análisis social de alternativas para reducir la emisión

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ANÁLISIS SOCIAL DE ALTERNATIVAS PARA REDUCIR LA EMISIÓN DE CONTAMINANTES
AL AIRE EN EL ÁREA METROPOLITANA DE MONTERREY

Abril de 1996
Participantes:
Ing. Jesús José Espinoza Mendivil
Lic. Carlos Agustín Gorrosino Hernández
Lic. Jesús Ángel Govea Loredo
Ing. Jorge Alfonso Moreno Velasco
Lic. Jorge Ramos Mora
Ing. Alfonso Zamora Martínez
Lic. María Dolores A. Zapico Sifuentes
ÍNDICE
RESUMEN EJECUTIVO Y CONCLUSIONES
CAPÍTULO I ASPECTOS FÍSICOS, DEMOGRÁFICOS Y ECONÓMICOS DEL ÁREA
METROPOLITANA DE MONTERREY (AMM)
1.1 Aspectos físicos
1.1.1 Localización y extensión territorial
1.1.2 Geografía y topografía
1.1.3 Vientos predominantes
1.1.4 Temperatura
1.1.5 Precipitación pluvial
1.2 Aspectos demográficos y económicos
1.2.1 Demografía
1.2.2 Actividad económica
1.2.3 Infraestructura
CAPÍTULO II ASPECTOS TÉCNICOS SOBRE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE
2.1 Origen de contaminantes en el aire
2.2 Principales contaminantes en el AMM
2.2.1 Monóxido de carbono (CO)
2.2.2 Óxidos de azufre (SO )
2
2.2.3 Óxidos de nitrógeno (NO )
x
2.2.4 Ozono (O )
3
2.2.5 Partículas suspendidas totales (PST)
CAPÍTULO III TEORÍA ECONÓMICA PARA LA EVALUACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN
DEL AIRE
3.1 Beneficios y costos de la contaminación
3.2 Nivel óptimo de contaminación
3.2.1 Programas y estudios para el diseño de políticas económicas para el control de la
contaminación atmosférica
3.3 Políticas económicas para el control de la contaminación atmosférica
CAPÍTULO IV DIAGNÓSTICO DE LA CONTAMINACIÓN DEL AIRE EN EL AMM
4.1 Relación de aspectos climáticos con la contaminación
4.1.1 Geografía
4.1.2 Dirección y velocidad de los vientos
4.1.3 Temperatura
4.1.4 Precipitación pluvial
4.2 Origen de los contaminantes del aire
4.2.1 Fuentes antropogénicas
4.2.2 Fuentes naturales
4.3 Sistema de monitoreo ambiental (SIMA)
4.3.1 Medición de los contaminantes por estación
4.3.2 Horas sobre la norma de calidad del aire
4.3.3 Comportamiento de los contaminantes
4.3.4 Marco regulatorio
4.4 Conclusiones
4.5 Alternativas de solución
4.5.1 Fuentes antropogénicas
4.5.2 Fuentes naturales
4.5.3 Modelos de dispersión
CAPÍTULO V SUSTITUCIÓN DE COMBUSTIBLE Y CAMBIOS TECNOLÓGICOS EN EL
SECTOR PRODUCTOR DE ENERGÍA
5.1 Evaluación privada
5.1.1 Cambio de combustóleo por gas natural
5.1.2 Intercambio de equipo actual por otro con nueva tecnología
5.2 Evaluación social
5.2.1 Intercambio de combustible
5.2.2 Intercambio del equipo actual por otro con nueva tecnología
CAPÍTULO VI ANÁLISIS DE ALTERNATIVAS PARA REDUCIR LA EMISIÓN DE
CONTAMINANTES POR FUENTES MÓVILES
6.1 Antecedentes
6.2 Análisis de alternativas para reducir la emisión de contaminantes
6.2.1 Eliminación de unidades contaminantes
6.2.2 Mejoramiento de la calidad de los combustibles
6.2.3 Sustitución de combustibles
6.2.4 Diseño de tecnologías menos contaminantes
6.2.5 Alternativas de impuestos
6.3 Conclusiones
CAPÍTULO VII ESTABLECIMIENTO DE UN MERCADO DE BONOS DE EMISIÓN
7.1 Implementación en el AMM
7.2 Asignación
7.3 Criterio de decisión
7.4 Resultados esperados
7.5 Costos asociados al programa
7.6 Consideraciones
7.7 Alcance del esquema
7.8 Simulación numérica
CAPÍTULO VIII INCORPORACIÓN DE UNA VARIABLE AMBIENTAL PARA PROYECTOS
DE PAVIMENTACIÓN DE CALLES EN EL AMM
8.1 Metodología
8.1.1 Antecedentes generales
8.1.2 Estimación de reducción de emisiones de partículas
CAPÍTULO IX CONCLUSIONES, RECOMENDACIONES Y LIMITACIONES
9.1 Conclusiones
