ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AMBIENTAL INFORME DE INVESTIGACIÓN OPERATIVA
“Externalidades Atmosféricas Atmosféricas Generadas por la Industria Ladrillera” INTEGRANTES: Bermudez Macedo Diana Cueva Aliaga Gaby Farfan Gomez Jaquelin Peña Cervantes Rodrigo Robles Jara Fredy Salvador Vargas Santiago
CURSO: CONTROL Y EVALUACIÓN DE EMISIONES ATMOSFÉRICAS ASESOR: JUAN ALBERTO PERALTA MEDIANA CICLO: VII
TURNO Y AULA 318 B –NOCHE 2017-2
Índice
1. Introducción 2. Antecedentes 3. Planteamiento del problema 4. Objetivo 5. Marco teórico 6. Marco Legal 7. Caso de aplicación 7.1. Caracterización de la fuente de emisión 7.1.1 Datos de la fuente 7.1.2 Datos meteorológicos 7.2. Dispersión de contaminantes y cálculo de emisiones 7.2.1 Modelo Gaussiano y fórmulas 7.3. Evaluación de los impactos 7.3.1 Estudios epidemiológicos: Funciones exposición-respuesta 7.3.2 Densidad poblacional 7.3.3 Calculo de los impactos en la salud 7.4. Evaluación de los costos 8. Resultados 9. Conclusiones 10. Recomendaciones 11. Referentes bibliográficas 12. Anexos
1. Introducción La Industria Ladrillera en la actualidad, una de las actividades económicas que se desarrolla dentro de las ciudades y sus periferias, debido al boom económico y de construcción en estos últimos años. Las zonas aledañas, están siendo expuestas a las emisiones que estas fábricas emiten, la comunidad en general desconoce de los compuestos químicos que pueden disipar las chimeneas de los hornos hornos de estas fábricas y mucho menos de las concentraciones de los gases emitidos. Los componentes como Monóxido de carbono, Óxidos de nitrógeno, Dióxido de azufre, Material particulado, Carbón negro este último siendo un compuesto que se produce por la combustión incompleta, su tiempo de permanencia en la atmósfera varía desde unos pocos días hasta algunas semanas, pero durante ese tiempo su potencial de calentamiento puede ser más potente que el CO 2. Por ello, obliga a una evaluación y control multidisciplinario, integrando una revisión que privilegie la salud pública y un abordaje ingenieril holístico. A estas variables han de añadirse los componentes políticos y económicos que terminan por enriquecer el caso, cuya mejor expresión es una suerte de pacto que se ha sellado entre un sector de la población y la industria ladrillera para conservar el medio ambiente. 2.
Antecedentes Entre los impactos que se llegaron a identificar se puede nombrar que existen impactos
de tipo moderados y severos. Ortiz (2002) nos indica que la actividad de la industria del ladrillo es realizada en la mayor parte de México, Puebla es la zona de mayor productividad de ladrillo artesanal, este estado produce un aproximado de 2330 millones de ladrillos al año. La elaboración de una propuesta de parámetros y niveles máximos permisibles comparando las normativas en otros países e implementando las medidas que se proponen para tal efecto, dichos LMP resulten costo efectivo para las industrias ladrilleras en el Perú y considerando la evaluación en los hornos Túnel, Hoffman, Escocés Escocés y Multicámara Multicámara para el control realidad de los factores para convertir sus operaciones en eco- eficientes. (Casado, 2010, p. 2). El ladrillo industrial fabricado en enormes cantidades sigue siendo un material de construcción muy versátil. En un estudio realizado sobre la industria ladrillera en el departamento de San Martín, que tuvo como objetivos, el estudio del impacto ambiental que
produce la fabricación de ladrillos en el Valle de Altomayo, también buscar soluciones a los impactos ambientales generados por el proceso de quema de ladrillos y determinar las emisiones que este proceso produce y así evaluar si excede los límites máximos permisibles. (Valverde, Bances, Rojas y Rodríguez ,2004) En la fabricación del ladrillo los combustibles que se utilizan con mayor frecuencia son por ejemplo la madera, el aserrín, aceites gastados y en algunos casos los hornos utilizan gas natural o gas LP. Los hornos principalmente utilizados son antiguos, con baja eficiencia energética. Soriano (2012) nos dice que presenta una información sobre una evaluación Nacional del Sector Ladrillero Artesanal en el Perú, este estudio evaluó 11 regiones, donde mayormente se da la fabricación de ladrillos artesanales. El sistema que utilizan para la fabricación es antiguo o rudimentario. Los materiales principalmente utilizados para la cocción del ladrillo es la leña y el carbón, así como también para realizar el precalentado es necesario las maderas y los trozos de carbón en lugar de las llantas, esto disminuye el CO2 en el proceso de la combustión. Barranzuela (2014) en el estudio que realizó en Piura ha llegado a concluir que: en el proceso de producción del ladrillo, en la etapa de secado y cocción, están relacionados con las características de la materia prima. Nos indica que no se podría estandarizar el proceso si no se conoce los componentes mineralógicos de la materia prima. Manifiesta que la industria ladrillera artesanal utiliza la cascarilla de arroz, también el aserrín y la ceniza de la cascarilla del arroz para así poder disminuir la plasticidad de la pasta, evitando que se pegue en las manos y así facilitar el moldeo de los ladrillos. 