Modulo II - Monitoreo del aire .pdf
- 1. Modulo II Monitoreo del aire Tema I Introducción al Monitoreo del Aire Presentado por: Ing. José Daniel Vizcarra Llerena Programa Especializado en Monitoreo Ambiental.
- 2. Temario 1. Introducción. 2. Conceptos Básicos. 3. Contaminación Atmosférica. 4. Legislación Referida al Aire.
- 3. INTRODUCCIÓN
- 5. Introducción • La contaminación del aire se define como la presencia de materiales indeseables en la ATMOSFERA, que en cantidades lo suficientemente grandes que puedan dañar la salud humana, la vegetación, los bienes humanos o el medio ambiente global. • La existencia de estos materiales en el aire pueden también causar olores desagradables, irritación o molestias sin ser necesariamente la concentración de exposición una concentración que pueda causar efectos tóxicos.
- 6. Introducción • El monitoreo del aire es el resultado de los procedimientos de muestreo y análisis de los contaminantes atmosféricos. Los contaminantes atmosféricos importantes que se monitorean comúnmente son: SO2, CO, PST, PM 10, PM 2.5, ozono y óxidos de nitrógeno (NOx). Estos contaminantes son conocidos como contaminantes criterio, para los cuales existen normas de calidad del aire. La finalidad de las normas es proteger la salud humana (normas primarias), así como el bienestar del ser humano y los ecosistemas (normas secundarias). Los hidrocarburos sin metano (HSM) también son contaminantes atmosféricos importantes por sus potenciales efectos en la salud y por ser, junto con NOx, los precursores del ozono.
- 9. Introducción • La capa más interna de la atmosfera, la más cercana a la superficie terrestre, recibe el nombre de troposfera y contiene aproximadamente el 75% del aire de la Tierra. Esta capa es la responsable del clima del planeta Tierra. En ella el aire está en movimiento ascendente y descendente. La segunda capa, a continuación de esta es la estratósfera, donde el aire está en calma. Estas dos capas son las más importantes para el análisis de la contaminación atmosférica.
- 11. La Capa de Ozono • En la Zona más baja de la estratosfera, como consecuencia de la transformación de oxígeno en ozono y de este de nuevo a oxígeno, a causa de reacciones químicas inducidas por la radiación ultravioleta que viene del sol, se forma una capa fina pero muy concentrada de ozono. • Esta capa de ozono evita que la radiación ultravioleta dañina que procede del sol alcance la superficie de la Tierra. La capa de ozono que envuelve la tierra absorbe aproximadamente el 99% de las radiaciones UV del sol. Es decir, que la presencia de ozono en la estratosfera es beneficiosa para la salud; en cambio sí se encuentra en la troposfera, actua como contaminante con efectos dañinos para la salud. Las sustancias químicas presentes en la atmosfera son determinantes de las temperaturas de la Tierra y por tanto del clima.
- 14. La Contaminación del Aire. Según la OMS • La Contaminación del Aire ocurre cuando uno o muchos contaminantes están presentes en tales cantidades y por tales periodos en el aire ambiental, que son nocivos a los seres humanos, animales, plantas, propiedades y contribuyen a dañar o causar molestias al bienestar y uso de propiedades en grado medible.
- 15. Introducción • En sentido amplio, la contaminación del aire puede ser producto de factores naturales como emisiones de gases y cenizas volcánicas, el humo de incendios no provocados, el polvo y el polen y esporas de plantas, hongos y bacterias. • Sin embargo, la contaminación derivada de las actividades del ser humano, es la que representa el riesgo más grave para la estabilidad de la biosfera en general. Esta contaminación es provocada por diversas causas, pero el mayor índice se debe a las actividades industriales, comerciales, domésticas agropecuarias y a los motores de los vehículos, por el impacto que tienen las sustancias que arrojan a la atmósfera. Los vehículos motorizados, por ejemplo, contaminan con monóxido de carbono, dióxido de azufre, ozono y partículas suspendidas de plomo.
