CIUDADES SOSTENIBLES

INDICADORES DE CALIDAD Y SOSTENIBILIDAD URBANA

Ing. Ventura Muñoz Yi, M.Sc.

Modelos de Gestión Urbana Sostenible - GUS

ENCUENTROS AMBIENTALES 2008

Distrito Metropolitano, Industrial y Portuario de Barranquilla

?

Modelo de calidad de aire

RELACIÓN FUENTE, MEDIO DE TRANSPORTE

Y RECEPTOR

FUENTE RECEPTOR(Característica de la fuente) (Efectos de los contaminates)

INVENTARIOCARACTERIZACION

TOXICOLOGIA Y EPIDEMIOLOGIA

METREOLOGIA Y QUIMICAATMOSFÉRICA

TRANSPORTE(Dispersión y reacción delos contaminantes)

INTRODUCCIÓNA 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 DesarrolloUniversidad 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 (SecretatatTecnica 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).

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

2005 EnvironmentalSustainability Index

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

• OBJETIVOS��Identificar las actividades y las fuentes responsables del problIdentificar las actividades y las fuentes responsables del problemaema��Propuesta de un indicador ambiental de estadoPropuesta de un indicador ambiental de estado��Definir prioridades y fijar objetivosDefinir prioridades y fijar objetivos

Caso de estudio: ZONA:VIA 40

MODELO DE CALIDAD DE AIRE PARA BARRANQUILLA

DISEÑO DEL MODELO

INFORMACION METEOROLOGICA Y DE CALIDAD DE AIRE

INVENTARIO DE EMISIONES

SELECCIÓN DEL DOMINIO

SELECCIÓN DE

EPISODIOS

SIMULACION FOTOQUIMICA DE CONTAMINANTES

TOMA DE DECISIONES

MODELO DE VIENTOSMODELOS

V

A

L

I

D

A

C

I

O

N

INFORMACIÓN METEOROLÓGICA Y DE CALIDAD DE AIRE

INVENTARIO DE EMISIONES

SELECCIÓN DEL DOMINIOSELECCIÓN

DEL DOMINIOSELECCIÓN

DE EPISODIOS

SELECCIÓN DE

EPISODIOS

CAMPAÑA DE MEDICION

CAMPAÑA DE MEDICIÓN

SIMULACIÓN FOTOQUIMICA DE CONTAMINANTES

EVALUACIÓN DE ESTRATEGIAS

MODELO DE VIENTOSMODELOS

V

A

L

I

D

A

C

I

O

N

INFORMACION METEOROLOGICA Y DE CALIDAD DEL AIRE EXISTENTE

INFORMACION METEOROLOGICA Y DE CALIDAD DEL AIRE EXISTENTE

INFORMACIÓN METEOROLOGICA Y DE CALIDAD DEL AIRE EXISTENTE

Síntesis del modelo

IDENTIFICACIÓN DEL PROYECTOY CARACTERIZACÓN DE LAS SUBZONAS

SUBZONA LASFLORES

SUBZONAPARAISO

SUBZONAZOOLOGICO

SUBZONABASE NAVAL

DESCRIPCION DEL PROYECTOSUBZONAS

1

2

1

2

CARACTERIZACION DE LA ZONA EN ESTUDIO

TEMPERATURA

25.5

26

26.5

27

27.5

28

28.5

Ene. Feb. Mar. Abr. May. Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov. Dic.M e s

Temperatura (oC)

VELOCIDAD DEL VIENTO(m/s)

0

1

2

3

4

5

6

7

Ene. Feb. Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic

M e s

Velocidad (m/s)

PRECIPITACIÓN

0

2040

6080

100120

140160

180

Ene. Feb. Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov DicM e s

Precipitación (mm)

CARACTERIZACION DE LA ZONA EN ESTUDIO

ROSA DE VIENTOS

DESCRIPCION DE LAS FUENTES DE EMISION

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

Inventario de actividades económicas y emisiones de fuentes fijas1991 - 2000

Fuentes Móviles

PROMEDIO PONDERADO DE EMISIONES (gr./km.)