3. Planteamiento del problema. La contaminación atmosférica en la actualidad se debe principalmente a la creciente industrialización generada por el hombre y a las distintas actividades que conllevan dicho sistema de carácter industrial, es así como las fabricas industriales dentro del perímetro de la ciudad, tal es el caso de las fábricas de ladrillo desde su actividad extractiva y focalizada al proceso de obtención de materiales, siendo esta una actividad de extracción minera no metálica, juega un papel determinante en la generación de emisiones contaminantes hacia la atmósfera, ocasionando daños asociados íntegramente a su actividad económica, generando externalidades muchas veces de carácter negativo es por ello que es importante caracterizar
los tipos de fuentes emisoras de contaminantes hacia la atmósfera, los tipos de contaminantes generados, así como las funciones que determina el clima en la dispersión de estos para realizar un análisis crítico sobre la calidad del aire. 4. Objetivo Conocer las externalidades atmosféricas generadas por la industria ladrillera. Objetivos específicos:
Describir los tipos de contaminantes que se generan dentro del proceso productivo de la industria ladrillera.
Determinar los efectos en la salud de la industria ladrillera. ladrillera .
5. Marco teórico Breve descripción del proceso productivo. a) Extracción de la materia prima: Se extrae y transporta la arcilla, la materia prima necesaria par a la fabricación de ladrillos desde la zona de extracción hasta los lugares de producción. b) Maduración: Antes de incorporar la arcilla al ciclo productivo, esta se somete a una serie de tratamiento de trituración, homogeneización y reposo expuesta a los elementos, con la finalidad de obtener una adecuada consistencia y uniformidad de las características físicas y químicas deseadas. c) Tratamiento mecánico previo: Consiste en una serie de operaciones cuya finalidad es la de purificar y refinar la materia prima. Los instrumentos utilizados en dicha fase son los siguientes: a. Eliminador de piedras: Sirve para reducir las dimensiones de los terrones. b. Desintegrador: Desintegrador : Se encarga de triturar aquellos terrones de mayor tamaño, más duros y compactos. c. Laminador refinador: Se trituran los últimos nódulos nódulos que pudieran estar en el interior del material.
d. Depósito de materia prima procesada: Se deposita el material en silos especiales y techados donde el material se homogeniza definitivamente tanto física como químicamente. d) Humidificación: Humidific ación: Se retira la arcilla de los silos y se transporta a un laminador refinador para posteriormente mover a un mezclador humedecer, en el cual se agrega agua para obtener la humedad precisa. e) Moldeado: Consiste en pasar la arcilla a través de una boquilla para conseguir la forma del objeto deseado. Este proceso se realiza en caliente, utilizando vapor saturado a aproximadamente 130ºC y a presión reducida. Con ello se obtiene una humedad más uniforme y una masa más compacta. f) Secado: Es una de las fases más delicadas del proceso de producción, ya que de ella depende, en gran parte, el buen resultado y calidad del material. El secado tiene la finalidad de eliminar el agua agregada en la fase de moldeado para así poder pasar a la fase de cocción. g) Cocción: Se realiza en hornos de túnel de hasta 120m de longitud donde la temperatura de cocción oscila entre 900ºC y 1000ºC. En el interior del horno la temperatura varía de forma continua y uniforme. Durante este proceso se produce la sinterización, lo que determina la resistencia del ladrillo. h) Almacenaje: Antes del embalaje, se procede procede a la formación de paquetes sobre pallets, lo cual permitirá facilitar su transporte con carretillas. El embalaje consiste en envolver los paquetes con cintas de plástico o metal, con la finalidad de poder ser depositados en lugares de almacenamiento y facilitar su transporte.