- 16. Introducción • El efecto invernadero y la disminución de la capa de ozono 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- carbonatos (CFC), como aerosoles, refrigeradoras, aire acondicionados 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.
- 20. Introducción • Los problemas de la calidad del aire en el Perú, se deben principalmente a las emisiones del transporte urbano (se estima que contribuye entre un 70 y 80% de la contaminación atmosférica). Las fuentes fijas más importantes que generan contaminación del aire son las actividades minero-metalúrgicas (principalmente 9 fundiciones) y las fábricas pesqueras, que coincidentemente, son las dos actividades económicas más importantes que desarrolla el país. (CONAM, 2000).
- 24. El Aire • El aire es un bien común limitado, indispensable para la vida; por lo tanto, su utilización debe estar sujeta a normas que eviten el deterioro de su calidad por el uso o abuso indebido del mismo, de tal modo que se preserve su pureza como garantía del normal desarrollo de los seres vivos sobre la Tierra y de la conservación del patrimonio natural y artístico de la Humanidad (OPS - 2005).
- 26. La Atmósfera. • La atmósfera es la envoltura gaseosa, de unos 200 kilómetros de espesor, que rodea la Tierra. Constituye el principal mecanismo de defensa de las distintas formas de vida. Ha necesitado miles de millones de años para alcanzar su actual composición y estructura que la hacen apta para la respiración de los seres vivos que la habitan. • Una de las funciones más importantes que realiza la atmósfera es proteger a los seres vivos de los efectos nocivos de las radiaciones solares ultravioleta. La Tierra recibe todo un amplio espectro de radiaciones procedentes del Sol, que terminarían con toda forma posible de vida sobre su superficie de no ser por el ozono y el oxígeno de la atmósfera, que actúan como un filtro absorbiendo parte de las radiaciones ultravioleta.
- 29. La Atmósfera. • La atmósfera es una mezcla de gases que rodea un objeto celeste (como la Tierra) que cuenta con un campo gravitatorio suficiente para impedir que escapen. La atmósfera actúa como un regulador térmico, trae lluvia de los océanos, calor de los desiertos y trópicos, y frío de los polos. • Con frecuencia se mueve tranquilamente, pero a veces muestra su fuerza por medio de tornados y ciclones desplazándose a más de 300 km/h. Es la responsable de todos los estados del tiempo y tipos de clima que influyen en la vida de las plantas, los animales y el hombre.
- 30. La Meteorología • Es el estudio de los fenómenos atmosféricos y de los mecanismos que producen el tiempo, orientado a su predicción. • La presión, la temperatura y la humedad son los factores climáticos fundamentales en el estudio y predicción del tiempo. La temperatura, sometida a numerosas oscilaciones, se halla condicionada por la latitud y por la altura sobre el nivel del mar (José María Escudero et al.). • La presión atmosférica, variable también en el transcurso del día, es registrada en los mapas meteorológicos mediante el trazado de las isobaras o puntos de igual presión, que permiten identificar los centros de baja presión o borrascas, cuya evolución determina en gran parte el tiempo reinante.
- 32. La Meteorología • La meteorología utiliza instrumentos esenciales, como el barómetro, el termómetro y el higrómetro, para determinar los valores absolutos, medios y extremos de los factores climáticos. Para el trazado de mapas y la elaboración de predicciones es fundamental la recogida coordinada de datos en amplias zonas, lo que se realiza con la ayuda de los satélites meteorológicos. • La Meteorología en relación a la contaminación atmosférica, es un factor determinante, pues de esta depende la rapidez con la que se dispersarán los contaminantes emitidos en una región en particular. • La dirección del viento juega un papel muy importante en la dispersión horizontal de los contaminantes y determina en gran medida la dirección hacia donde se dirigirán, y por consiguiente las zonas circundantes que se verán más afectadas. • La velocidad en cambio será determinante de las concentraciones, pues proporcionará una mayor o menor dilución. Los parámetros meteorológicos más importantes son entonces la velocidad y dirección del viento, la altura de mezcla, y la altura de la inversión térmica. • Estos parámetros son útiles para otras aplicaciones, y su medición continua es de vital importancia en el tema de la contaminación atmosférica.
