Resumen
El modelamiento de la dispersión de los contaminantes en la atmósfera es una herramienta que permite realizar predicciones a escalas urbanas y regionales de la calidad del aire en este caso para sólidos totales en suspensión (PST) y material particulado (MP10) provenientes de la zona productora de coque del municipio de Samacá compuesta por las veredas Loma Redonda, La Chorrera y Salamanca.
Para el modelamiento se tuvo en cuenta el modelo de dispersión Gaussiana a través del software AERMOD. Para la evaluación de los contaminantes, se analizaron dos ambientes de modelación: urbano y rural. Se determinaron las concentraciones de PST y MP10 (μg/m3) durante 18 días por medio de monitoreo a través de dos estaciones ubicadas en el hospital del municipio y en la vereda salamanca encontrando que superan los límites permisibles (100 y 50 μg/m3) fijados en la Resolución 610 de 2010 del MAVDT. Se analizó la información meteorológica y topográfica complementada con el inventario de fuentes de emisión como información de entrada para el proceso de modelamiento de contaminantes atmosférica emitida por coquización.
Palabras clave: material particulado, software AERMOD, modelación de emisiones, receptor, estimación de las emisiones.
Fecha de recepción del artículo: 28 de Febrero de 2016
Fecha de aceptación del artículo: 12 de Diciembre de 2016
DOI: http://dx.doi.org/10.22335/rlct.v8i2.303
*Artículo de investigación Modelamiento de material particulado emitidos por coquización. Municipio de Samacá, Boyacá.
** Docente Investigador. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. UPTC - Tunja. Ingeniero Agrícola enfásis en Suelos Aguas. M.Sc. Hydrology, Hydraulic and Environmental Engineering. Magister Ecología y Ecosistemas Estratégicos. Doctoral Hydrology Environmental Engineering. Director Grupo de Investigación GIGABE. aramosihas@hotmail.com, alfredo.ramos@uptc.edu.co
*** Docente auxiliar. Programa de Ingeniería Sanitaria. Universidad de Boyacá. Ingeniera Metalúrgica. Candidata Maestría Ingeniería Ambiental. dmbenitez@uniboyaca.edu.co
Abstract
The modeling of the dispersion a pollutants in the atmosphere is a tool that allows predictions to urban and regional scale air quality in this case for total suspended solids (TSP) and particulate matter (PM10) emissions from the production area township coke composed sidewalks Samacá Loma Redonda, La Chorrera and Salamanca.
The AERMOD software takes a Gaussian dispersion model. The evaluation of contaminants is analyzed with two environmentals models: urban and rural. The concentrations of TSP and PM10 (ug/m3) established by Resolution 610 of 2010 MAVDT were determined in 18 days with two monitoring stations in the hospital municipal and Salamanca town that exceed the permissible limits (100 and 50 g/m³). It analyzed the meteorological and topographical supplemented with inventory of emission sources as input for modeling the process of atmospheric pollutants emitted by coking.
Keywords: particles material, AERMOD, modeling sceneries, coke
Resumo
O modelamento da dispersão dos poluentes na atmosfera é uma ferramenta que permite executar previsões a escalas urbanas e regionais da qualidade do ar neste caso para partes em suspensão total (PST) e material particulado (MP10) De coque do município de Samacá compôs por as veredas Loma Redonda, La Chorrera y Salamanca. Para o modelo que teve a conta do modelo de dispersão Gaussiana através do software AERMOD. Para a avaliação dos contaminantes, analisar os ambientes de modelação: urbano e rural. Se determinou as concentrações de PST e MP10 (μg / m3) durante 18 dias por meio de monitoreo através de duas estações localizadas no hospital do município e na vereda encontradas que superam os limites permisíveis (100 y 50 μg / m3) Fixados na Resolución 610 de 2010 do MAVDT. Se analizou a informação meteorológica e topográfica complementada com o inventário de fontes de emissora como a informação de entrada para o processo de modelagem de contaminantes atmosférica emitida por coquización.