Diagrama de flujo del proceso de la industria.
Mapa de ubicación geográfica del área de influencia de la industria (google earth con radio de acción local). Ubicación de la Fábrica de ladrillos Lark El estudio se basa en el perímetro que tiene influencia por la emisión de fuente fija, la fábrica Lark de industria ladrillera que está ubicada en sector de La Florida del distrito de Carabayllo en la provincia de Lima. El acceso a la planta ladrillera se da por la Avenida Panamericana Norte a la altura del Km. 30.5 en el distrito de Puente Piedra, para luego ingresar por su intersección con la Avenida San Juan De Dios, colindando con los conjuntos habitacionales de San Pedro de Carabayllo, Pancha Paula 1ra etapa, Los Parques de Carabayllo y La Florida.
Coordenadas UTM
Coordenadas Geográficas
Zona
X
Y
Latitud
Longitud
18L
275654.98
8689770.05
11º 50' 41.61" S
77º 3' 33.47" W
Elaboración Propia
6. Marco legal. La legislación ambiental peruana relacionada con el presente informe de investigación, comprende a los siguientes sectores: ● MINISTERIO DE LA PRODUCION (PRODUCE) : El Ministerio de la Producción
del Perú del Perú es el sector del Poder Ejecutivo encargado de formular, aprobar, ejecutar y supervisar todos los niveles de producción, industria, manufacturera industria, manufacturera y pesquera. Su competencia se extiende a las personas naturales y jurídicas que realizan actividades vinculadas a los subsectores Industria subsectores Industria y Pesquería, Pesquería, contando con un Vice Ministro para cada subsector.
●
MINISTERIO DE SALUD (MINSA): Dirección General de Salud Ambiental (DIGESA).
Órgano rector de línea técnico-normativo a nivel nacional, encargado de normar, supervisar, controlar, evaluar y concertar con los gobiernos regionales, locales y demás componentes del Sistema Nacional de Salud los aspectos de protección del ambiente, saneamiento básico, la salud ocupacional, higiene alimentaria, zoonosis y protección del medio ambiente. ●
ORGANISMO DE EVALUACIÓN Y FISCALIZACIÓN AMBIENTAL (OEFA) : es un
organismo público técnico especializado, adscrito al Ministerio del Ambiente, encargado de la fiscalización ambiental y de asegurar el adecuado equilibrio entre la inversión privada en actividades económicas y la protección ambiental. El OEFA es, además, el ente Rector del Sistema Nacional de Evaluación y Fiscalización Ambiental (SINEFA). Las normas con mayor relevancia relacionadas con la gestión en la calidad de aire para el Industria Ladrillera Lark son las siguientes:
Constitución Política de 1993, Artículo 2º inciso 22º. Ley General del Medio Ambiente, Ley Nº 28611. Decreto supremo 074-2012-MINAM aprueba los límites máximos permisibles de emisiones atmosféricas para la producción de ladrillos.
Aprueban Estándares de Calidad Ambiental (ECA) para Aire y establecen disposiciones complementarias- Decreto Supremo Nº 003-2017-MINAM.
Aprobación del Plan de Estándares de Calidad Ambiental (ECA) y límites Máximos Permisibles (LMP) 2010-2011, que en anexo forma parte de la presente Resolución Ministerial.
Decreto supremo 074 -2012-MINAM aprueba los límites máximos permisibles de emisiones atmosféricas para la producción de ladrillos
Aprueban Estándares Estándares de Calidad Calidad Ambiental Ambiental (ECA) para Aire Aire y establecen establecen Disposiciones Disposiciones Complementarias- Decreto Supremo Nº 003-2017-MINAM
Aprobación Aprobación del Plan de Estándares Estándares de de Calidad Ambiental (ECA) y límites límites Máximos Permisibles (LMP) 2010-2011, que en anexo forma parte de la presente Resolución Ministerial.
