CIUDADES SOSTENIBLES ENCUENTROS AMBIENTALES 2008 Modelos de Gestión Urbana Sostenible - GUS

INDICADORES DE CALIDAD Y SOSTENIBILIDAD URBANA Ing. Ventura Muñoz Yi, M.Sc.

Distrito Metropolitano, Industrial y Portuario de Barranquilla

?

Modelo de calidad de aire

RELACIÓN FUENTE, MEDIO DE TRANSPORTE Y RECEPTOR

TRANSPORTE (Dispersión y reacción de los contaminantes)

METREOLOGIA Y QUIMICA ATMOSFÉRICA

FUENTE (Característica de la fuente)

INVENTARIO CARACTERIZACION

RECEPTOR (Efectos de los contaminates)

TOXICOLOGIA Y EPIDEMIOLOGIA

INTRODUCCIÓN A partir del informe Brundtland, el mundo es concebido como un sistema global cuyas partes están interrelacionadas considerándose el concepto de desarrollo sostenible como un proceso multidimensional que afecta al sistema económico, ecológico y social pasando a ser una variable a tener en cuenta en las decisiones de política económica. Departamento de Estructura Económica y Economía del Desarrollo Universidad Autónoma de Madrid

"Nuestro Futuro Común", documento publicado en 1982 y más conocido como "Informe Brundtland", elaborado por la Comisión Mundial sobre Medio Ambiente y Desarrollo

Índice de calidad ambiental (ICA) • Partimos de la hipótesis de la no homogeneidad ambiental del territorio urbano • Propuesta es definir un modelo-integral general para la estimación del ICA a partir de la construcción de un sistema de indicadores simples y su aplicación en ciudades urbanas. • Los indicadores simples y sintéticos juegan un papel importante en la política pública, porque ayudan a construir percepción pública de problemas complejos

ATRIBUTOS DE LOS INDICADORES • Los indicadores seleccionados deben proporcionar un alto grado de aproximación sobre la evolución de la variable objeto de estudio. • Estos indicadores deben ser operativos, esto es, deben ser de fácil acceso. • Deben estar disponibles en tiempo real, para poder asegurar una eficaz toma de contacto con la realidad. • Proveen información cuantitativa para evaluar la efectividad de las alternativas de decisión pública.

Interacción de los indicadores • Los indicadores son input en los procesos de formulación de política ambiental, planeación y gestión pública, y permiten resumir una gran cantidad de datos para facilitar la comunicación de las situaciones ambientales a diferentes grupos sociales (MMA, 1996; Segnestam, 2002). • De acuerdo a Pender et al. (2000), los índices son una herramienta cuantitativa que simplifica a través de modelos matemáticos los atributos y pesos de múltiples variables, con la intención de proporcionar una explicación más amplia de un recurso o el atributo a evaluar y gestionar.

Construcciones de indicadores • *OCDE (1978), LEADING INDICADORES BUSINES CYCLES0.978 in member COUNTRIES (1960-1985) • 2005 Environmental Sustainability Index . Yale Center for Environmental Law and Policy, Yale University; Center for International Earth Science Information Network. Columbia University • EUROSTAT (2000) y UNCHS/HABITAT (1997 y 2000).

*Organización para la Cooperación y el Desarrollo económico

Desarrollo de indicadores ambientales urbanos • Para España, se destacan los sistemas de indicadores desarrollados para el nivel de regiones en Cataluña (Secretatat Tecnica de la Xarxa de Ciutads I Poblas cap a la Sostenilitat, 2000), Andalucía (CMA –Junta de Andalucía, 2001; Castro, 2002) y el País Vasco (CMA, 2003), entre otras. • Se pueden consultar algunos autores como Pena Trapero (1977), Zarzosa (1996), y un buen trabajo de síntesis de indicadores urbanos de desarrollo sostenible se puede encontrar en Castro (2002).

