece una manera de describir la continuidad espacial, que es un rasgo distintivo esencial de muchos fenómenos naturales, y proporciona adaptaciones de las técnicas clásicas de regresión para tomar ventajas de esta continuidad" (Iturbe, 2009, citando a Isaaks y Srivastava, 1989).

Geoestadística "Rama de la estadística que trata fenómenos espaciales" (Iturbe, 2009, citando a Journel y Huijbregts, 1978).

Gimnasio deportivo "Espacio a cubierto con un conjunto de instalaciones donde se realizan actividades deportivas principalmente, como son: basquetbol, volibol, gimnasia de piso y con aparatos, pesas, boxeo, entre otras" (SEDESOL, 1999).

Habitación "Se puede clasificar en residencial, media y popular, de acuerdo con el estrato socioeconómico que la ocupa, o en unifamiliar, dúplex o multifamiliar, según el número de familias que ocupen cada unidad" (Ducci, 2005: 60).

Imagen urbana "Impresión que la gente tiene acerca de su ciudad, debido a olores, memoria, símbolos, experiencias, costumbres, etc., que afectan a cada persona de acuerdo a sus condiciones particulares" (Schjetnan, Calvillo y Peniche, 1997:27).

Incompatibilidad de usos del suelo

"Usos que hacen daño entre sí, debido a su proximidad o por los efectos negativos que se producen" (Corral, 2001:51).

Inmuebles para espectáculos deportivos

"Inmuebles constituidos por grandes instalaciones donde se desarrollan eventos deportivos de diversos tipos, como espectáculo organizado para la recreación y esparcimiento de la población en general; dentro de estas instalaciones se encuentran los estadios de futbol, beisbol, tenis, frontón, plazas de toros, lienzos charros, arenas de box y lucha, pistas de patinaje, hipódromos, galgódromos, autódromos, entre otros" (SEDESOL, 1999).

Intensidad de uso del suelo

"Relación existente entre la superficie contruida dentro de un predio y la superficie del mismo" (Oseas y Mercado, 2004:59).

Intersección "Espacio donde se unen o cruzan dos o más vías terrestres. Se clasifican en intersecciones a nivel y a desnivel" (Corral, 2001:69).

Jardín vecinal "Espacio abierto y arbolado de servicio vecinal, destinado al paseo, descanso y convivencia de la población; por su proximidad con las zonas de vivienda, generalmente cuenta con andadores y lugares de descanso, juegos y recreación infantil, kiosco, fuente de sodas, sanitarios y áreas verdes" (SEDESOL, 1999).

Jerarquía Vial "Es la clasificación de las diferentes vías dentro de la trama vial de la ciudad, según su importancia" (Corral, 2001:57).

Juegos infantiles "Superficie acondicionada y delimitada para la recreación infantil; plana o con desniveles generalmente integrada con áreas de juegos y plazas, andadores áreas de descanso y áreas verdes, adecuadas a las edades de la población infantil usuaria" (SEDESOL, 1999).



Lotificación "Acción y efecto de dividir un terreno en lotes o parcelas pequeñas" (Corral, 2001).

Marginalidad ecológico-urbana

"Exclusión de beneficios que, teóricamente proporciona la ciudad. Se manifiesta por la carencia de servicios, por una vivienda inadecuada, por malas condiciones del entorno físico y por dificultad de acceso a otras zonas de la ciudad" (Ducci, 2005:74).

Módulo deportivo "Superficie acondicionada para la práctica organizada o libre de uno o más deportes en canchas e instalaciones complementarias y de apoyo, delimitando estos espacios y canchas con las dimensiones reglamentarias de cada deporte, y acondicionándolas con las instalaciones y aditamentos propios de las disciplinas deportivas que la integran" (SEDESOL, 1999).

Parque "Espacio urbano en el que predominan los elementos naturales: árboles, plantas, pastos, etc. ES decir, son zonas en que predominan las áreas naturales sobre lo construido" (Schjetnan, Calvillo y Peniche, 1997:31).

Parque de barrio "Espacio abierto arbolado destinado al libre acceso de la población en general para disfrutar del paseo, descanso y recreación. Su localización corresponde a los centros de barrio, preferentemente vinculado con las zonas habitacionales" (SEDESOL, 1999).