9.1.1 Fuentes antropogénicas
9.1.2 Fuentes naturales
9.2 Recomendaciones
9.3 Limitaciones
9.3.1 Composición de los combustibles
9.3.2 Composición de emisiones según su fuente de emisión
9.3.3 Estudios del medio ambiente

ANEXOS

ANEXO 1 Clasificación de partículas contaminantes
ANEXO 2 Estimación de las emisiones de fuentes fijas por gas natural, 1995
ANEXO 3 Estimación de emisión de contaminantes al aire por el sector industrial y productor
de energía
ANEXO 4 Estimación de las emisiones de contaminantes por consumo de combustóleo
ANEXO 5 Estimación de porcentajes de contribución de combustóleo y gas natural en las
emisiones totales por su consumo, 1995
ANEXO 6 Emisión por quema de combustible
ANEXO 7 Emisión con combustibles alternos
ANEXO 8 Estimación de emisiones por fuentes móviles
ANEXO 9A Estimación de las emisiones de NO por vehículo y modelo
x
ANEXO 9B Reducción de emisiones por avances tecnológicos
ANEXO 10 Estimación de las emisiones de fuentes móviles en base a su factor de emisión y
su consumo de combustible
ANEXO 11 Cálculo de contribuciones de fuentes fijas y móviles a la emisión de contaminantes
ANEXO 12 Estimación de la reducción de emisiones por el intercambio de combustibles
ANEXO 13 Costos actuales de generación de energía en base a combustóleo y gas natural
ANEXO 14A Costos de generación de energía en base a gas natural
ANEXO 14B Costos de generación de energía en base a gas natural
ANEXO 15 Sustitución de equipo cambio tecnológico
ANEXO 16 Cálculo de los incrementos en costos y beneficios por la sustitución de
combustóleo por gas natural
ANEXO 17 Estimación de los beneficios por disminución de costos de salud, derivados de la
posible reducción en el nivel de concentración de contaminante pm-10
(microgramos por metro cúbico) en el aire
ANEXO 18 Cálculo de los incrementos en costos y beneficios derivados del proyecto de
cambio tecnológico
ANEXO 19 Dependencias encargadas del medio ambiente
ANEXO 20 Inventario de automóviles privados en el AMM
ANEXO 21 Estimación de impuesto por contaminación y programa de verificación para autos
marca NISSAN, tipo SEDÁN austero
ANEXO 22 Comentarios panel evaluador
GLOSARIO DE TÉRMINOS
ABREVIATURAS
BIBLIOGRAFÍA
GLOSARIO DE TÉRMINOS
Ambiente.- Conjunto de elementos naturales o inducidos por el hombre que interactúan en un
espacio y tiempo determinado.
Aprovechamiento racional.- Es la utilización de los elementos naturales en forma que resulte
eficiente, socialmente útil y procure su preservación y la del ambiente.
Áreas naturales de interés social.- Las zonas del municipio no consideradas estatales o federales
en que los ambientes originales no han sido significativamente alterados por las actividades del
hombre y que por consiguiente quedan sujetas a protección.
Compuestos con azufre.- SO bióxido de azufre.
2
Contaminación visual.- Es el desorden producido por desperdicios en áreas públicas incluyendo
mal manejo de gravados en monumentos, edificios, casas, etc. Así como el que producen los
anuncios publicitarios en número excesivo, mal colocados que obstruyen la visibilidad o que alteren
la fisonomía urbana o natural.
Contaminación.- La contaminación del aire, puede ser definida como la presencia en la atmósfera
de uno o más contaminantes o de cualquier combinación de ellos que causen desequilibrio
ecológico.
Contaminante.- Toda materia o energía en cualquiera de sus estados físicos y formas, que al
incorporarse, o actúen en la biosfera, agua, suelo, flora, fauna o cualquier elemento natural que
altere o modifique la composición natural.