2005 Environmental Sustainability Index

Yale Center for Environmental Law and Policy, Yale University Center for International Earth Science Information Network. Columbia University

Environmental Sustainability Index Building Blocks – Indicators and Variables

Environmental Sustainability Index Building Blocks – Indicators and Variables

PROPUESTA PARA EL ANALISIS DE LA CALIDAD DEL AIRE EN EL DISTRITO METROPOLITANO Y PORTUARIO DE BARRANQUILLA Caso de estudio: ZONA:VIA 40

• OBJETIVOS
Identificar las actividades y las fuentes responsables del problema
Propuesta de un indicador ambiental de estado
Definir prioridades y fijar objetivos

DISEÑO DEL MODELO INFORMACIÓN INFORMACION METEOROLOGICA Y DE CALIDAD DEL AIRE EXISTENTE

CAMPAÑA DE MEDICION MEDICIÓN

INFORMACIÓN INFORMACION METEOROLOGICA Y METEOROLÓGICA DE CALIDAD DE AIRE V

SELECCIÓN DE EPISODIOS

SELECCIÓN DEL DOMINIO

A L

INVENTARIO DE EMISIONES

I D A

SIMULACIÓN SIMULACION FOTOQUIMICA DE CONTAMINANTES

C

MODELOS

I

MODELO DE VIENTOS

O N

TOMA DEDE DECISIONES EVALUACIÓN ESTRATEGIAS

MODELO DE CALIDAD DE AIRE PARA BARRANQUILLA

Síntesis del modelo

IDENTIFICACIÓN DEL PROYECTO Y CARACTERIZACÓN DE LAS SUBZONAS

DESCRIPCION DEL PROYECTO SUBZONAS

SUBZONA LAS FLORES

2

SUBZONA PARAISO

1 2

SUBZONA ZOOLOGICO

1 SUBZONA BASE NAVAL

CARACTERIZACION DE LA ZONA EN ESTUDIO

28.5 180

VELOCIDAD VIENTO TEM P ERADEL TU RA PRECIPITACIÓN (m/s)

o Precipitación (mm) Temperatura ( C) Velocidad (m/s)

7 160 28 6 140

27.5 5 120 4 100 27 80 3

26.5 60 2 40 126 20 0 25.5 0

Ene. Feb. Mar A br May Jun Jul Ago Sep Oct N ov Dic Ene. Feb. Feb . Mar Ma r. Abr Ab r. May Ma y . Jun J un. J u l. Ago. t. Nov. Ene. Jul Ago Sep. Sep Oc Oct Nov Dic Dic.

MM Meees s

CARACTERIZACION DE LA ZONA EN ESTUDIO ROSA DE VIENTOS

DESCRIPCION DE LAS FUENTES DE EMISION Inventario de actividades económicas y emisiones de fuentes fijas 1991 - 2000 SUBZONA

INDUSTRIA

COMERCIAL

RESIDENCIAL

OTROS

LAS FLORES

9

18

30

17

PARAÍSO

11

38

16

8

ZOOLÓGICO

3

22

0

3

BASE NAVAL

15

53

8

7

TOTAL

38

131

54

35

DESCRIPCION DE LAS FUENTES DE EMISION Fuentes Móviles PROMEDIO PONDERADO DE EMISIONES (gr./km.) VIAS

Vía 40 Calle 76 a 77 (Hora pico) Vía 40 Calle 76 a 77 (Hora valle)

HC

CO

NOX

APA

TAX

CAM

MPU

APA

TAX

CAM

MPU

APA

TAX

CAM

MPU

1.99

2.93

1.19

1.05

24.35

39.42

13.71

14.39

1.68

1.44

1.39

1.35

1.78

2.25

1.06

0.93

20.24

27.97

12.57

12.88

1.77

1.43

1.37

1.32

DOMINIO Y TOPOGRAFIA DEL MODELO

l

CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40 ESTACIONES DE MONITOREO

INVENTARIO DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40 Emisiones de fuentes fijas 1991 - 2000 SUB - ZONA ZOOLÓGICO ACTIVIDAD INDUSTRIAL