Palavras-chave: material particulado, software AERMOD, modelação de emissões, receptor, estimación das emisiones.
Introducción
Estudios realizados a nivel internacional por la Organización Mundial de la Salud (OMS) han estimado que las emisiones atmosféricas de material particulado (PM) originadas por fuentes fijas y móviles aumentan el riesgo de enfermedades cardiovasculares, respiratorias, cáncer de pulmón, cefaleas y ocasionan alrededor de dos millones de muertes prematuras para el año 2005. Por otra parte, la OMS ha estimado que si la contaminación por PM10 se reduce de 70 μg/m3 a 20 μg/m3, podría evitarse el 15% de las muertes relacionadas con la calidad del aire.
La distribución del tamaño de las partículas sigue una distribución bimodal. Las partículas finas se producen principalmente por la combustión o por condiciones super - saturadas, mientras que las partículas gruesas proceden principalmente de fuentes naturales como el polvo que se levanta por efectos del viento. (USEPA 1996) y (Thai 2006).
Para evidenciar y proyectar a futuro el comportamiento de la concentración de PM en la atmósfera, la modelación de las emisiones según Bustos (2004), Holmes y Morawska (2006) y Zufall (2006) se utiliza para saber cómo cambia en el tiempo y en el espacio la concentración de un contaminante criterio, permite predecir y analizar la calidad del aire y aporta bases para la planificación del recurso, la toma de decisiones políticas y prevención de estados de emergencia que afecten a la población y los recursos circundantes a las áreas generadoras de contaminación atmosférica.
Arzate (2004) presenta entre otros beneficios de la modelación la posibilidad de facilitar el análisis del impacto en la calidad del aire por los contaminantes atmosféricos emitidos y el cálculo de los límites de emisión que se requieren para satisfacer los estándares de calidad requeridos para no afectar la salud de las personas y los bienes físicos del entorno. Por otra parte, entre las ventajas, la más importante es el costo y el tiempo de preparación de variables de entrada de registros, ejecución y análisis de resultados de un modelo con respecto al de mediciones directas en el sitio del estudio. La principal desventaja es que modelar matemáticamente un fenómeno complejo como la dispersión de contaminantes atmosféricos es inexacto, por lo cual, se hace necesario ajustar las variables matemáticas fundamentales a la realidad.
El modelamiento realizado con AERMOD siguiendo los lineamientos de la Agencia para la Protección del Ambiente de Estados Unidos (EPA) y que muestra rendimientos superiores comparado con otros modelos (Perry et al., 2005) involucra medición directa (Hi Vol) de PST y PM10, realización del inventario de emisiones fijas y móviles en las veredas Loma Redonda, Salamanca y la Chorrera del Municipio de Samacá y análisis meteorológico de la zona.
De acuerdo a revisiones preliminares, en la zona no se han realizado estudios que involucren el modelamiento de las emisiones de PST Y MP 10 lo cual justifica el propósito principal de este proyecto que busca aportar información real y actual del estado de la calidad del aire como insumo base para la declaración de área fuente de contaminación atmosférica a la zona. El estudio epidemiológico realizado muestra que la población afectada por Infección Respiratoria Aguda (IRA) fue de 400 y 1000 personas para el año 2010 y 2011. Se evidencia en el reconocimiento preliminar de la zona degradación de ecosistemas naturales como el del páramo de rabanal, daños en las viviendas y escuelas ubicadas cercanas a las chimeneas, y presencia de material particulado en los cultivos con las implicaciones económicas que esto conlleva a la economía familiar de los trabajadores y habitantes del área de estudio que según el SISBEN para el año 2008 suman un total de 6828 personas.
Los resultados del modelamiento de las partículas emitidas significan para la comunidad un mecanismo de identificación de posibles estados de alerta o de epidemia y orientan la elaboración de planes de contingencia o de emergencia Dentro del campo de la calidad del aire, el modelamiento de las emisiones son un avance en la aplicación de la Política de Aire ya que permite direccionar acciones que propenden por el mejoramiento de la calidad del aire, son un mecanismo de regulación de nuevas emisiones y permite determinar dispersión de contaminantes por fuentes emisoras existentes o simular dispersión de contaminantes de proyectos futuros.