7. Caso de aplicación 7.1 Caracterización de la fuente de emisión. Fuente de emisión La fuente de emisiones consideradas dentro de este informe de investigación considera las fuentes de dos tipos: fuentes fijas o puntuales (chimeneas) y fuentes móviles. Se considera emisiones de óxido de nitrógeno (NO X), monóxido de carbono (CO).
Fuente fija o puntual Según la Dirección General de Salud Ambiental DIGESA “se define como una
fuente puntual a toda instalación establecida en un lugar que tenga como finalidad desarrollar operaciones o procesos industriales o actividades que puedan generar emisiones contaminantes significativas a la atmósfera, por ejemplo, se puede citar a las fundiciones primarias, refinerías, industrias de alimentos entre otros” (p.5, 2005).
Las fuentes puntuales incluidas dentro del presente informe que caracterizan el proceso productivo de la industria ladrillera, incluye a la chimenea principal, ya que se libera contaminante con emisiones de NOx y CO.
Fuentes móviles Según la Dirección General de Salud Ambiental DIGESA “Son todos los vehículos automotores que transitan por vías de circulación como calles, carreteras, caminos y avenidas. Como ejemplo se pueden mencionar a los automóviles, camionetas pick up, vehículos de carga, autobuses y motocicletas”
(p.5, 2005). Este tipo de fuente de contaminación si bien resulta importante y no menos relevante, en el presente informe de investigación no se tomará en cuenta este tipo de fuente de contaminación móvil, ya que nos enfocaremos únicamente a revisar y analizar las emisiones originadas dentro del proceso productivo de la industria ladrillera Lark.
7.1.1
Datos de la fuente
Localización de la fuente:
Urbana.
Parámetros de la chimenea:
PARAMETROS DATOS DE INFORMACIÓN Altura de la chimenea (m) 30m Diámetro de la chimenea (m). 1.30m Tasa de emisión (g/s) 0.36 gNOx/s Velocidad de salida del gas (m/s) 10m/s 3 Flujo de salida (m /s) 13.27 m3/s Temperatura de salida del gas (°C) 64°C Temperatura ambiente (°C) 25°C Fuente: Elaboración Propia
Altura de la chimenea: La chimenea: La fuente generadora de emisiones gaseosas será la caldera, que se encuentra ubicada en carabayllo. La chimenea de tiro arroja las emisiones a una altura de nivel de producción de 30 m aproximadamente, con un tiempo de exposición de 16 horas al día. Los parámetros que se controlan son: COx, NOx, SOx, MP (material particulado). Dicha altura la chimenea, se obtuvo de un estudio realizado en NEPAL. Diámetro de chimenea: Según el monitoreo de la empresa el informe de CONSTRUMATICA nos brinda la información de la dimensión (diámetro) de la chimenea que es 1.30m para chimeneas de altura de 30m. Tasa de emisión: la tasa de emisión se pudo hallar mediante el dato exacto del flujo másico de contaminante del informe práctico del MINAM. Velocidad de salida del gas (m/s): según CONSTRUMATICA la velocidad de salida de los gases es de 10m/s.
Flujo de salida (m3 /s): El trayecto del contaminante se obtuvo mediante la velocidad de salida del gas por pi por el radio de la chimenea al cuadrado, el valor obtenido fue de 13.27 (m3/s). Temperatura de salida del gas (°C): (°C): la temperatura de salida del gas fue obtenida por la información dada del MINAM en el cual se especifica el dato de la temperatura de 64 C .. Temperatura ambiente (°C): (°C): la temperatura ambiente fue obtenida por la información dada por el monitoreo de digesa 2014 en el cual se especifica el dato de la temperatura de 25 C. 7.1.2 Datos meteorológicos Rosa de Viento
Este es un programa utilizado para la representación gráfica de variables meteorológicas como son la velocidad y dirección del viento de una determinada zona, cuyos datos son proporcionados por una estación meteorológica. En este caso se realizó en el distrito de puente piedra, como dicho distrito no cuenta con una estación meteorológica se tomó como referencia a la estación más cercana situada en comas. Con la ayuda de un programa (WRPLOT view) se determinó la dirección del viento y su velocidad en el mes de agosto del 2008. A continuación, continuación, los siguientes gráficos presentas presentas la la dirección y velocidad velocidad de viento. viento.
fuente: propio-figura1 Dirección de los vientos, la mayoría se dirige de Sur Oeste (SO) con velocidades que oscilan de 2.10-3.60 m/s (color amarillo) y 0.50-2.10 0 .50-2.10 (color celeste) y siendo la menor dirección de
fuente: propio-figura 2 Dirección preponderante como se mencionó en la figura uno Noreste (NE).
fuente: propio-figura 3 Frecuencia de velocidades, por lo que se puede afirmar que en su mayoría oscilan de 2.10-3.60 2.10 -3.60 m/s.