- 33. Calibración • Proceso de comparación de valores obtenidos por un instrumento de medición, con la medida correspondiente a un patrón de referencia o estándar.
- 34. Contaminante • Cualquier sustancia química que no pertenece a la naturaleza del medio en que se encuentra o cuya concentración excede los niveles permisibles, y es susceptible de causar efectos nocivos para la salud de las personas o al ambiente.
- 36. Contaminación del Aire • Sustancia o elemento que en determinados niveles de concentración en el aire genera riesgos a la salud y al bienestar humano.
- 38. Contaminación Criterio • Las normas nacionales e internacionales incluyen una clasificación en función de especies químicas. Estas especies son llamadas contaminantes criterio, ya que son utilizadas como criterio para evaluar la calidad del aire. En el Perú, son contaminantes criterio el monóxido de carbono, óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, ozono y material particulado.
- 39. • Línea Base. Estado actual del área de actuación, previa a la ejecución de un proyecto. Comprende la descripción detallada de los atributos o características socio ambientales del área de emplazamiento de un proyecto, incluyendo los peligros naturales que pudieran afectar su viabilidad. • Procedimiento. Documento que describe la manera como se debe llevar a cabo una función determinada. • Protocolo. Es un documento guía que contiene pautas, instrucciones, directivas y procedimientos establecidos para desarrollar una actividad específica.
- 41. La Contaminación Atmosférica • La contaminación atmosférica es consecuencia de la contaminación química ocasionada por la presencia en el aire de gases y partículas (contaminación dela aire) y una contaminación energética debida, a formas de energía como las radiaciones electromagnéticas (contaminación electromagnética y lumínica) y las ondas mecánicas generadoras de vibraciones y ruido (contaminación acústica).
- 42. La Contaminación Atmosférica • Toda esta serie de factores provocan impactos negativos sobre la salud del ser humano, los recursos, los ecosistemas, la biodiversidad, el clima y los materiales. Para hacer frente a esta situación, hemos de aplicar medidas que prevengan, corrijan y disminuyan la contaminación atmosférica, aunque ello implique cambios en las estructuras sociales y económicas incluso cambios en los estilos de vida, puesto que sus efectos a corto y largo plazo son ya muy evidentes.
- 45. Clasificación de los Contaminantes • La composición química del aire se mantiene prácticamente constante debido a los procesos biogeoquímicos y a las transformaciones cíclicas en los que se integran sus componentes: los ciclos biogeoquímicos del carbono, nitrógeno, oxígeno y azufre especialmente. Estos ciclos se autorregulan mediante diferentes mecanismos, pero las actividades humanas los aceleran, rompen su equilibrio y movilizan las reservas, ocasionando la presencia en la atmósfera de los contaminantes del aire.
- 46. Clasificación de los Contaminantes • Según la OMS, consideran contaminantes del aire a las sustancias químicas y formas de energía que en concentraciones determinadas pueden causar molestias, daños o riesgos a personas y al resto de seres vivos, o bien ser origen de alteraciones en el funcionamiento de los ecosistemas, en los bienes materiales y en el clima. • Se denomina tiempo de residencia o vida media de un contaminante al periodo de tiempo que puede permanecer en la atmosfera como tal o participando en variadas y muchas veces complejas reacciones química. El tiempo de residencia varía dependiendo de la naturaleza de cada contaminante.
