Héctor Jorquera González - Introducción a la contaminación atmosférica

d)Óxidos de nitrógeno (NOx): se trata del óxido nítrico y del dióxido de nitrógeno (NO y NO 2), los que se generan principalmente en procesos de combustión a través de la combinación del nitrógeno y oxígeno del aire a elevadas temperaturas.

e)Compuestos orgánicos volátiles (COV): a las temperaturas ambientales se presentan habitualmente en forma de vapores. Están asociados a las emisiones de procesos de combustión, al uso de solventes en operaciones de pintado de superficies, uso de limpiadores, y evaporación de combustibles líquidos principalmente.

f)Óxidos de azufre (SOx): provienen de la oxidación del azufre contenido en el combustible que se quema; la mayoría corresponde al dióxido de azufre (SO 2), aunque también es posible que se emita el trióxido de azufre (SO 3) en algunos casos (caso de fundiciones de cobre).

g)Ozono: se forma en el ambiente a partir de la combinación de COV y de NOx, a través de un ciclo de reacciones químicas y fotoquímicas. Luego es un contaminante secundario ( Capítulo 6).

Adicionalmente, si se estudian problemas a escala global como el cambio climático 2se reportan gases de efecto invernadero (GEI), tales como CO 2, CH 4, SF 6o N 2O. Si se analiza la evolución del ozono estratosférico, entonces se reportan los gases que dañan la capa de ozono, tales como refrigerantes, propelentes y pesticidas que contienen cloro, bromo o flúor en su composición química, respectivamente.

Aunque no siempre se reportan, el calor y el ruido emitido también constituyen contaminación atmosférica, aunque por su naturaleza física distinta se les trata de otra forma.

1.2 Evolución de la calidad del aire en ciudades chilenas

La calidad del aire en las ciudades chilenas se puede clasificar, en una primera aproximación, en base a la ubicación geográfica de ellas:

a)Zona norte, donde hay alta contribución natural al material particulado respirable total MP 10, y un alto impacto de la minería y de la generación de energía eléctrica.

b)Zona central, con altas concentraciones de MP 2.5y ozono, y alto impacto del sector transporte.

c)Zona sur, altas concentraciones de MP 2.5por uso residencial de leña.

A continuación presentamos una breve mirada a la calidad del aire en diversas ciudades del país, afectadas por distintos problemas de calidad del aire.

1.2.1 Evolución de la calidad del aire en Santiago

En la ciudad de Santiago (33,5 °S, 70,6°W), las concentraciones de monóxido de carbono (CO) y dióxido de azufre (SO 2) se han reducido significativamente entre 1997 y 2008, como se puede apreciar en las siguientes figuras.

En el caso del monóxido de carbono (cuya norma de calidad para el promedio móvil de 8 h es de 10 mg/m 3), la reducción evidente en la Figura 1.2se explica por la introducción, a partir de 1991, de los vehículos a gasolina con convertidor catalítico, dispositivo muy eficiente en reducir el CO que sale por el tubo de escape de los vehículos ( Capítulo 9). A esto se le agrega la renovación de la flota de vehículos livianos, efecto que toma tiempo en concretarse, pero que va retirando del parque a los vehículos más contaminantes 3. Nótese que se cumple con la norma de 8 h del CO en dicha estación a partir del 2004.

FIGURA 1.2

Evolución de las medias móviles de 8 h de CO [mg/m 3] medidas en la estación de monitoreo Parque O’Higgins (1997-2008). Fuente: Sistema I-Airviro MMA Región Metropolitana. La línea de segmentosrepresenta la norma anual, expresada como percentil 99 de los máximos valores diarios

Por otra parte, en el caso del SO 2(la norma de calidad diaria es de 250 [μg/m 3], expresada como percentil 99 de un año de datos) la reducción mostrada en la Figura 1.3se debe a la introducción del gas natural en la industria, combustible con un contenido de azufre despreciable; es decir, en este caso se hizo una sustitución por combustibles más limpios. Simultáneamente en el sector transporte se redujo el contenido de azufre en el diésel a 300 ppm el 2001, a 50 ppm el 2004, y el 2011 pasó solo a tener como máximo 15 ppm, con lo cual se pueden exigir estándares Euro V (ver Capítulo 9) a los vehículos diésel. Notar que el 2008 no se superó el valor diario de 30 [μg/m 3] para el SO 2en dicha estación de monitoreo. Además, el promedio anual en el mismo periodo 1997-2008 se redujo de 18 a 8,5 [μg/m 3], siendo la norma anual de 80 [μg/m 3].

FIGURA 1.3

Evolución de las medias móviles de 24 h del SO2 [μg/m 3], medidas en la estación de monitoreo El Bosque (1997-2008). Fuente: Sistema I-Airviro MMA, Región Metropolitana

Con respecto al ozono y al NO 2, ambos gases irritantes y fuertemente oxidantes, característicos del esmog fotoquímico ( Capítulo 6), las siguientes figuras muestran los resultados en la estación Las Condes, ubicada en el sector oriente de Santiago, viento abajo de las mayores fuentes de precursores de ozono en la zona metropolitana Se aprecia en la Figura 1.4que el ozono excede rutinariamente la norma anual para el promedio móvil de 8 h.

La Figura 1.5muestra que los promedios horarios del NO 2en la estación Las Condes han disminuido sostenidamente en los últimos años, cumpliendo siempre con la norma del percentil 99 de las máximas diarias en un año, la que estipula un valor de 400 [μg/m 3]. Si bien se aprecia una cierta tendencia a la baja en los últimos años para ambos gases oxidantes, una posible explicación para esta tendencia es que ya el sector oriente no tenga un máximo tan marcadamente superior para el ozono en la ciudad como sí ocurría en la década 1990-2000 (Jorquera, Palma y Tapia, 2000); en efecto, los datos más recientes indican que los niveles de ozono en la ciudad se han asemejado entre sí y que hay más estaciones de monitoreo que tienen niveles de ozono que superan el 80% del valor de la norma. Es complejo establecer las causas que explican estos comportamientos, ya que el ozono es generado en la atmósfera a partir de reacciones químicas entre gases precursores, y esta es una relación no lineal entre distintos contaminantes, tales como COV y NOx. En el Capítulo 6abordaremos en detalle esos procesos y cómo se puede definir medidas de abatimiento para el ozono.

FIGURA 1.4

Evolución de los promedios móviles de 8 h de ozono en la estación de monitoreo Las Condes (1997-2009). Fuente: Sistema I-Airviro MMA, Región Metropolitana. La línea de segmentos representa la norma anual, expresada como percentil 99 de los máximos valores diarios

FIGURA 1.5

Evolución de los promedios horarios de NO 2en la estación de monitoreo Las Condes. (1999-2009). Fuente: Sistema I-Airviro MMA, Región Metropolitana

En el caso del material particulado respirable, tanto el total (MP 10) como su fracción fina (MP 2.5) han disminuido considerablemente en los últimos 20 años. En la Figura 1.6,se aprecia que el MP 10ha disminuido sosteniblemente, aunque en los últimos años la tendencia no está clara sino que se aprecia más bien un estancamiento. Posiblemente esto se deba al incremento de los vehículos que circulan por la ciudad, que son los mayores emisores de la fracción gruesa del MP 10a través del polvo suspendido en la red vial, y también al crecimiento sostenido de la actividad de construcción. Se observa que prácticamente en toda la ciudad se excede la normativa anual de 50 [μg/m 3], como promedio móvil de tres años sucesivos.