M.P. , kg/h

Productos Químicos

ND

Textiles

ND

Hierro y acero

ND

SUB - BASE NAVAL ACTIVIDAD INDUSTRIAL

M.P., kg/h

Productos Químicos Alimentos Productos plásticos

1.202 0.263 ND

Productos minerales no metálicos

ND

Papel y sus productos

ND

Industrias diversas

ND

TOTAL

1.465

NOx, kg/h

SO2, kg/h

NOx, kg/h

SO2, kg/h 13.225

10.360

10.360

13.225

INVENTARIO DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40 Inmisiones de Partículas, Óxidos de azufre y Nitrógeno SUB-ZONA LAS FLORES AÑO PARTÍCULAS µg/m3

SO2

NOX

161.35 113.41 123.40 108.46 126.78 112.01 108.46

30.58 15.15 36.62 28.18 10.09 9.08 10.05

24.20 25.25 27.16 21.50 23.85 19.63 12.00

121.03 96.47 --47.21 64.83 72.61 55.83

----------6.84 9.74

--------17.37 12.25 12.86

SECTOR N°1

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000

µg/m3

µg/m3

SECTOR N°2

1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000

MONITOREO DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40 PARTICULAS TOTALES DIAGRAMA DE FLUJO IDENTIFICACIÓN DEL CONTAMINANTE QUE IMPACTA EN LOS RECEPTORES INVENTARIO Y ANÁLISIS DE LAS FUENTES FIJAS Y MÓVILES Y RECEPTORES RECOPILACIÓN DE INFORMACIÓN Meteorología, Predominio de los vientos, Número de Estaciones

ESCOGENCIA DEL SITIO * Dirección predominante del viento * Asentamientos urbanos * Interferencias de barreras * Seguridad del equipo * Facilidades de acceso PREPARACIÓN DEL EQUIPO

MONITOREO DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA VÍA 40 DIAGRAMA DE FLUJO LABORATORIO

PREPARACIÓN DEL EQUIPO

SECADO DE FILTROS PESAJE EN BALANZA ANALÍTICA ARMADO DE PORTAFILTROS

CÁLCULOS

ANÁLISIS DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

REVISIÓN DEL SISTEMA

CALIBRACIÓN VERIFICACIÓN CALIBRADOR DE ORIFICO NO

INSTALACIÓN DE EQUIPO

SI

CONSTRUCCIÓN CURVA CALIBRACIÓN Y AJUSTE, CONDICIONES DE OPERACIÓN

COLOCACIÓN DE FILTRO LECTURA PRESIONES,TEMPERATURAS Y FLUJO INICIAL RETIRO FILTROS A LAS 24 HORAS DE MONITOREO CONTINUO

LECTURA FINAL DE PRESIÓN, TEMPERATURA Y FLUJO

INVENTARIO EMISIONES CARACTERTISTICAS MODULO EMISIONES • Software AIREMIS (Acri) • Simulación horaria de 7 parámetros l Transporte (Aérea y vehicular), • Fuentes de emisión: Industria FUENTES MOVILES (RECOMENDADOS) • Metodología COPERT (Agencia Ambiental Europea) • Emisiones por Arranque en frío, Rodamiento en caliente y evaporación • Factores de Emisión: JICA para Barranquilla, México y Santiago

MONITOREO DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40 PARTICULAS TOTALES RESULTADOS TERMOFLORES

69.86 VIVERO CDC 99.18 ALMACENES VIVERO

SECRETARÍA SALUD

111.22

113.66

ELECTRICARIBE 110.79

MONITOREO DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40 PARTICULAS TOTALES RESULTADOS 180 TERMOFLORES ALMACENES VIVERO SECRETARÍA SALUD ELECTRICARIBE VIVERO CDC NORMA