- 47. Contaminantes Primarios Contaminante Características Origen Evolución Partículas - Polvo - Aerosoles - Nieblas - Humos - sustancias Solidas o liquidas. - Tamaño: 0.1 a 1000u - Composición química variada. - Se clasifican por su tamaño en finas, medias, sedimentables o gruesas. - Aerosoles - Erosión eólica - Incendios Forestales. - Pólenes Vegetales. - Combustión industria o domestica. - Actividades extractivas. - Incineración de residuos agrícolas, ganaderos y urbanos. - Depósitos en el suelo por sedimentación o por arrastres de lluvia. - Constituyen núcleos de condensación en forma de gotas de lluvia. - Tiempo de residencia: Días, Meses o Años, según su tamaño.
- 51. Contaminantes Secundarios • Se originan a partir de los contaminantes primarios mediante reacciones químicas que tiene lugar en la atmósfera, formando otros contaminantes nuevos por transformación de los ya existentes. Los más importantes son el SO3, NH2, SO4, HNO3, O3 (ozono troposférico) y los PAN (nitratos de peroxiacetilo). • Los contaminantes secundarios no provienen directamente de los focos emisores.
- 54. Fuentes de Contaminación Fuentes de Contaminación Fuentes Naturales Fuentes Artificiales. Fuentes Fijas. Fuentes Móviles. Fuentes de Área.
- 55. Fuentes Naturales • Son aquellas que no provienen directamente de actividades humanas. Pueden ser biogénicas (emisiones de Compuestos Orgánicos Volátiles - COV producidas por los bosques o cultivos, emisiones de NOx provenientes del suelo) o geogénicas (fuentes de origen geológico: volcanes, manantiales de aguas sulfurosas, entre otras). • Las erupciones volcánicas, una de las principales causas de la contaminación, aportan a la atmósfera compuestos de azufre (SO2 y H2S) y una gran cantidad de partículas que se diseminan por ella como consecuencia de la acción del viento. • Los incendios forestales que se producen de forma natural y se emiten altas concentraciones de CO2, óxidos de nitrógeno, humo. Polvo y cenizas. • Ciertas actividades de los seres vivos, como los procesos de respiración que incrementan la cantidad de CO2, los procesos de reproducción y floración en la plantas anemófilas (las que polinizan a través del aire) como las gramíneas , los olivos y las arizónicas, las cuales producen pólenes y esporas que al concentrarse en el aire, son la causa de alergias respiratorias conocidas como polinosis( se ve afectado más del 20% de la población en un ambiente urbano); o finalmente , la descomposición anaerobia (fermentaciones) de la materia orgánica, que genera metano (CH4). • Las descargas eléctricas generadas durante las tormentas y que dan lugar a la formación de óxidos de nitrógeno al oxidar el nitrógeno atmosférico. • El mar que emite partículas salinas al aire. • Los vientos fuertes o vendavales, que transfieren a otras zonas partículas de las regiones áridas.
- 56. Fuentes Artificiales • Son consecuencia de la presencia y actividades humanas. La mayor parte de la contaminación procede de la utilización de los combustibles fósiles (carbones, petróleo, gas). El problema de la contaminación atmosférica se asocia principalmente a esta causa. • En el hogar, el uso de calefacciones y otros aparatos domésticos que emplean, como fuentes de generación de calor, combustibles de origen fósil (carbón, gas, gasóleo, gas natural). El mayor o menor grado de contaminación se debe al tipo de combustible utilizado (el carbón es más contaminante que el gas), así como al diseño y estado de conservación de los aparatos empleados. • En el transporte, el automóvil y el avión ocasionan un mayor grado de contaminación. La incidencia del ferrocarril y la navegación es menor, que estos estar alejados de los núcleos de la población. El grado de contaminación provocada dependerá de la clase de combustible utilizado, del tipo de motor, el empleo de catalizadores y de la densidad del tráfico. • En la industria, el aporte de contaminación del aire depende del tipo de actividad, siendo las centrales térmicas, las cementeras, las siderometalúrgicas, las papeleras y las químicas las más contaminantes. • En la agricultura y la ganadería, el uso intensivo de fertilizantes, el empleo de amplias superficies de regadío (campos de arroz) y la elevada concentración de ganado vacuno provocan un aumento en la atmosfera de gases de efecto invernadero, como el metano. • En la eliminación de residuos sólidos mediante los procesos de incineración.
