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Emisiones de carbono negro en Chile. Transporte versus calefacción residencial
Dr. Ernesto Gramsch Investigador asociado
Centro Mario Molina Chile
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Centro Mario Molina Chile
Estudios en Medio Ambiente y Energía
• Comisión Nacional del Medio Ambiente, Conama • Ministerio de Transporte • Empresas privadas • Banco Mundial • Naciones Unidas
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Características topográficas de la zona
centro y sur de Chile
Valles encerrados por cerros entre 1000 y 5000 m de altura
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Persistente Inversión térmica invernal
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Tarde Noche
Características de viento en la zona centro y sur de Chile
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Características de viento en la zona centro y sur de Chile
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Perfil horario del material particulado en la zona centro y sur de Chile
Vehículos Viento Vehículos, fuentes noct. inv. térmica, otros
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Composición del material particulado fino y total en Santiago.
MP2,5 MP10
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Estudios de Carbono negro (CN) realizados en Santiago (centro) y Andacollo (norte) con equipo óptico
Andacollo
Santiago
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Carbono negro
Estructuras hexagonales que forman partículas de 30 nm aproximadamente.
Procesos de interacción entre la luz y las partículas en la atmósfera
Carbono elemental
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Estudios realizados con un equipo para medir carbono negro mediante el principio de absorción de luz
• Se captura las partículas que hay en un volumen V de aire en un filtro.
• Se asume que las propiedades ópticas de las partículas en el filtro son las mismas en el aire.
• Si la intensidad de luz incidente sobre el filtro es I0
• Y la intensidad de luz transmitida es I,
• Se define la atenuación de luz “ATN” como:
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SIMCA
Calibración realizada midiendo simultáneamente con equipo Serie 5400 Rupprecht & Patachnick
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Emisiones de carbono negro en pala LHD (cargador frontal) en mina subterránea.
Motor Detroit Serie 50 (250 a 320 HP)
Mediciones en laboratorio
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Emisiones de carbono negro en pala LHD (cargador frontal) en mina subterránea.
Motor Detroit Serie 50 (250 a 320 HP)
Mediciones interior mina subterránea
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E. Gramsch, L. Catalán, I. Ormeño and G. Palma, “Traffic and seasonal dependence of the light absorption coefficient in Santiago de Chile" Applied Optics 39, No 27, 4895 – 4901 (2000).
Estudio en la ciudad de Santiago Concentraciones nocturnas de carbono negro en el año 1998
Coeficiente de absorción = k * Carbono negro
Aumento relativo de la fracción del CN durante la noche en invierno
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Ubicación de las estaciones de monitoreo
Campaña Santiago poniente 2002
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Comparación de sa entre estaciones de monitoreo, 2002
Usach y Parque muestran niveles similares
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Comparación de sa entre estaciones de
monitoreo, 2002
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Campaña Año 2003
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Comparación entre estaciones
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Comparación entre estaciones
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Conclusiones: El sector céntrico y poniente de Santiago presentan los mayores niveles de Carbono Negro.
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Conclusiones: La proporción de carbono negro en MP2,5 aumenta en invierno
Probable causa: calefacción por leña E. Gramsch, F. Cereceda-Balic, I. Ormeño, G. Palma and P. Oyola. “Use of the light absorption coefficient to monitor elemental carbon and PM2.5. Example of Santiago de Chile” Journal of the Air and Waste Management Association”, 54, 799 – 808, (2004).
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Estudio comparativo para determinar efecto del Plan
Transantiago en la contaminación cerca de calles principales
estado inicial (2005)
estado final (2007)
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Ubicación de las estaciones de
monitoreo 1 2 3
4 1. Eliodoro Yañez (sólo
autos)
2. Alameda (autos y buses)
3. Usach (autos)
4. Departamental (autos, pocos buses)
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Resultados año 2005, Usach
• Tráfico de autos y buses • Máximas concentraciones en el período entre 6 y 11 AM • Baja durante la tarde. • Aumento durante la noche • Agosto concentraciones bajan
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Comparación entre 2005 y 2007
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Comparación entre 2005 y
2007
¡ No se puede hacer una
comparación directa entre las
concentraciones !
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Comparación sólo en el período de hora punta de la mañana
Entre las 7 y las 9 AM se produce un aumento en las concentraciones debido al aumento del tráfico vehicular.
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Prueba estadística T – student para medias
Hipótesis: El aumento entre el año 2005 y 2007 es igual para la estación
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Resultados T - Student
La estación Alameda tiene una disminución estadísticamente significativa en la concentración de la hora punta el año 2007
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Flujo Vehicular
La calles en que disminuye la concentración, coinciden con una disminución significativa en el número de buses.
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Campaña en colegios de Santiago, Junio, Julio 2009
Ubicación de los colegios con equipos SIMCA
Huechuraba: Sector urbano, viento abajo
Malloco: sector semi rural, viento arriba
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Campaña en colegios de Santiago, 2009
• Sector urbano viento abajo de la ciudad tiene bajos niveles de CE: Dilución
• Malloco muestra niveles altos en la mañana y tarde: Transporte y emisiones locales de leña.
• Bajos niveles nocturnos en sector urbano.
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Estudios en Andacollo (norte de Chile), 2009
10.000 habitantes
Actividades mineras muy cerca del pueblo
Zona árida
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Medición de material particulado y carbono elemental durante el invierno.
Aumento de la proporción de carbono negro en presente en el MP10 durante la noche
Probable causa: calefacción por leña
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Conclusiones • Mediciones de carbono negro con equipo SIMCA permite obtener conclusiones útiles para la toma de decisiones por autoridades.
• En Santiago, las concentraciones más altas de CN ocurren durante la noche, en invierno.
• Se observa que el sector centro y poniente presenta las más altas concentraciones de CN.
• La proporción de CN en Material particulado aumenta en invierno durante la noche en Santiago y Andacollo. Probable causa: calefacción por leña.
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Conclusiones • Como resultado de la implementación del Transantiago, se observa una disminución estadísticamente significativa en la concentración de CN durante la hora punta en Alameda.
• No se observa una disminución en otros sectores: Av. Ecuador, Departmental o Eliodoro Yañez.