Parque urbano "Área verde al aire libre que por su gran extensión cuenta con áreas diferenciadas unas con otras por actividades específicas, y que por éstas características particulares, ofrece mayores posibilidades para paseo, descanso, recreación y convivencia a la población en general" (SEDESOL, 1999).

Plaza "Resulta de la agrupación de casas alrededor de un espacio libre. Dicha disposición permite que los residentes de las edificaciones colindantes tengan acceso directo al espacio exterior, y que éste aún permanezca accesible para el resto de la población" (Bazant, 2003:83).

Plaza "Resultado de la agrupación de casas alrededor de un espacio libre, o del ensanchamiento de una sección o parte de una calle; es un espacio para reunirse o recreación" (Schjetnan, Calvillo y Peniche, 1997:30).

Plaza cívica "Espacio abierto destinado a la reunión de la población para participar en eventos de interés colectivo de carácter cívico, cultural, recreativo, político y social entre otros, generalmente se localiza en el centro de la localidad, en relación directa con los edificios de gobierno y de la administración pública, así como en centros o núcleos de servicios a escala de sectores y barrios urbanos" (SEDESOL, 1999).

Porcentaje de población atendida

"Porcentaje de la población total de un desarrollo que necesita contar con cualquiera de los servicios en particular" (Corral, 2001:98).

Postes "Los postes más comúnmente usados en el alumbrado público son: • Punta de poste: la luminaria se encuentra en la parte superior del poste. • Látigo: es un poste curvo y su extensión de base se prolonga como brazo en cuya punta se encuentra la luminaria. • Poste tipo “T”: poste en cuya parte superior se encuentran dos brazos, cada uno con su luminaria. • Poste múltiple: se encuentran en su parte superior varios brazos, cada uno con una luminaria. • Lateral sin brazo (o adosado): Poste en cuyo extremo superior tiene una luminaria colocada sobre un lado. • Lateral con brazo (o tipo bandera): Poste en cuyo extremo superior tiene un brazo, en donde está colocada la luminaria." (Bazant, 2003:325).



Privada o cluster "Se refiere a que las calles sean sólo de tránsito local, exclusivamente para el uso de las familias que ahí residen, dándole cierta privacidad a la calle" (Bazant, 2003:67).

Radio de giro "Distancia mínima que un vehículo requiere para dar vuelta" (Corral, 2001:66).

Radio de influencia "Indica la distancia máxima estimada hasta la cual tiene influencia una unidad de servicio o visto de otra forma, se refiere a la distancia máxima desde donde puede acudir la población a una unidad específica de servicio. La determinación del radio de influencia se basa en que los recorridos que realice el usuario para utilizar el servicio no sean excesivos" (Corral, 2001:98).

Redes "Conjunto de instalaciones que abastecen los edificios y las actividades; y desalojan los desechos, haciendo posible el funcionamiento de la ciudad (red de agua potable, drenaje, electricidad, etc.)" (Schjetnan, Calvillo y Peniche, 1997:27).

Sala de cine "Inmueble destinado para la proyección de películas, en el que se llevan a cabo varias funciones al día con el fin de ofrecer a la población en general un espectáculo de carácter recreativo; normalmente es operado por el sector privado" (SEDESOL, 1999).

Salón deportivo "Inmueble e instalaciones destinados esencialmente a la práctica libre u organizada de diversos deportes y juegos de salón como son: futbol, patinaje, boliche, billar, ping pong, ajedrez y dominó, entre otros, los cuales pueden ser operados en forma independiente o agrupados" (SEDESOL, 1999).

Supermanzana(SM) "Se caracteriza por el sembrado de edificios, conformando plazas que se repiten. No hay control de accesos y los estacionamientos son comunes y adosados a la calle perimetral; la circulación interior es a través de andadores y las trayectorias son abiertas. Las relaciones sociales no florecen porque los espacios interiores son de dominio público" (Bazant, 2003:68).

Terreno comunal "Tierras de copropiedad en donde se disfruta de tierras, aguas y bosques que les pertenezcan o que les hayan restituido" (Bazant, 2003:131).

Terreno ejidal "Cuando se encuentran legalmente establecidos en copropiedad varias fracciones de terreno o varios propietarios registrados ante la Secretaría de la Reforma Agraria, con carácter de inalienable" (Bazant, 2003:131).