Metodología
Previo al modelamiento se realiza el inventario de emisiones de fuentes fijas (chimeneas de las empresas coquizadoras) y fuentes móviles. De forma paralela se monitorea los rangos de PST y PM10 del material particulado en dos estaciones, una ubicada en el área urbana del municipio (hospital) y la segunda en la vereda Salamanca. Se analizan los registros meteorológicos provenientes de las estaciones Villa Carmen y Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia (UPTC) y la cartografía comprendida por planos topográficos, imágenes satélites y fotografías aéreas.
Para que el modelo AERMOD determine la distribución de contaminantes en una pluma de manera horizontal y vertical siguiendo un comportamiento de tipo normal regido por la distribución de Gauss (U.S. EPA, 2004), se incorporan algoritmos de dispersión que consideran las diferencias de cotas del terreno en el dominio (terreno complejo). Para su funcionamiento, el modelo debe ser alimentado por tres fuentes de información: un archivo de entrada de flujos y datos de la(s) fuente(s), un archivo meteorológico, y un archivo de topografía digital.
El desarrollo del modelo de dispersión se realizó a través de tres etapas básicas:
a.- Análisis de registros meteorológicos La evaluación de datos meteorológicos se desarrolló hora por hora durante un año en el sector de influencia de la fuente y requirió datos de velocidad y dirección del viento, nubosidad, temperatura del ambiente e insolación.
Tabla 2.
Datos meteorológicos introducidos al modelo AERMOD.
Fuente: Autores. Adaptado de Reanalysis (NCEP/WCAR), Climate Prediction Center (NCEP USA) del IDEAM. 2012
b.- Validación del modelo AERMOD
La validación del modelo para el presente estudio se realizó por medio del Error Cuadrático Medio (ECM), el cual indica la medida de las diferencias en promedio entre los valores pronosticados y los observados. Su cálculo requirió mediciones de calidad del aire realizadas en 2 estaciones ubicadas en el Hospital de Santa Martha y en la vereda Salamanca durante 18 días. Además, se tomaron los datos climáticos diarios de la estación de Villa Carmen y se correlacionaron con los de la estación de la UPTC de Tunja.
La precisión de la dispersión estimada se basó en el promedio de grado de correspondencia entre pares individuales de valores pronosticados y valores observados, los valores observados se obtuvieron con las estaciones de monitoreo de calidad del aire y los pronosticados por medio del modelo (sumándole la concentración de fondo). La ecuación 1 se aplica para determinar el error cuadrático medio y la precisión del pronóstico.
(1)
Donde:
ECM = Error cuadrático medio (μg/m3)
Øi : es el valor pronosticado (μg/m3)
Øi observado: es el valor observado (μg/m3)
N: es el número de valores analizados
Aplicando la anterior ecuación considerando el promedio de la estación ubicada en el Hospital (82.4 μg/m³) y el de la Planta de Milpa, incluida la concentración promedio (21.76μg/m³), presentando un error de 0.16 %, el cual se detalla a continuación.
ECM = RAIZ [94.4-82.4]² = 3.46 μg/m³
% ERROR = 3.46/21.76 = 0.16
Monitoreo de PSt y PM10.
Equipos Modelo Tisch Environmental Inc. PM10 US. EPA Federal Reference Number RFPS-0202-141 para PST y PM10 se ubicaron en dos estaciones A y B operando del 1 al 18 de mayo de 2012.
Tabla 1.