- 57. • Fuentes Fijas. Fuente de emisión que no se desplaza en forma autónoma en el tiempo. Ejemplo: chimeneas industriales. • Fuentes Móviles . Fuente de emisión que puede desplazarse en forma autónoma, emitiendo contaminantes durante su trayectoria. Ejemplo: automóviles, camiones, aviones, entre otros. • Fuentes de Área. Incluyen una o varias actividades distribuidas en un área determinada, cuyas emisiones particulares no pueden identificarse y evaluarse de forma precisa. Ejemplo: comercios, casas, entre otros.
- 58. Dispersión de los Contaminantes del Aire
- 59. Dispersión de los contaminantes del Aire • Existen una serie de elementos que intervienen en los procesos de contaminación del aire. La siguiente figura nos muestra los mecanismos de este tipo de contaminación. • Así podemos observar que el primer proceso corresponde a la emisión de contaminantes, cuyo nivel es variable en función de las características de los focos emisores y de las condiciones en que dicha emisión se produce.
- 60. Emisión • Es la cantidad de contaminantes que vierte un foco emisor a la atmósfera en un periodo de tiempo determinado. • Los valores de emisión se miden a la salida de la fuente emisora. La evolución de los contaminantes en la atmosfera continúa a través de su transporte, difusión, mezcla o acumulación (mecanismos sumidero), procesos llevados a cabo por los fenómenos meteorológicos que determinan la capacidad dispersante de la atmósfera. • Por otro lado tenemos el conjunto de reacciones químicas que dan lugar a la transformación de los contaminantes, puesto que la atmosfera es un medio oxidante, que recibe energía solar y contiene sustancias químicas de alto poder oxidante (radicales hidroxilo u otros radicales libres). • El resultado final de estos procesos permite establecer los valores de inmisión de los contaminantes, que nos indicaran la calidad del aire.
- 62. Inmisión • Es la cantidad de contaminantes presentes en una atmosfera determinada, una vez que han sido transportados, difundidos, mezclados en ella y a los que están expuestos los seres vivos y los materiales que se encuentran bajo su influencia. • Si los niveles de inmisión no son adecuados, disminuye la calidad del aire y se originan los efectos negativos sobre los distintos receptores: el ser humano, los animales, los vegetales, los ecosistemas en su conjunto. • Los factores que influyen en la dinámica de dispersión de los contaminantes y por tanto en su concentración, son las características de las emisiones, las condiciones atmosféricas, las características geográficas y topográficas.
- 65. Exposición • Contacto entre una sustancia o agente tóxico y un sistema biológico. Se expresa como la cantidad de sustancia o agente disponible que puede ser absorbido por un sistema biológico determinado.
- 66. Efectos de la Contaminación • Si tenemos en cuenta el radio de acción, podemos hablar de efectos locales (ocasionados por cada uno de los contaminantes), efectos regionales (la lluvia ácida) o efectos globales, que afectan a todo el sistema terrestre (el cambio climático). • Los factores que influyen en el grado y el tipo de efectos son la clase de contaminantes, su concentración y el tiempo de exposición a los mismos, la sensibilidad de los receptores y las posibles reacciones de combinación entre contaminantes (sinergias) que provocan un aumento de los efectos. • Los efectos producidos por la presencia de cada uno de los contaminantes suponen riesgo para los vegetales, los animales, la salud de las personas y los materiales.
- 69. Calidad del Aire
- 71. Legislación referida al Aire
- 72. Ley N° 28611 “Ley General del Ambiente” • La cual establece los principios y normas básicas para asegurar el efectivo ejercicio del derecho a un ambiente saludable, equilibrado y adecuado para el pleno desarrollo de la vida, así como el cumplimiento del deber de contribuir a una efectiva gestión ambiental y contribución a la protección del ambiente, con el objetivo de mejorar la calidad de vida de la población y lograr el desarrollo sostenible del país.