Terreno privado "Cuando existen escrituras legalmente registradas a favor de un propietario que usufructúa el predio con absoluta libertad" (Bazant, 2003:131).

Terreno público "Tierras de uso común. Propiedad de la nación, bienes de dominio público de la federación" (Bazant, 2003:131).

Tipos de uso del suelo "Se clasifican los usos del suelo de la siguiente manera: • Uso residencial y sus derivados: unifamiliar, dos familias, grupos de familias, multifamiliar, turistas en tráiler park o camping, hoteles, moteles. • Uso negocios, comercial y derivados: locales de oficinas y bancos, negocios en general, negocios especializados y recreación como teatros, cines, centros sociales, culturales. • Uso industrial y derivados: industria ligera, de transformación y pesada. • Vialidad: Vía rápida, primaria, secundaria, local, andadores. • Usos públicos y derivados: parques, escuelas públicas, edificios públicos o institucionales. • Semipúblicos y derivados: iglesias, edificios



semipúblicos, cementerios. • Uso agrícola y derivados: Tierra fértil agrícola o de usos agropecuarios. • Zona de reserva: para urbanización futura o para reserva ecológica. • Zonas recreativas: campos de juego, estadios, albercas, autódromos, hipódromos, etc." (Bazant, 2003:156).

Unidad deportiva "Espacio conformado por un conjunto de instalaciones deportivas a cubierto y descubierto, destinadas principalmente a la práctica organizada del deporte y a la realización de competencias deportivas; así como el esparcimiento en espacios acondicionados exprofeso para los niños" (SEDESOL, 1999).

Urbanismo "Es el estudio y planeación de las ciudades y de las regiones donde éstas se asientan" (Ducci, 2005:9).

Urbanización "Crecimiento de las ciudades en número y tamaño, de igual forma, añade que fue como resultado de la Revolución Industrial" (ONU, 2002).

Usos del suelo "Se refiere a la distribución geográfica espacial planificada de la ocupación del suelo para fines urbanos, como habitación, comercio, servicios comunitarios, vialidad y áreas libres" (Secretaría de Asentamientos Humanos y Obras Públicas, 1978, citada por Corral, 2001:49).

Usos del suelo condicionados (compatibles con restricción)

"Aquellos para cuya aprobación se requiere de la realización de estudios específicos por parte de las autoridades correspondientes" (Corral, 2001:51).

Usos del suelo expresamente prohibidos (incompatibles)

"Aquellos que muestran su incompatibilidad con otros usos, debido al grado de contaminación que producen, al deterioro que pueden ocasionar al medio urbano o porque ponen en peligro la vida y la salud de los habitantes y, por tanto, se prohíbe su ubicación" (Corral, 2001:51).

Usos del suelo permitidos (compatibles)

"Aquellos que debido a su compatibilidad, se establecen sin ninguna restricción" (Corral, 2001:51).

Vialidad Local "También conocida como calle local o de penetración, “es la vía destinada únicamente para el tránsito local de acceso a las viviendas" (Bazant, 2003:208).

Vialidad Local "Tiene como función conectar a los predios con la vialidad secundaria y permitir a su vez el acceso directo a las propiedades" (Corral, 2001:62).

Vialidad primaria "También se refiere a la “avenida primaria o principal que estructura funcionalmente a la ciudad, para permitir desplazamientos vehiculares y de transporte público de un extremo a otro" (Bazant, 2003:208).

Vialidad primaria "Está constituida fundamentalmente por las calzadas y avenidas principales de una ciudad" (Corral, 2001:58).

Vialidad secundaria "También conocida como vía secundaria o colectora, “se desprende de las avenidas primarias y su función es dar acceso al interior de los distritos residenciales, comerciales o industriales que conforman la ciudad" (Bazant, 2003:208).

Vialidad secundaria "Sirve al tránsito interno de una zona o distrito, la cual conecta con la vialidad primaria. Se usa normalmente para viajes de paso dentro de un distrito y para dar acceso a los predios" (Corral, 2001:61).

Vías de acceso "Es el circuito o eje urbano rápido que “intercomunica entre zonas



controlado distantes de la ciudad" (Bazant, 2003:209).