Coordenadas geográficas de las estaciones de muestreo.
|
Estación |
Localización |
Coordenadas Planas |
Coordenadas Geográficas |
Contaminante |
|
|
A |
Hospital Santa Martha |
N: 1.099.260 |
Lat. 5°29´36,39" |
TPS- PM 10 |
|
|
E: 1.065.839 |
Long. 73°28´58,69" |
||||
|
B |
Vereda Salamanca |
N: 1.095.983 |
Lat. 5°28´29" |
TPS- PM 10 |
|
|
E: 1.057.452 |
Long. 73°31´38" |
||||
Fuente: Autores
Resultados
El MP presente en el aire proviene de procesos naturales como los ocasionados por la resuspención del viento y antrópicos como los generados de procesos mineros, industrias coquizadoras, transporte de productos y almacenamiento de coque y carbón, actividades evidenciadas en el Municipio de Samacá debido a la dedicación económica de extracción, procesamiento y transporte de carbón y coque por parte de los habitantes en las veredas de Salamanca, Loma Redonda y la Chorrera.
El renglón económico de mayor preponderancia en la zona es el de minería del carbón y el procesamiento comprendido por transporte, lavado y coquización, esta última es una actividad que ha venido creciendo desde la década de los 50 de acuerdo a trabajadores de la zona quienes reportan las primeras construcciones de hornos. Actualmente se registra en promedio 1300 hornos construidos con potencial de construcción de 3000 (Ramos A., Benítez, D. 2012).
Análisis meteorológico y validación del modelo
Para la estimación del Error Cuadrático Medio (ECM) se tomaron las mediciones realizadas en 2 estaciones de calidad del aire, ubicadas en el Hospital de Santa Martha y la planta de MILPA (ubicada en la vereda La Chorrera) los cuales tienen mediciones de 18 días consecutivos, correspondientes a los días del 1 al 18 de mayo de 2012, como también los datos meteorológicos diarios de la estación de Villa Carmen y se correlacionaron con los de la estación de la UPTC de Tunja (Tabla 2) y con los criterios de Doorembos (1976), Henderson and Perry (1979) se calcularon las alturas de las nubes.
En la validación del modelo se consideró el promedio de la estación ubicada en el Hospital (Estación A) de 82.4 μg/m³ y en la Planta de Milpa (Estación C) una concentración promedio de 21.76 μg/m³), presentando un error de 0.16 % (validación del error según modelo AERMOD), el cual se detalla a continuación:
ECM = RAIZ [94.4-82.4]² = 3.46 μg/m³
% ERROR = 3.46/21.76 = 0.16
Monitoreo de PST y PM10.
El promedio geométrico de la concentración para el periodo de muestreo en la estaciòn A fue de 103.33 µg/m3 y el aritmètico de 107.61 µg/m3 y la Resoluciòn 610 de 2010 presenta los niveles màximos permisibles para PST de 100 y 300 µg/m3 para un tiempo de exposiciòn anual y de 24 horas respectivamente.
El promedio geométrico de la concentración para el periodo de muestreo en la estaciòn B fue de 130.98 µg/m3 y el aritmètico de 134.33 µg/m3 y la Resoluciòn 610 de 2010 presenta los niveles màximos permisibles para PST de 100 y 300 µg/m3 para un tiempo de exposiciòn anual y de 24 horas respectivamente.
El promedio aritmético de la concentración para el periodo de muestreo en la estaciòn A fue de 85.57 µg/m3 y la Resoluciòn 610 de 2010 presenta los niveles màximos permisibles para PM10 de 50 y 100 µg/m3 para un tiempo de exposiciòn anual y de 24 horas respectivamente.
El promedio aritmético de la concentración para el periodo de muestreo en la estaciòn A fue de 97.06 µg/m3 y la Resoluciòn 610 de 2010 presenta los niveles màximos permisibles para PM10 de 50 y 100 µg/m3 para un tiempo de exposición anual y de 24 horas respectivamente.
b.- Supuestos del Modelo
Para realizar la modelación de la dispersión del material particulado se tuvieron en cuenta las siguientes consideraciones:
- El contaminante no sufre cambios químicos
- No existen otros procesos de remoción, como depositación seca o húmeda
- Perfil de velocidad del viento versus altitud es curva de potencia
Para que la estimación de las concentraciones sea confiable, es necesario que el contaminante en estudio cumpla los dos primeros supuestos. Esta condición la cumple el PM10, pero se recomienda hacer el monitoreo por un año (365 días), con la finalidad de obtener unos valores confiables y poder definir los escenarios anuales.