Contaminantes primarios.- Son los emitidos por emisores fijos, fábricas y automóviles.
Contaminantes secundarios.- Se forman en la atmósfera por reacción química entre los
contaminantes primarios se incluye el ozono.
Contingencia ambiental.- Es toda aquella situación de riesgo, derivada de actividades humanas y
fenómenos naturales que puedan poner en peligro la integridad de uno o más ecosistemas.
Control.- Son todos aquellos actos tendientes a lograr la preservación ecológica y que incluyen la
inspección, la vigilancia y aplicación de las medidas necesarias para el cumplimiento de este
ordenamiento y de más leyes aplicables.
Ecosistema.- Es la unidad básica fundamental de interacción de los organismos vivos entre sí, y de
éstos con el ambiente en un espacio y tiempo determinado.
Educación ecológica.- Son todos aquellos programas educativos continuos referentes a la ecología
donde se modelen conductas sanas encaminadas a respetar el medio en que vivimos.
Elemento natural.- Los elementos físicos, químicos y biológicos que se presentan en un tiempo y
lugar determinado sin la inducción de las personas.
Emergencia ecológica.- Situación derivada de las actividades humanas o fenómenos naturales que
al afectar severamente sus elementos, pone en peligro los ecosistemas.
Emisión.- Descarga directa o indirecta a la atmósfera de toda sustancia, en cualquiera de sus
estados físicos o de energía.
Equilibrio ecológico.- Relación de interdependencia entre los elementos que conforman el ambiente
que hace posible la existencia, transformación y desarrollo de la persona y demás seres vivos.
Fuente fija.- Toda instalación establecida en un solo lugar.
Fuente móvil.- Equipo y maquinarias no fijos.
Hidrocarburos oxigenados.- Son vapores emitidos a la atmósfera por manipulación de la gasolina,
rociado de pintura, entre otros. Son cancerígenos.
Inmisión.- La entrada de aire a los pulmones.
Morbilidad.- Porción de enfermos en lugar y tiempo determinado.
Monóxido de carbono.- Molécula de oxígeno y carbono, producto de la combustión incompleta de
los motores y es arrojado por los escapes de los autos.
Óxidos de carbono.- El bióxido de carbono CO es producto de quemar carbón, petróleo, una
2
propiedad es que absorbe la radiación.
RESUMEN EJECUTIVO Y CONCLUSIONES
1. Definición y objetivo del proyecto
El Área Metropolitana de Monterrey (AMM) constituye el centro de la actividad industrial y
económica del Estado de Nuevo León, y su concentración urbana ha
generado los problemas propios de un área industrial, entre ellos, la
contaminación del aire, ocasionando con esto una preocupación tanto
para las autoridades como para la sociedad.
El diagnóstico de la condición ambiental del aire en el AMM muestra que efectivamente la
contaminación es un problema para la sociedad. El número de horas sobre la norma de
calidad del aire se duplicó en 1994 con 1,368 horas comparado con 1993 con 628 hrs.; las
horas (345 hrs.) sobre la norma de 1995 sufrieron una baja considerable lo que se estima
fue provocado por el cierre de industrias y la baja inversión en la obra pública. Derivado de
este diagnóstico, surge la idea de realizar un proyecto con el objetivo de analizar medidas
para reducir las emisiones al aire, cuyo análisis económico demuestre la conveniencia para
la sociedad de su materialización.
El grado de profundidad del análisis de cada medida varía en función del nivel de
información disponible, la cual es restringida. Al respecto, las principales limitantes
observadas para la elaboración del estudio fue la falta de información sobre los efectos de
los contaminantes a la sociedad, así como el comportamiento de éstos una vez que se
encuentran en la atmósfera de la región de estudio. En este sentido se carece de estudios
de barrido ambiental, así como de modelos de dispersión de contaminantes para el AMM
que permitan establecer la relación entre emisiones e inmisiones. En razón de ello, el
trabajo se centrará en el análisis de las emisiones de contaminantes.
2. Situación actual
El Área Metropolitana de Monterrey (AMM) cuenta con aproximadamente 2,800,000
habitantes, y ocupa 3,623.4 kilómetros cuadrados, el 5.6% del territorio
estatal cuya superficie comprende 9 de los 51 municipios que lo integran.