Fuente: propio –figura 4 Procedencia del viento representado desde la estaci ón meteorológica de comas vista satelitalmente desde Google Earth.
7.2. Dispersión de contaminantes y cálculo de emisiones
Dispersión de Contaminantes Los modelos atmosféricos de dispersión de contaminantes son herramientas físicomatemáticas que permiten simular las condiciones reales de transporte y dispersión de los contaminantes como producto de la interacción de las condiciones meteorológicas y las propias de las fuentes de emisión.
La información requerida considera la ubicación geográfica de las fuentes, la concentración de los contaminantes emitidos, y factores meteorológicos tales como la turbulencia atmosférica, velocidad del viento, temperatura y presión atmosférica. Por otro lado, los datos de salida de los modelos (concentraciones diarias, horarias, etc) varían dependiendo de la complejidad de los modelos empleados.
Los modelos no describen con exactitud el problema de contaminación de una zona determinada. Estos sólo constituyen una representación, cercana o no, de lo que sucede; por lo tanto, no hay que olvidar que sólo son modelos y que la calidad de los resultados depende de diversos factores tal como:
Exactitud del inventario de emisiones,
Incertidumbre de los procesos físico químicos químicos que que sufren los contaminantes durante su transporte,
Calidad y representatividad de los datos meteorológicos,
Validación del modelo en una situación determinada. El modelo puede ser adecuado en una situación particular pero no en otra.
Como se ha mencionado, los modelos de dispersión incluyen información tanto de la fuente emisora como de las características particulares del lugar donde se ubica dicha fuente tal como se indica en la Error! Reference source not found.. Una vez
DATOS DE LA FUENTE - Proceso: materias primas, productos, subproductos, consumos, producciones.
- Chimenea: altura, diámetro. - Gases: caudales, temperatura y humedad.
DATOS METEOROLOGICOS
- Condiciones de estabilidad.
NIVELES DE CONCENTRACION MODELO DE DISPERSION
- Máximos.
- Capas de inversión.
- Promedio.
- Régimen de viento.
- Probabilidad.
- Humedad relativa. - Temperatura. - Insolación. - Precipitación.
DATOS TOPOGRAFICOS
ingresada toda la información, es posible determinar las concentraciones de los contaminantes en un punto del espacio y en un tiempo determinado. De aquí que la concentración de un contaminante dado, Ci, sea función del tiempo y del espacio:
Ci = Ci(x,y,z,t)
donde Ci: es la concentración del contaminante i
Figura 1: Entradas y salidas de los modelos de dispersión.
Ecuación General de Difusión de Contaminantes La concentración de un determinado tipo de contaminante en un volumen pequeño en el espacio y en un tiempo dado se determina básicamente aplicando la ecuación de conservación de masa en un volumen pequeño, que se considera como volumen de control.
C t
FMdifusivo Rxn Qca Qca Aporte fuentes Re moción FMadvectivo FMdifusivo
El flujo másico advectivo (FMadvectivo) tiene relación con el movimiento de los contaminantes producto del movimiento del fluido (en este caso de la atmósfera). Tiene dos términos en el balance de masa, uno positivo (ingreso de flujo al volumen de control a través de una de sus superficies) y otro negativo (salida de flujo a través de una de las superficies del volumen de control).
El flujo másico difusivo (FMdifusivo) es el paso de los contaminantes a través del volumen de control debido a su propio movimiento. También tiene un término positivo y negativo en la ecuación de balance de masa debido a la entrada y salida del contaminante por las superficies del volumen de control.
El término relacionado con reacción química (Rxn Qca) tiene que ver con la generación o eliminación de contaminantes debido a procesos de reacción química que ocurren dentro del volumen de control. Dependiendo del caso, el término debe ser considerado positivo o negativo en la ecuación de balance.
