Héctor Jorquera González - Introducción a la contaminación atmosférica

6)Aplique la ecuación anterior para estimar los parámetros del cambio de gasolina con plomo a sin plomo en la Región Metropolitana de Santiago 9.En este caso, X(t) representa la fracción de la gasolina consumida que no contiene plomo. ¿Se ajusta el modelo gaussiano a la realidad de Santiago? ¿Se puede repetir este análisis para el caso de la introducción de gas natural desde Argentina para consumo industrial y residencial en la Región Metropolitana?

7)La Tabla 1.3 reporta resultados de las emisiones de vehículos en la Región Metropolitana para el año 2000.

TABLA 1.3 Fuentes móviles en ruta inventario 2000 PPDA

a)Estime factores de emisión promedio para distintas categorías de vehículos, expresadas en masa de contaminante por kilómetro recorrido. Ordene las categorías de mayor a menor en esta escala, para los distintos contaminantes que se han estimado en el inventario.

b)La meta del Transantiago fue reducir las emisiones de los buses licitados a 6.580 toneladas de NOx y 126 t de MP 10al año, respectivamente. Si los veh-km recorridos por los buses licitados en esas condiciones corresponden a 550.000.000 (veh-km/ año), ¿cuáles serían los máximos valores de factores de emisión (promedio de la flota) que permitirían cumplir con esas metas? Con respecto a la flota del año 2000, cuánto habría que reducir el factor de emisión promedio de NOx y de MP 10para cumplir con la meta de Transantiago? Nótese que los buses interurbanos y los regionales no están sometidos a reducciones de emisiones, ya que no se trata de “buses licitados”.

c)Si las tecnologías de buses Euro 1 a Euro 4 para distintos combustibles tienen los factores de emisión que se indican en la Tabla 1.4,plantee un problema de optimización lineal que minimice el costo de armar una flota para presentarse a licitación al Transantiago, sujeto a que cumpla con las exigencias ambientales de reducción de emisiones del Transantiago. Asuma conocidos los costos de los buses, y que el total de veh-km recorridos es el mismo que en b).

TABLA 1.4

Factores de emisión de buses para MP 10y NOx

8)Lea el artículo de E. Gramsch, G. Le Nir, M. Araya, M.A. Rubio, F. Moreno y P. Oyola: “Influence of large changes in public transportation (Transantiago) on the black carbon pollution near streets”. Atmospheric Environment 65 (2013), 153-163. Analice las conclusiones del estudio y la metodología de comparación para los escenarios “sin proyecto” y “con proyecto’” Considere que el año base (2005) fue más lluvioso que el año “con proyecto”.

9)Haciendo supuestos promedio sobre el rendimiento (km/litro) de los distintos tipos de vehículos, estimar los consumos por tipo de combustible para el año 2000 a partir de los vehículos-km del inventario presentados en la Tabla 1.4 y comparar con las cifras de ventas reportadas por la SEC ( www.sec.cl). ¿Son similares ambos tipos de cifras? Repita el cálculo, pero ahora para el 2005.

10)En los inventarios para Santiago (y en toda zona urbana con suficientes vehículos) se estima que el polvo resuspendido de calles es un aporte significativo a las emisiones de MP 10, más estrictamente a la “fracción gruesa”, que corresponde a las partículas con tamaños entre 2,5 y 10 μm. Estime la tendencia del material particulado grueso en Santiago en los últimos años, e indique cómo debería reflejarse eso en los inventarios de emisiones. ¿Qué pasa si se grafica el promedio anual del MP grueso en función de los consumos anuales de combustible del transporte (indicador de los kilómetros recorridos)? Comente sus resultados.

11)La siguiente tabla muestra estadísticas de las Naciones Unidas de consumos de biocombustibles para el período 1970-1996, y estadísticas de la población mundial entre 1860 y 1980. Utilice el consumo de biocombustibles per cápita en 1970 para extrapolar los consumos de biocombustibles hacia el pasado hasta 1860. Grafique sus resultados y compare con la Figura 2del artículo de Junker y Liousse, 2008.

TABLA 1.5

Consumo de biocombustibles (Mt), 1970-1996

TABLA 1.6

Población mundial 1860-1980 (10 9habitantes)

12)La siguiente tabla muestra las estimaciones de emisiones de carbono elemental provenientes del consumo de biocombustibles (Junker y Liousse, 2008). Combine estos resultados con los del problema anterior para estimar el factor de emisión promedio global en [g/kg]. ¿Se aprecia cambios en dicho factor de emisión en el tiempo?

TABLA 1.7

Emisiones de carbono elemental (Mt) por uso de biocombustibles, 1860-2000

13)La siguiente tabla muestra las emisiones de carbono elemental (CE) a nivel regional estimadas por Bond y otros (2013), para distintas regiones en el año 2000, las que totalizan 7.600 Gg. Las observaciones satelitales del efecto de absorción del carbono elemental y las mediciones en lugares remotos entregan el cociente del CE observado y el modelado globalmente con las emisiones listadas en la segunda columna, los que se indican en la tercera columna de la tabla. Si las diferencias medidas en ella se atribuyen exclusivamente a las emisiones, ¿cuál sería una estimación más precisa de la emisión global de carbono elemental el año 2000 en Gg? Compare con la estimación global de CE para el año 2002 hecha por Huneeus y otros (2012), que es de 15.000 Gg.

TABLA 1.8

Comparación de concentraciones modeladas y observadas

* Modelo de dispersión global aplicado con las emisiones estimadas para el año 2000. Europa Oriental, Cáucaso y Asia Central.