- 73. Modifican Decreto Supremo N° 047-2001- MTC, que establece límites máximos permisibles de emisiones contaminantes para vehículos automotores que circulen en la red vial DECRETO SUPREMO N° 014-2016-MINAM
- 74. ECA Aire DS N° 003 – 2017 – MINAM • Establece el reglamento de los ECA para el aire y sus disposiciones complementarias.
- 75. ECA Aire • Son los niveles permisibles de concentración de contaminantes en el aire, cuya superación conllevaría a un riesgo de daño para el ambiente y para la salud humana.
- 76. Importancia de los ECA Aire • Porque son un instrumento de gestión ambiental prioritario para prevenir y planificar el control de la contaminación del aire, sobre la base de una estrategia destinada a proteger la salud y promover el desarrollo sostenible.
- 77. Aplicación de los ECA Aire • Los ECA para aire son referencia obligatoria en el diseño y aplicación de las políticas ambientales y de las políticas, planes y programas públicos en general. • Ninguna autoridad judicial o administrativa podrá hacer uso de los estándares nacionales de calidad ambiental del aire, con el objeto de sancionar a personas jurídicas o naturales, a menos que se demuestre que existe causalidad entre su actuación y la transgresión de dichos estándares.
- 78. Que hacer cuando se superan los ECA Aire. • El administrado deberá elaborar planes de acción de mejoramiento de la calidad de aire, basados en los resultados del estudio de diagnóstico de línea de base sujeto al siguiente proceso: 1. Elaboración de una estrategia preliminar de reducción de emisiones, prevención del deterioro de la calidad del aire y protección de población vulnerable. 2. Análisis costo-beneficio de la estrategia y de los instrumentos de gestión necesarios para su aplicación. 3. Diálogo político para exponer resultados del diagnóstico y medidas posibles. 4. Propuesta de plan de acción y consulta pública. 5. Aprobación del plan de acción.
- 79. Entidades Competentes Entidades competentes MINAM DIGESA SENAMHI Autoridades sectoriales y OEFA. Gobiernos locales Provincial Distrital
- 80. MINAM • Promueve y supervisa el cumplimiento de políticas ambientales sectoriales orientadas a alcanzar y mantener los estándares primarios de calidad del aire, coordinando para tal fin con los sectores competentes, la fijación, revisión y adecuación de los LMP. • Aprueba las directrices para la elaboración de los planes de acción de mejoramiento de la calidad del aire. • Aprueba los planes de acción y las medidas de alerta a través de las comisiones ambientales regionales. Para ello, deberán considerar las consultas locales necesarias que se realizarán en coordinación con la municipalidad provincial respectiva. • Supervisa la ejecución de los planes de acción.
- 81. DIGESA • Elabora los estudios de diagnóstico de línea de base. • Propone los niveles de estado de alerta nacionales. • Declara los estados de alerta. • Establece o valida criterios y metodologías para la realización de las actividades contenidas en el diagnóstico de línea base.
- 82. SENAMHI • Genera y suministra los informes meteorológicos necesarios para la elaboración de los diagnósticos de línea base que se requieran.
- 83. Autoridades sectoriales y el OEFA • Fiscalizan el cumplimiento de los ECA, en tanto estos se encuentren dentro de los compromisos ambientales establecidos en los planes de manejo que forman parte de los instrumentos de gestión ambiental aprobados. • Ejemplo: Una compañía mediana minera y metalúrgica se obliga en su Instrumento de Gestión Ambiental a cumplir con los ECA aire. Al ser una obligación ambiental fiscalizable, el OEFA debe verificar su cumplimiento. Para ello cuenta con equipamiento e instrumentos para monitorear la calidad del aire en la zona de influencia del proyecto.