Vías de acceso controlado

"Permiten la circulación de grandes volúmenes de vehículos a alta velocidad, y su utilización en la ciudad tiene por objeto solucionar el desplazamiento a grandes distancias" (Corral, 2001:57).

Vías peatonales "Corredores o calles exclusivas para el uso del peatón, y las banquetas y camellones se deben considerar como vialidad mixta" (Corral, 2001:65).

Zona "Espacio geográfico delimitado en función de características u objetivos específicos" (Secretaría de Asentamientos Humanos y Obras Públicas, 1978, citada por Corral, 2001:49).

Zona de mezcla "Longitud que necesita un vehículo para incorporarse a una vialidad, cambiar de carril y preparar su giro a izquierda o derecha" (Corral, 2001:69,70).

Zonificación "Parte de la zonificación de usos del suelo que limita a un espacio geográfico urbano" (Secretaría de Asentamientos Humanos y Obras Públicas, 1978, citada por Corral, 2001:49).

Área de ferias y exposiciones

"Elemento constituido por áreas cubiertas y descubiertas acondicionadas adecuadamente para la instalación de ferias regionales, en las que se realizan exposiciones ganaderas, agrícolas, comerciales, industriales, tecnológicas o del Sector Público, entre otras" (SEDESOL, 1999).

Área requerida "Indica la superficie aproximada de metros cuadrados que se requieren por cada 100 habitantes para cada servicio" (Corral, 2001:98).

Área total del suelo urbano

"Área total requerida para el desarrollo del fraccionamiento, como la habitación, los servicios de equipamiento urbano, la vialidad y las áreas libres, incluidas las donaciones" (Corral, 2001:98).

Áreas verdes "Se refiere a los parques y jardines que deben dosificarse en los fraccionamientos, área en la cual se incluyen los juegos de niños" (Corral, 2001:105).



COSTO DE EQUIPAR COMPLETAMENTE UNA ÚNICA ESTACIÓN PARA

MONITOREAR EL AIRE AMBIENTAL SEGÚN NAAQSS DE EPA 2004

CONTAMINANTE TÉCNICA COSTO

SO2 Fluorescencia UV $ 9,167

NOx Quimio-luminiscencia $ 10,050

O3 Absorción UV $ 12,200

CO Correlación del Filtro de Gas

$ 8,900

PM-2.5 Radiación Beta $ 13,885

Calibrador Calibrador Multi-Puntual

$ 7,376

Estación Met Estación de Clima $ 8,050

Data Logger Data Logger $ 9,100

Visibilidad Cámara Digital $ 3,000



COSTO TÍPICO DE VARIAS OPCIONES DE MONITOREO 2004

Muestreador TSP $ 1,650

Flujo de Masa TSP $ 2,600

PM-10 (Tiempo Integrado) $ 5,200

PM-10 (Tiempo Real) $ 10,500

PM-2.5 (Tiempo Integrado) $ 7,400

PM-2.5 (Tiempo Real) $ 15,500

Muestreador TSP Portátil $ 2,500



ÍNDICE DE CALIDAD DEL AIRE EPA- EEUU

Descriptores Declaración de Precaución

Buena 0 – 50 No hay mensaje

Moderada

51 – 100

Personas inusualmente sensibles

Dañina a la Salud de los Grupos Sensitivos 101 – 150

Grupos identificables en riesgo – grupos diferentes para diferentes contaminantes

Dañina a la Salud

151 - 200

Público General en riesgo; grupos sensibles en riesgo alto

Muy Dañina a la Salud 201 - 300 Público general en riesgo alto; grupos sensibles en mayor riesgo

UMBRALES DEL AQI PARA EL OZONO

Categoría Descriptiva Número AQI Promedio para 8 Horas (ppm)

Buena 0 – 50 0 – 0.059

Moderada 51 – 100 0.06 – 0.075

Insalubre para Personas Sensibles 101 – 150 0.076 – 0.095

Insalubre 151 – 200 0.096 – 0.115

Muy Insalubre 201 – 300 0.116 – 0.374

Peligrosa 301 – 500 (indefinido)



SITIOS PROPUESTA DE RED DE MONITOREO

universidad nacional autonoma de honduras...

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