VIAS HC CO NOX

APA TAX CAM MPU APA TAX CAM MPU APA TAX CAM MPU

Vía 40 Calle 76 a 77 (Hora pico)

1.99 2.93 1.19 1.05 24.35 39.42 13.71 14.39 1.68 1.44 1.39 1.35

Vía 40Calle 76 a 77 (Hora valle)

1.78 2.25 1.06 0.93 20.24 27.97 12.57 12.88 1.77 1.43 1.37 1.32

DESCRIPCION DE LAS FUENTES DE EMISION

l

DOMINIO Y TOPOGRAFIA DEL MODELO

CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40ESTACIONES DE MONITOREO

SUB - ZONA ZOOLÓGICO

ACTIVIDAD INDUSTRIAL M.P. , kg/h NOx, kg/h SO2, kg/h

Productos Químicos ND

Textiles ND

Hierro y acero ND

SUB - BASE NAVALACTIVIDAD INDUSTRIAL M.P., kg/h NOx, kg/h SO2, kg/h

Productos Químicos 1.202 13.225

Alimentos 0.263 10.360

Productos plásticos ND

Productos minerales no metálicos ND

Papel y sus productos ND

Industrias diversas ND

TOTAL 1.465 10.360 13.225

INVENTARIO DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40Emisiones de fuentes fijas

1991 - 2000

INVENTARIO DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40Inmisiones de Partículas, Óxidos de azufre y Nitrógeno

SUB-ZONA LAS FLORESAÑO PARTÍCULAS µg/m3 SO2

µg/m3

NOXµg/m3

SECTOR N°1

1994 161.35 30.58 24.201995 113.41 15.15 25.251996 123.40 36.62 27.161997 108.46 28.18 21.501998 126.78 10.09 23.851999 112.01 9.08 19.632000 108.46 10.05 12.00SECTOR N°2

1994 121.03 --- ---1995 96.47 --- ---1996 --- --- ---1997 47.21 --- ---1998 64.83 --- 17.371999 72.61 6.84 12.252000 55.83 9.74 12.86

MONITOREO DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40PARTICULAS TOTALESDIAGRAMA DE FLUJO

IDENTIFICACIÓN DEL CONTAMINANTEQUE IMPACTA EN LOS RECEPTORES

INVENTARIO Y ANÁLISIS DE LAS FUENTESFIJAS 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 40DIAGRAMA DE FLUJO

LABORATORIO

PESAJE EN BALANZA ANALÍTICA

SECADO DE FILTROS

ARMADO DE PORTAFILTROS

CALIBRACIÓN

VERIFICACIÓN CALIBRADOR DE ORIFICO

CONSTRUCCIÓN CURVA CALIBRACIÓN Y AJUSTE, CONDICIONES DE OPERACIÓN

REVISIÓN DEL SISTEMA

NO

SI

INSTALACIÓN DE EQUIPO

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

CÁLCULOS

ANÁLISIS DE RESULTADOS

CONCLUSIONES

PREPARACIÓN DEL EQUIPO

l

INVENTARIO EMISIONES

CARACTERTISTICAS MODULOEMISIONES

• Software AIREMIS (Acri)• Simulación horaria de 7 parámetros• Fuentes de emisión: Transporte (Aérea y vehicular),

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 40PARTICULAS TOTALES

RESULTADOS

ALMACENES VIVERO

111.22

SECRETARÍA SALUD

113.66

ELECTRICARIBE

110.79

VIVERO CDC

99.18

TERMOFLORES

69.86

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

AG

O. 2

3/20

00

AG

O. 2

4/20

00

AG

O. 2

5/20

00

AG

O. 2

6/20

00

AG

O. 2

7/20

00

DÍAS DE MONITOREO

CO

NC

ENT

RA

CIÓ

N

g/m

3

TERMOFLORESALMACENES VIVEROSECRETARÍA SALUDELECTRICARIBEVIVERO CDCNORMA

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

RESULTADOS

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

•Ecuaciones matemáticas que simulan el comportamiento, transporte y difusión de un contaminante

QUÍMICA

MODELO MATEMÁTICO

CALIDAD DEL AIRE PREVISTA

EMISIONES

METODOLOGÍA

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

Ing. Ventura Muñoz Yi, MSc.