140 120 100 80 60 40 20

DÍAS DE MONITOREO

AGO. 27/2000

AGO. 26/2000

AGO. 25/2000

AGO. 24/2000

0 AGO. 23/2000

CONCENTRACIÓN g/m 3

160

MONITOREO DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40 MODELACIÓN MATEMATICA DISPERSION DE PARTICULAS •Ecuaciones matemáticas que simulan el comportamiento, transporte y difusión de un contaminante QUÍMICA EMISIONES

MODELO MATEMÁTICO

CALIDAD DEL AIRE PREVISTA

METODOLOGÍA

MODELOS: •SCREEN: Ecuación Gaussiana que estima concentraciones de contaminantes no reactivos, de fuentes continuas

MODELOS MATEMÁTICOS Las terías de Pascalli y Gifford elaboradas en torno a 1960 afirman que, bajo turbulencias producidas en cualquier condición atmosférica, la concentración de las sustancias contaminantes alrededor del eje longitudinal de la estela tendrá una distribución gaussiana (es decir normal).

- La velocidad y la dirección del viento deben ser constantes a cualquier altura o período promediado - La tasa de emisiones debe ser constante. Ing. Muñoz Yi, completamente en el terreno (es decir, no depositarse). 39 - La Ventura estela debe reflectar MSc. - No se debe producir ninguna difusión en la dirección de la estela.

Software de última generación (ISC Aermod)

Análisis meteorológico

Análisis complejo en de las edificaciones y la topografía del sitio.

Equipos Información en SIG o planos en ACAD

•Identificar la alteración de la calidad de aire. •Establecer responsabilidades. •Plantear medidas correctivas. •Presentar ante la comunidad y las autoridades.

Equipos •Muestreador isocinético marca Apex Instrument •Equipo Orsat (método 3 EPA) para mediciones de gases de combustión (CO, CO2, O2 y N2) Ea y Fc (factor de combustión) •Muestreadores de alto volumen Hi-vol (partículas mayores de 10 µm) •Muestreadores de PM10 (partículas menores de 10 µm •Medidor de presión sonora, marca Quest 2900.

INVENTARIO DE EMISIONES FUENTES MOVILES

Calculo Factores de Emisión Campañas de Medición: l • Contaminantes atmosféricos: CO, NOx, SO2, COV, PM10. • Tráfico: Volumen y velocidad para 8 categorías de vehículos • Parámetros meteorológicos: Velocidad y dirección del viento • Periodo: 24 días • Configuración de la calle

Aplicación inversa de los modelos de dispersión en ambientes urbanos MODELO DE DISPERSION STREET SRI

MONITOREO DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40 MODELACIÓN MATEMATICA DISPERSION DE PARTICULAS RESULTADOS GRAFICOS

GESTIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40 INDICE AMBIENTAL ICA-BAQ ICA

•MODELO P.E.R(*). PRESION Actividades humanas

ESTADO Modificaciones al medio ambiente

RESPUESTA Reacción social a tomar medidas

•Indicador de estado: Niveles de concentración de NOx, SO2 y Partículas. ICA-BAQ •Índice ambiental: CONCENTRACION DEL CONTAMINANTE ICA-BAQ = --------------------------------------------------- X 100 Estándar para 24 horas (*)Jesinghaus, 1999; Segnestan, 2002.

GESTIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40 INDICE AMBIENTAL ICA-BAQ ICA

Valores limites y convenciones ICAVI40

CONVENCIONES CALIDAD DEL AIRE

< 75

EXCELENTE

100

BUENA

250

MODERADA

400

MALA

>400

CRÍTICA

GESTIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40 INDICE AMBIENTAL ICA-BAQ SUBMODELO: plano Índice ICAVI40

ICAVI40 – PARTICULAS 1998

ICAVI40

< 75 100

CONVENCIONES CALIDAD DEL AIRE EXCELENTE BUENA

GESTIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40 INDICE AMBIENTAL ICA-BAQ fundamentos de los niveles de daño significativo NIVEL DE ICAVI40

0 a 100

100 - 250

250 - 400

POSIBLES EFECTOS EN LA SALUD

MEDIDAS DE TIPO PREVENTIVO

• No se presentan efectos negativos en la salud de la población.