c.- Topografía del área modelada
El escenario del estudio
está constituido por el entorno del Valle de Samacá, Veredas La Chorrera y
Salamanca Figura 1, que corresponden a las zonas de influencia donde se
ubicaron las estaciones de monitoreo, con la finalidad de tener un diagnóstico
preliminar del comportamiento de los PST y PM10 de la zona productora de carbón
y coque del municipio de Samacá. En cada punto se determinan las coordenadas y
altitud, lo que permite representar el efecto de la topografía en la
dispersión. La vereda Loma Redonda es un llano ubicada en la cima de la
formación montañosa del páramo de Rabanal en donde el viento corre a velocidad
lineal constante, la vereda Chorrera ubicada en la ladera del páramo origina
efecto de turbulencia en el movimiento del viento y la vereda Salamanca es un
llano en la base de la montaña presenta afectación en los procesos de
dispersión por efecto de turbulencia del viento y recibe mayor resuspensión de
material particulado emitido. 
Figura 1. Ubicación geográfica de la zona de estudio. Adaptado de IGAC DEM ASTER – DEM SRTM. 2012. Fuente: Ramos, A. y Benitez, D. Diagnóstico y Declaración de Área Fuente de Contaminación de Aire en el Municipio de Samacá. Convenio 2011115 CORPOBOYACA-UNIVERSIDAD DE BOYACA. 2012.
Para el Material Particulado (PM-10) el área de cobertura corresponde a una superficie trapezoidal 32,50 km2. Se entiende como área de cobertura el área de modelamiento y un área circundante (área de frontera), que corresponde a la vereda La Chorrera. La ubicación de un receptor con respecto al terreno está considerada dentro de dos tipos principales: terreno simple o terreno complejo. En el terreno simple todos los receptores se hallan entre la altura de la base de la fuente de emisión, mientras que en el terreno complejo algunos receptores se encuentran a diferentes niveles, para el presente estudio se ha considerado al área del modelado como terreno complejo. El área de modelamiento se realizó en un campo de 6,2 x 5,1 km. Comprende un área que pueda ser directa o indirectamente afectada por la dispersión de material particulado PM-10 generada por las emisiones de los hornos de coque ubicados en las zonas de ladera y orillas de la vía (La Chorrera - Salamanca y La Chorrera – Loma Redonda).
d. Viento. De acuerdo con los estudios meteorológicos de la zona y por medio de la rosa de los vientos se concluye que el viento como factor de dispersión actúa en dirección predominante sureste (SE) con un 47.2% y con rangos entre 3.5 y 5.6 m/s (ver Figura 2).
Figura 2. Dirección de los vientos en la zona de estudio. Adaptado de IGAC-Global Satelite. Google Earth. 2012. Fuente: Ramos, A. y Benitez, D. Diagnóstico y Declaración de Área Fuente de Contaminación de Aire en el Municipio de Samacá. Convenio 2011115 CORPOBOYACA-UNIVERSIDAD DE BOYACA. 2012.
.- Estabilidad Atmosférica. De acuerdo a los registros meteorológicos en la zona de estudio se presentan condiciones inestables un 85% del tiempo, asociada a las velocidades del viento de suaves a moderados y a condiciones de cobertura nubosa, que atenúa los cambios bruscos de enfriamiento y calentamiento. En ese sentido, bajo estas condiciones inestables, la dispersión de las emisiones atmosféricas se ve afectada principalmente por las turbulencias mecánicas (velocidad de viento) más que por la variación de temperatura (condiciones de calentamiento o enfriamiento).
f.- Altura de Mezcla Atmosférica. Los perfiles verticales de velocidad y temperatura, así como de la topografía de la zona (con altitudes superiores a los 2600 a 3200 msnm) determinan que la altura de mezcla promedio máxima es de 800 msnm presentándose en los meses de mayo y septiembre. Así mismo, el promedio mínimo llega a los 400 msnm en los meses de febrero, octubre, noviembre y diciembre.
g.- Estimación y proyección según AERMOD VIEW
El modelo evaluó promedios de 24 horas para los parámetros PM10 y PST, las fuentes de emisión y receptores potenciales, llegando a la siguiente estimación proyectada (ver Tabla 3):
Tabla 3.