Se estima que operan en el Estado 8,892 empresas industriales, de las cuales el 96.8%
están establecidas en el AMM. Asimismo, se considera que el inventario de parque
vehicular asciende a 698,000 unidades, provocando con esto que la contaminación al aire
no sea provocada por la magnitud de las emisiones, sino porque éstas se concentran en
pequeñas áreas del medio ambiente circunscrito a los centros urbanos.
Por otra parte, el medio físico del AMM dificulta la diseminación de contaminantes;
se caracteriza por tener vientos dominantes provenientes del este y sureste en el
verano, es decir del municipio de Guadalupe hacia el municipio de Santa Catarina;
situación que cambia en la época invernal en la cual los vientos provienen del
noreste, es decir del municipio de San Nicolás hacia Santa Catarina, lo que nos
señala hacia dónde son arrastrados los contaminantes por acción eólica. Durante el
año, los vientos registran una velocidad promedio entre 4 y 15 km/hr, (se considera
que un nivel de 25 km/hr resultaría óptimo para una fácil dispersión de los
contaminantes), los cuales, al chocar con la Sierra Madre Oriental y el Cerro de la
Silla bajan aún más su velocidad, provocando que los contaminantes queden
atrapados en la zona. El clima es semiseco y cálido lo que explica que la
precipitación pluvial sea escasa (623.5 mm en promedio por año) y temperaturas que
alcanzan los 40ºC en verano y hasta -2ºC en el invierno.
En función de la concentración de fuentes de emisión y las características climáticas de la
zona, se puede delinear la problemática ambiental del AMM. En este sentido, la emisión
de contaminantes al aire en el AMM se realiza por dos tipos de fuentes: antropogénicas,
que a su vez se dividen en fijas y móviles, y naturales. Las fijas corresponden a los
sectores industrial y de generación de energía; y las móviles a unidades de transporte; las
naturales son terrenos talados en los cuales no se han realizado obra alguna, tal es el caso
del área correspondiente al río Santa Catarina cuya superficie está compuesta de tierra
suelta lo que contribuye a la contaminación del aire debido a que el viento eleva
partículas.
Las fuentes fijas básicamente contaminan por la quema de combustibles que utilizan para
sus procesos. En el AMM se utilizan principalmente dos tipos:
combustóleo y gas natural. Como se observa en el cuadro 1, el
combustóleo contribuye con más del 95% de los contaminantes emitidos
por fuentes fijas.
Cuadro 1 Emisión de contaminantes por consumo de combustibles en el AMM (Tns/año,
1995)
Combustible Consumo PST CO NOx SO
2
(m3/año)
Combustóleo 919,836 21,524 125,098 20,328 51,235
Gas Natural 123,681,483 138 303 556 1,051
Total 124,601,319 21,663 125,401 20,884 52,286
PST: partículas suspendidas totales NOx : óxidos de nitrógeno
CO : monóxido de carbono SO : bióxido de azufre
2
Fuente: Elaboración en base a factores de emisión obtenidos de tesis “Estimación de las
emisiones a la atmósfera por quema de combustibles en AMM”, ITESM, Romo,
Nélida, 1994. “Consumo de combustibles proporcionados por PEMEX”, Gerencia
Comercial Zona Norte, estadísticas de ventas.
Para el caso de fuentes móviles, las emisiones se deben a la baja eficiencia en la quema
de combustibles (gasolina y diesel) que utilizan las unidades de transporte y la incierta
calidad de los mismos. En el cuadro 2 se observan las emisiones estimadas.
Cuadro 2 Emisión de contaminantes por tipo de fuente móvil en el AMM (Tns/año, 1995)
Transporte PST CO NOx SO HC
2
Carga 1,647 12,358 13,682 8,551 5,079
Pasaje 69 30,632 533 114 2,854
Automóviles 2,068 251,988 10,480 560 10,459
Total 3,784 294,979 24,695 9,225 18,392
Fuente: Elaboración en base a factores de emisión obtenidos de tesis “Estimación de las
emisiones a la atmósfera por quema de combustibles en AMM”, ITESM, Romo,
Nélida, 1994. “Consumo de combustibles proporcionados por PEMEX”, Gerencia
Comercial Zona Norte, estadísticas de ventas.
El cuadro 3 sintetiza la participación de las fuentes fijas y móviles en la emisión de
contaminantes, cuya suma constituye la emisión por fuentes antropogénicas.