El aporte de fuentes corresponde a las emisiones de contaminantes que generan diversos tipos de fuentes emisoras dentro del volumen de control considerado. Por último, el término correspondiente a la remoción es negativo dada la eliminación de contaminantes producto de procesos de transformación transformación u otro.
Cada uno de estos términos representa fenómenos complejos donde se requiere mucha información sobre los movimientos de la atmósfera, niveles de turbulencia, reacciones químicas, características de las fuentes emisoras, etc. A pesar de la
complejidad, es posible realizar una serie de simplificaciones llegando a soluciones que quedan descritas por fórmulas relativamente simples.
CALCULO DE EMISIONES :
Según la tabla de de monitoreo monitoreo de MINAM aplicado a un caso práctico, 2012 en la Industria Ladrillera, determina la tasa de emisiones mediante el flujo másico existente, de la chimenea :
T.E = 1.312 Kg (NOx) x
1h
x 1000 gr =0.36 grNOx/s = 31.488kg NOx/día
h 3600 s 1 Kg
Se
puede deducir que por cada segundo se emite 0.36 gramos de NOx y que por día se emite 31.488 NOx.
Ahora
hallaremos hallaremos la velocidad velocidad de salida de de gas . Según: “CONSTRUMA “CONSTRUMATICA TICA (2017)
sostiene que la velocidad de salida de los gases como aceptable es de Azufre es de 10 m/s.
V = 10m/s
Para hallar el Flujo de Salida se reemplazara los siguientes datos en la fórmula: fórmul a:
V = v x , π x r 2
donde la velocidad de salida de gas es de 10 m/s y el radio de la chimenea es de 0.65 m. Reemplazando:
V = 10m/s x π x (0.65 m) 2 =13,27m 3/s
7.2.1 Modelo Gaussiano y fórmula
Es la técnica más ampliamente usada para contaminantes no reactivos. Proporciona una excelente aproximación matemática a la dispersión de contaminantes. Está basado en la distribución Gaussiana o distribución normal de estadísticas (se verá con mayor detalle más adelante en este capítulo).
El modelo Gaussiano asume que el material proveniente de una fuente, continuamente es transportado en dirección del vector de velocidad de viento, estando las concentraciones más altas en el centro de la pluma y las más bajas en los extremos. En resumen, asume que la concentración de la pluma, en cada distancia vientos abajo, posee una distribución Gaussiana o normal independiente horizontal y verticalmente.
La mayoría de modelos recomendados por la Agencia de protección ambiental de los Estados Unidos son Gaussianos. A su vez son los más utilizados para describir el movimiento de los contaminantes en el atmófera. Supone que la contaminación se produce “vientos abajo” de acuerdo a la
dirección del viento (eje x), la que es contante y continua, y que se produce a partir de
una fuente puntual que emite en forma continua un flujo de contaminantes denotado con la letra “Q”. Por otro lado, el modelo supone que el contaminante estudiado no es
reactivo.
La distribución de contaminantes es tal que puede ser representada por una distribución gaussiana en el eje z e y, donde la mayor concentración se produce en el eje del penacho tal como como lo muestra la Figura 3. Hay que notar, que los coeficientes de dispersión en el sentido z e y no son los mismos, en ambas direcciones existe una distribución gaussiana pero su dispersión cambia.
La concentración en un punto del espacio, C(x,y,z), suponiendo que no existe límite en la dispersión de contaminantes, está dada por la siguiente expresión básica: C ( x, y, z )
Q
2 u y z
2 y 2 z 2 2 2 y 2 z
exp exp
Donde: Q. es el flujo de emisión de la fuente contaminante. u: es la velocidad promedio del viento y:
parámetro de dispersión en el sentido y
z:
parámetro de dispersión en el sentido z
Los parámetros de dispersión dependen de la distancia de la fuente emisora (distancia x) y del nivel de turbulencia de la atmósfera.