Estimación proyectada de PM10 y PST. Fuente: Ramos, A. y Benitez, D. Diagnóstico y Declaración de Área Fuente de Contaminación de Aire en el Municipio de Samacá. Convenio 2011115 CORPOBOYACA-UNIVERSIDAD DE BOYACA. 2012.
Valor Máximo. Norma
Parámetros Estación Período AERMOD μg/m³ Res. 610/10
PM 10 A - Hospital 24 horas 105 100
C- Milpa 24 horas 120 100
PST A - Hospital 24 horas 145 300
C- Milpa 24 horas 170 300
Fuente: Autores
Dentro del proceso de modelación por AERMOD se tiene:
Escenarios de Simulación
En concordancia con los sitios de monitoreo se identifican dos escenarios de simulación para la aplicación del modelo. El escenario 1 enfocado en la parte urbana del municipio de Samacá, afectada por la influencia de los sitios de producción de coque (sitios donde se realizaron las mediciones de PST y PM10) y, el escenario 2 enfocado en la zona productora de coque, se consideró la planta de Milpa (vereda Salamanca), zona donde se genera mayor impacto en el Valle de Samacá de acuerdo con los resultados del programa de monitoreo. Los datos de entrada para los escenarios se encuentran en la Tabla 3.
Modelación de la línea base
En el análisis de los resultados de la modelación de la situación actual o línea base es importante tener en cuenta que los datos que muestra el modelo, no corresponden con la concentración final ya que no incluyen la concentración de fondo diaria y anual, porque no se dispone de un monitoreo detallado durante un año completo. Teniendo en cuenta las isopletas de concentración de PST arrojadas por el modelo, se establece que las concentraciones más altas, y por ende los mayores impactos, se encuentran en la vereda La Chorrera y las zonas aledañas a esta.
Modelación de escenario 1 (PST)
El modelamiento muestra el primer pico de concentraciones diarias mayores a 173 μg/m3, se encuentra sobre la estación de Salamanca y es ocasionado por las altas emisiones generadas por los hornos de coque, debido a que el material particulado generado es arrastrado por los vientos provenientes del SW y S con velocidades que oscilan entre 1,8 a 4,79 m/s lo que facilita la dispersión lejos del foco de emisión. Por otra parte, el segundo pico tiene concentraciones de154,3 (Salamanca) y 159,4 μg/m3 (Hospital de Samacá). A diferencia del primer pico este es ocasionado por la incidencia de los hornos de coque aledaños que se encuentran localizados sobre la falda de la montaña, como también las canteras (explotación de material de recebo). Adicionalmente, se puede evidenciar la influencia de la topografía sobre los vientos, que rodean la montaña, cambian su dirección y circulan a través de la vía destapada y por el cauce de la quebrada Gachaneca; predominan velocidades suaves a moderadas (según la escala de Beaufort).
En la Figura 2 se muestra en detalle las isopletas diarias y anuales de PST, sobre el área de la vereda La Chorrera (sitio donde se ubicó la estación de muestreo). En el Hospital de Samacá se reportan valores altos de PST, es preciso mencionar la cercanía de las laderas de las veredas El Centro y el Quite, en los que se presenta explotación agrícola y algunas canteras (material de recebo) que puede aportar material en suspensión por acción del viento. Las concentraciones anuales de PST tienen el mismo comportamiento que las diarias, con respecto a su dispersión pero, a diferencia de las diarias, el mayor pico es de concentraciones por encima de 170μg/m3 (Salamanca) y el segundo pico se encuentra en concentraciones de 145 μg/m3 (Hospital de Samacá).
