UGI 2011 CONFERENCIA GEOGRÁFICA REGIONAL

1. UGI 2011CONFERENCIA GEOGRÁFICA REGIONAL TÍTULO DE LA PONENCIA: “EVALUACIÓN DEL EFECTO DE FIN DE SEMANA EN LOS NIVELES DE CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA” AUTORES DR. DANIEL LIPP DRA. MARIA ISABEL GASSMANN FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES

2. OBJETIVO DE LA INVESTIGACIÓN El objetivo del trabajo consiste en examinar la tendencia semanal que advierte el ozono en la atmósfera de la Ciudad de Buenos Aires a fin de ponderar con exactitud lo que se conoce como “Efecto Fin de semana”. Se indagará acerca de la existencia del fenómeno y cuáles pueden ser sus posibles causas. Los resultados obtenidos se compararán con los de otras ciudades, que hayan estudiado el mismo fenómeno, para identificar hallazgos similares y aquellos otros que sean diferentes. En este último caso, se explicarán las razones a las que se atribuyen estas diferencias.

3. LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA.Contaminación Fotoquímica. “Efecto Fin de Semana” (Weekend Effect). Un ejemplo de la complejidad del mecanismo de formación del ozono consiste en la particularidad de que sus niveles durante los fines de semana son mayores que los niveles registrados durante los días hábiles de la semana a pesar de la disminución del tránsito y con él las emisiones de los NOx y COVs.

4. ANTECEDENTES Figura 1

5. El “Efecto Fin de Semana” del O3 Hipótesis propuestas: • Hipótesis de reducción de [NOx]. • Hipótesis del tiempo de emisión de NOx. • Hipótesis del incremento de emisiones. • Hipótesis de radiación UV y aerosoles. • Hipótesis de transferencia cerca del suelo. • Hipótesis de transferencia de capas superiores. • Hipótesis supresora de [O3].

6. El “Efecto Fin de Semana” del O3 Hipótesis propuestas Hipótesis de reducción de [NOx] (NOx reduction). Una vez que se conocen los niveles de NOx y de los COVs en la atmósfera se puede estudiar la relación de estos contaminantes con la concentración de O3 mediante el uso de isopletas. Las isopletas mostrarían, por tanto, la relación entre los niveles de NOx, COVs y O3. La presencia de este contaminante en la atmósfera es el resultado de la interacción fotoquímica, no lineal, durante las horas de luz solar, entre las concentraciones de óxidos de nitrógeno (NOx) y compuestos orgánicos volátiles (COVs), emitidos mayoritariamente por los vehículos automotores y la industria.

8. El “Efecto Fin de Semana” del O3 Hipótesis propuestas Hipótesis del tiempo de emisión de NOx (NOx timing). Según la hora en que se emitan los NOx, hace que estos reaccionen más eficientemente. Hipótesis del incremento de emisiones (Increased weekend emissions). Aumento de emisiones durante los fines de semana. Hipótesis de radiación UV y aerosoles (Soot and Sunlight). Las partículas adquieren concentraciones mayores durante días hábiles.

9. El “Efecto Fin de Semana” del O3 Hipótesis propuestas Hipótesis de transferencia cerca del suelo (Carryover near the ground). Las concentraciones más elevadas de ozono del fin de semana provienen de las emisiones de NOx durante el viernes y sábado por la noche. Hipótesis de transferencia de capas superiores (Carryover aloft). Transferencia de contaminantes desde capas superiores. Hipótesis supresora de [O3] (Surface O3 quenching). NO + O3 NO2 + O2

10. DATOS PRELIMINARES. CARACTERÍSTICAS URBANAS Y CLIMATOLÓGICAS DE LA CIUDAD DE BUENOS AIRES. La ciudad de Buenos Aires, que forma parte de la RMBA, está situada a orillas del Río de la Plata. Superficie: 203 km2. Población cercana a tres millones de habitantes. Circulan diariamente por sus calles más de dos millones de vehículos. Durante el 55% del total de los casos, la velocidad del viento es menor que 4.0 m/s. El 3,8% del tiempo, el aire está en “calma”. La probabilidad de estancamiento del aire en el área es mayor en otoño e invierno y son pocos los casos de recirculación que ocurren anualmente. Los valores de la altura de la capa de mezcla urbana son menores que 1000 m durante el 78% del tiempo. El aire tiene pobre ventilación durante una gran parte del tiempo. Campañas experimentales de medición de contaminantes: son limitadas.

11. DATOS UTILIZADOS. CONTAMINANTES GASEOSOS. 1. Estación de Monitoreo Parque Centenario (de la Dirección General de Control de la Calidad Ambiental-Secretaría de Seguridad de la Ciudad de Buenos Aires). 2. Datos horarios de las concentraciones de NOx (desglosados en NO, NO2 y NOx). De los años 2005,2006 y parte del 2008 . Año 2007: n/d. 3. Estas mediciones están efectuadas en ppb (partes por billón). 4. Las mediciones se realizan según los métodos de referencia de la EPA. 5. La Estación funciona todos los días del año durante las 24 hs del día.