39

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

Las terías de Pascalli y Gifford elaboradas en torno a 1960 afirman que, bajoturbulencias producidas en cualquier condición atmosférica, la concentraciónde las sustancias contaminantes alrededor del eje longitudinal de la estelatendrá una distribución gaussiana (es decir normal).

MODELOS MATEMÁTICOS

Software de última generación (ISC Aermod)

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

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.

•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.

Equipos

Equipos

l

INVENTARIO DE EMISIONES

FUENTES MOVILES

Calculo Factores de Emisión

Aplicación inversa de los modelos de dispersión en ambientes urbanos

MODELO DE DISPERSION STREET SRI

Campañas de Medición :

• 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

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

RESULTADOS GRAFICOS

GESTIGESTIÓÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40N DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40INDICE AMBIENTAL ICAINDICE AMBIENTAL ICA-BAQ

•MODELO P.E.R(*).

PRESIONActividadeshumanas

ESTADOModificaciones almedio ambiente

RESPUESTAReacción sociala tomar medidas

•Indicador de estado: Niveles de concentración de NOx, SO2 y Partículas.

•Índice ambiental: ICAICA-BAQCONCENTRACION DEL CONTAMINANTE

ICAICA-BAQ = = ------------------------------------------------------------------------------------------------------ X 100X 100Estándar para 24 horas

(*)Jesinghaus, 1999; Segnestan, 2002.

GESTIGESTIÓÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40N DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA VIA 40INDICE AMBIENTAL ICAINDICE AMBIENTAL ICA-BAQ

Valores limites y convenciones

ICAVI40 CONVENCIONES CALIDAD DEL AIRE

< 75 EXCELENTE

100 BUENA

250 MODERADA

400 MALA

>400 CRÍTICA

ICAVI40 CONVENCIONES CALIDAD DEL AIRE

< 75 EXCELENTE

100 BUENA

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

SUBMODELO: plano Índice ICAVI40

ICAVI40 – PARTICULAS1998

NIVEL DE ICAVI40

POSIBLES EFECTOS EN LA SALUD MEDIDAS DE TIPO PREVENTIVO

0 a 100•No se presentan efectos negativos en la salud de la población.

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

100 - 250•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.

250 - 400• Alteraciones de tipo inflamatorio (tos, expectoración y espasmo bronquial) en su sistema respiratorio.

•Trastornos funcionales del aparato respiratorio y cardiovascular, como aumento de su frecuencia cardiaca y respiratoria,

§ No realizar ejercicio o actividad física intensa al aire libre.

§ Permanecer en ambientes cerrados mientras dure el episodio de contaminación.

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

fundamentos de los niveles de daño significativo

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

EIDENAR, Universidad del Valle, Cali (Colombia)

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).

Caso de aplicación en Cali

• 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

INSTRUMENTOS DE PLANIFICACIÓN TERRITORIAL

• AREAS VERDES, FORESTACIÓN• CONTROL FUENTES• FUENTES RESIDENCIALES. • QUEMA BASURA URBANA• EDUCACIÓN AMBIENTAL

PLANES DE GESTIÓN CALIDAD DEL AIRE 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.

INSTRUMENTOS GESTIÓN URBANA

Interacción de variables en la toma de decisiones

IndicadoresGUS

¿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?

EDUCACIÓN AMBIENTAL vs. RESPONSABILIDAD SOCIAL

Empresario:

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.vmunoz@uninorte.edu.co