• En este nivel, no es necesaria ninguna medida de tipo preventivo.

• Conjuntivitis o dolor de cabeza en cualquier grupo de la población. • Los niños lactantes, los ancianos y los fumadores, presentan trastornos funcionales del aparato •

§ En este nivel, deben adoptarse conductas generales que disminuyan la exposición a la atmósfera contaminada, especialmente por parte de la población señalada.

• Alteraciones de tipo inflamatorio (tos, § No realizar ejercicio o actividad física expectoración y espasmo bronquial) intensa al aire libre. en su sistema respiratorio. § Permanecer en ambientes cerrados dure el episodio de •Trastornos funcionales del aparato mientras respiratorio y cardiovascular, como contaminación. aumento de su frecuencia cardiaca y respiratoria,

SISTEMA DE INDICADORES AMBIENTALES URBANOS (Propuesta)

Formulación del modelo matemático general bij= bij (qi ,Qij*,Si , Ni , u* ) , en la que los Qij* son todo el conjunto de amenidades ambientales asociadas a la vivienda i para cada localidad j, excepto qi que es una característica ambiental específica asociada a la vivienda i

Amenidades Ambientales: aspectos de la vivienda o propiedad que sirven como beneficio al comprador pero que no son necesarios para su uso; pueden ser naturales (como la ubicación, un bosque, un lago) o hechos por el hombre (como una piscina o un jardín).

EIDENAR, Universidad del Valle, Cali (Colombia)

Caso de aplicación en Cali

Interacción de variables en la toma de decisiones INSTRUMENTOS DE PLANIFICACIÓN TERRITORIAL • CONFIGURACIÓN URBANA. • VÍAS DE COMUNICACIÓN, CALLES CAMINOS. PROYECTOS LINEALES • REGULACIÓN NUEVAS ACTIVIDADES GENERADORAS DE EMISIONES. FUENTES FIJAS. LOCALIZACIÓN INDUSTRIAS. • ÁREAS VERDES, FORESTACIÓN, PAVIMENTACIÓN. • GESTIÓN, SANEAMIENTO SITIOS ERIAZOS Y ABANDONADOS

Indicadores GUS

PLANES DE GESTIÓN CALIDAD DEL AIRE URBANA • AREAS VERDES, FORESTACIÓN • CONTROL FUENTES • FUENTES RESIDENCIALES. • QUEMA BASURA URBANA • EDUCACIÓN AMBIENTAL

INSTRUMENTOS GESTIÓN URBANA • ORDENANZA AMBIENTAL • PLAN DESARROLLO URBANO • PLAN DE TRANSPORTE • I NSTRUMENTOS DE PLANIFICACIÓN • PLANES DE GESTIÓN DE CALIDAD DEL AIRE • REGULACIÓN Y CONTROL DE ACTIVIDADES EMISORAS O PRECURSORAS DE EMISIONES ATMOSFÉRICAS.

EDUCACIÓN AMBIENTAL vs. RESPONSABILIDAD SOCIAL Empresario:

¿Cuáles son mis aportes a las modificaciones en la calidad de aire, producto de mi actividad industrial y de las emisiones de ella derivada, en un punto cualquiera aledaño a mi instalación industrial? Ciudadano:

¿Cual es mi aporte para vivir en una sociedad mejor, y como puedo proteger el patrimonio público para mis futuras generaciones?

Conclusión • Creemos que desarrollar metodologías a niveles más desagregados y de flexibles integración, es una línea de investigación relevante que nos ayuda a identificar nuestros problemas sociales • Es necesario la construcción de información adecuada que permita, a los tomadores de decisiones, diseñar y priorizar la ejecución de estrategias ambientales que impacten de forma diferencial las distintas zonas en una ciudad.

Muchas gracias por su atención Ing. Ventura Muñoz Yi, M.Sc. [email protected]