Figura 2. Isopletas diarias y anuales PST (μg/m3). Fuente: Ramos, A. y Benitez, D. Diagnóstico y Declaración de Área Fuente de Contaminación de Aire en el Municipio de Samacá. Convenio 2011115 CORPOBOYACA-UNIVERSIDAD DE BOYACA. 2012.
Modelación de escenario 2 (PM10)
La modelación muestra que las concentraciones diarias de PM10 encontradas en el segundo pico, sobre la Planta de Milpa (La Chorrera), se mantiene constantes, debido a la influencia de los hornos de coque de esta zona. Sin embargo, se encuentran concentraciones altas de 83,028 μg/m3, lo cual significa que es necesario tomar otras medidas con el sector artesanal como implementar turnos de producción. Las concentraciones sobre la Planta de Milpa (primer pico) siguen siendo altas, lo cual significa que a pesar de que se tomen medidas en el sector de producción de coque, es necesario que la autoridad ambiental (CORPOBOYACA) ejerza control en el monitoreo de emisiones fijas, como también las móviles. En la Figura 3 se detallan las isopletas diarias y anuales de toda el área modelada. Es importante tener en cuenta que los datos que se muestran a continuación, no corresponden a la concentración final ya que no tienen incluida la concentración de fondo diaria y anual.
Figura 3. Isopletas diarias y anuales PM10 (μg/m3) Fuente: Ramos, A. y Benitez, D. Diagnóstico y Declaración de Área Fuente de Contaminación de Aire en el Municipio de Samacá. Convenio 2011115 CORPOBOYACA-UNIVERSIDAD DE BOYACA. 2012.
Las concentraciones anuales de PM10 tienen el mismo comportamiento que las diarias, con respecto a su dispersión, pero a diferencia de las diarias, el mayor pico de concentraciones está por encima de 125,3 μg/m3 y el segundo pico se encuentra en concentraciones de 114,4 μg/m3, mostrando que el primero se mantiene constante y el segundo presenta variaciones de un 12%. Con estos resultados se puede afirmar que las emisiones generadas por los hornos de coque de la vereda La Chorrera son las causantes de las altas concentraciones de PM10 en la zona de estudio. Es necesario considerar la posibilidad de implementar sistemas de control para el proceso de coquización, que es el que genera mayor emisión de acuerdo con estudios de referencia.
Conclusiones
Al analizar los resultados obtenidos por la modelación, se concluye que la topografía y la meteorología son factores fundamentales en la alta dispersión del material particulado en las áreas críticas, debido a que se presentan velocidades del viento moderadas entre 3.5 y 5.6 m/s y condiciones de confluencia del viento favorecidas por las características topográficas del Valle de Samacá y zona de los embalses de Gachaneca I y II (ubicados en el Páramo de Rabanal).
De acuerdo con la normatividad de calidad del aire (Resolución 610 de 2010) en la línea base y en los escenarios, se puede observar que la norma es superada en las áreas donde no se implementan estrategias de control, especialmente en las veredas La Chorerra y Salamanca.
Por otra parte, se presentan concentraciones que exceden la norma de calidad del aire diaria y anual, lo cual implica a que si llega a presentarse eventos de contaminación permanente, sumado a condiciones meteorológicas desfavorables, existe riesgo de afectación a la salud pública.
Las altas concentraciones de material particulado (PM10) en las áreas críticas son causadas, principalmente, por las emisiones provenientes de los hornos de coque ubicados en las veredas La Chorrera y Salamanca del municipio de Samacá. Esto se evidencia en el mapa de isopletas de concentraciones de PM10 y PST (ver Figuras 2 y 3), diarias y anuales, de los escenarios simulados.
Agradecimientos
Universidad de Boyacá y a sus estudiantes de los programas de Ingeniería Ambiental e Ingeniería Sanitaria de los cursos de Contaminación Ambiental, Calidad del aire, hidrología, climatología, modelación de sistemas ambientales. Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia, Estación climatológica UPTC del IDEAM, CORPOBOYACA y sus asesores, Cooperativa de Coquizadores ASOCOQUE de Samacá, Hospital de Santa Martha de Samacá.
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