12. DATOS UTILIZADOS. TRÁNSITO VEHÍCULAR. 1. Estos datos fueron cedidos por el Ministerio de Desarrollo Urbano de la Ciudad de Buenos Aires (Jefatura del Departamento de Operación de Sistemas- Tránsito). 2. Datos horarios de los volúmenes de tránsito de los años 2005 (completo), 2006 (completo), 2007 (completo) y parte del año 2008 (Enero-Junio). 3. Se recopilaron datos de 13 puestos de medición instalados de modo aproximado dentro de 1 km. de radio con centro en la Estación de monitoreo atmosférico (Parque Centenario). 4. Los puestos de medición están materializados por grupos de sensores magnéticos (espiras) instalados en el pavimento. Acumulan datos por minuto. 5. Estos puestos de medición funciona todos los días del año durante las 24 hs del día. Se discriminan sábados y domingos. 6. Se determinan los flujos totales de tránsito (automóviles, ómnibus, camiones y camionetas).

14. DATOS UTILIZADOS. INFORMACIÓN METEOROLÓGICA. 1. Estos datos fueron cedidos por el Servicio Meteorológico Nacional (SMN). 2. Valores horarios de la temperatura de los años 2005 (completo), 2006 (completo), 2007 (completo) y parte del año 2008 (Enero-Junio). En °C. 3. Valores horarios de la dirección del viento de los años 2005 (completo), 2006 (completo), 2007 (completo) y parte del año 2008 (Enero-Junio). Se utilizaron 16 direcciones. 4. Valores horarios de la velocidad del viento de los años 2005 (completo), 2006 (completo), 2007 (completo) y parte del año 2008 (Enero-Junio). En m/seg.

16. DATOS UTILIZADOS. DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE FODISOCIACIÓN DEL NO2. Modelo utilizado para el cálculo del coeficiente JNO2: el de Radiación Ultravioleta Troposférica (TUV). Desarrollado: Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA). El modelo toma la irradianza espectral solar incidente en el tope de la atmósfera y calcula la propagación de esa radiación a través de la atmósfera. La tasa de cambio de la concentración de NO2 varía en el espacio y en el tiempo. Es fuertemente dependiente de la cantidad de cielo cubierto. Se determinaron los valores horarios del coeficiente JNO2 (de 6 hs. a 20 hs.) con cielo despejado de todos los años estudiados (2005,2006 y 2008). Valores en 1/min. Los días calculados son aquellos en los que no hubo nubosidad a la hora de las observaciones.

17. DATOS UTILIZADOS. DETERMINACIÓN DE LA CONSTANTE DE VELOCIDAD DE LA REACCIÓN ENTRE EL NO Y EL O3. Para estimar el valor del coeficiente kNO, se utilizó la expresión sugerida por la IUPAC (2001):

18. DISTRIBUCIÓN SEMANAL DEL TRÁNSITO VEHICULAR.

22. PATRÓN SEMANAL DE LOS [NOX] EN LA CIUDAD DE BUENOS AIRES.

25. CONCLUSIONES. 1. VOLUMEN DE TRÁNSITO DIURNO ( 0 HS. A 24 HS.): INCREMENTO DE LUNES A VIERNES. EN SÁBADOS Y DOMINGOS: DECRECE. 2. VOLUMEN DE TRÁNSITO NOCTURNO (DE 19 HS. A 06 HS): INCREMENTO DE LUNES A DOMINGOS. 3. VOLUMEN DE TRÁNSITO NOCTURNO (DE 0 HS. A 06 HS.): INCREMENTO DE LUNES A DOMINGOS. A) ES NOTORIA SU PROPORCIÓN RESPECTO A LO OBSERVADO EN TRÁNSITO DIURNO. B) LA CANTIDAD DE VEHÍCULOS DEL DÍA LUNES ES MAYOR QUE LA DEL DÍA MARTES. IDÉNTICA CONFIGURACIÓN PARA LOS NOX.

28. COMPORTAMIENTO TÍPICO SEMANAL DEL [O3].

32. “EFECTO DE FIN DE SEMANA” DEL OZONO EN LA CIUDAD DE MÉXICO (D. F).

37. REFLEXIONES FINALES Y FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN PROPÓSITO FUNDAMENTAL DE LA INVESTIGACIÓN: EVALUAR DENTRO DEL MARCO LOCAL EL “EFECTO FIN DE SEMANA” DEL OZONO. ESTACIÓN PARQUE CENTENARIO. OBSERVACIONES:2005-2006-2008 TRÁNSITO VEHÍCULAR: Flujo vehicular diurno: con volúmenes de tránsito elevados durante los días hábiles y reducidos durante los fines de semana. Flujo vehicular nocturno: con menor tránsito pero con incrementos durante los días sábados y domingos. CONCENTRACIONES DE NOX: Comportamiento diurno: Presentan una tendencia ligeramente ascendente de lunes a viernes, pero decrecen significativamente durante el fin de semana. Comportamiento nocturno: se incrementan de lunes a domingo. EL PATRÓN SE INVIERTE ATMÓSFERA IDEAL: ES RAZONABLE SUPONER UNA MAYOR CONCENTRACIÓN DE O3.

38. REFLEXIONES FINALES Y FUTURAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN 1. AMPLIAR LA BASE DE DATOS RESPECTO DE LAS OBSERVACIONES DE CONTAMINANTES. 2. EFECTUAR CAMPAÑAS DE INVESTIGACIÓN DE CONTAMINANTES MÁS SOSTENIBLES EN EL TIEMPO. 3. INCREMENTAR EL NÚMERO DE ESTACIONES DE MONITOREO ATMOSFÉRICO. 4. MEJORAR LA CONEXIÓN ENTRE LOS INVESTIGADORES Y LOS ENTES ESTATALES Y PRIVADOS EN MATERIA DE CONTAMINACIÓN DEL AIRE. 5. EDUCACIÓN AMBIENTAL.

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