La expresión anterior es válida cuando la emisión se produce en un punto del espacio, localizado en el origen del sistema de coordenandas (0,0,0). Pero dado que las emisiones que considera este modelo se producen, por lo general, a través de una chimenea (ver Figura 1) la expresión para determinar la concentración de una sustancia contaminante en un punto cualquiera del espacio, cambia de la siguiente forma, considerando que la emisión se produce a una distancia (0,0,H ef ): ): z H ef 2 y 2 z H ef 2 exp exp exp exp exp exp C ( x, y, z ) 2 2 2 2 u y z 2 z 2 z 2 y Q
En esta ecuación se supone que los gases contaminantes se “reflejan” en el suelo, lo
cual se maneja suponiendo que existe una chimenea virtual que tiene las mismas características que la chimenea real pero dirigida hacia el plano negativo del eje z. La reflexión total de un gas en el suelo no existe, salvo en determinadas superficies y en condiciones de temperatura y humedad específicas. Una modificación a la ecuación se refiere a la consideración de que el contaminante se reflejará partir de una cierta distancia en x , al dispersarse a la atmósfera desde el nivel del suelo; lo que implica a su vez que el suelo no es sumidero para dicho contaminante. Para lo anterior es necesario usar una fuente imaginaria tal y como se muestra en la figura 1 con una localización en z =-H , x y y = 0 teniendo así una imagen en el espejo de la fuente original. La concentración será mayor a la determinada sin tomar en cuenta la reflexión del contaminante ya que existe una superposición de dos curvas gaussianas, la primera corresponde a la fuente virtual en H y la otra en –H . La formulación matemática es la ecuación.
Para la especificación de las desviaciones normales, Tuner en su libro “ Workbook
of Atmospheric Dispersion Estimates” propone el empleo de monogramas para aproximar el valor de σ y y σ z, se muestran en las figuras 3 y 4 respectivamente.
Figura 3. Desviación normal, σ y, en dirección del viento cruzado
como una función de la distancia en la dirección del viento
Figura 4. Desviación normal,
σ z
, en dirección del viento cruzado
como una función de la distancia en la dirección del viento.
Cálculo de la elevación de la pluma La pluma que sale de la chimenea, antes de empezarse a dispersar, sufrirá una elevación como consecuencia de la cantidad de movimiento vertical producido cuando éstos salen de la chimenea con una velocidad específica y de que a temperaturas altas los gases cuentan con una capacidad de flotación Los factores que se consideran en el cálculo de la elevación del penacho son: características de ésta, condiciones meteorológicas, naturaleza física y química del efluente. Se han realizado diferentes estudios para determinarla, entre los cuales se puede mencionar el realizado por Carson y Moses quienes efectuaron una comparación de resultados obtenidos aplicando diferentes ecuaciones que como característica común entre ellas se tiene que en sus términos se considera la cantidad de movimiento vertical del gas de la chimenea causado por su velocidad (V ( V s); otro factor considerado es la flotación térmica motivada
por el hecho de que la temperatura del gas de la chimenea ( T s) y la temperatura ambiental (T (T a) son diferentes. La conclusión del trabajo de los científicos antes mencionados, Carson y Moses, se resume a través de la siguiente correlación:
La ecuación para el cálculo de la pluma es:
en donde: h: Elevación de la pluma en m
∆
V s: Velocidad de salida del gas de la chimenea en m/s d : Diámetro de salida de la la chimenea en m u: Velocidad del viento a la altura de la chimenea en m/s Qh: Tasa de emisión de calor en KJ/s
Por otro lado, para determinar Q h se tiene:
En donde: : Flujo másico del gas en la chimenea en Kg/s
m
C p: Calor específico a presión constante del gas de la chimenea en KJ/Kg·K T s : Temperatura de salida a la salida del gas de la chimenea en K T a : Temperatura del aire atmosférico a la altura de la chimenea en K Para la determinación del flujo másico que pasa a través de la chimenea se tiene que:
en donde: P : Presión barométrica a la salida de la chimenea en KPa
La simbología de los términos restantes es la misma que se describió
anteriormente. Además, es importante mencionar que la correlación de Carson y Moses puede considerar la condición atmosférica: inestable, neutral y estable; las ecuaciones son:
Otro estudio significativo en cuanto a la elevación de la pluma se refiere, es el realizado por Thomas, Carpenter y Colbaugh, cuyo trabajo estuvo enfocado principalmente a alturas de tamaño significativo localizadas en instalaciones que
generan electricidad, electricidad, y en el cual utilizaron utilizaron diez ecuaciones para
determinar la flotabilidad de la pluma, su conclusión fue que la correlación propuesta por Holland presenta una aproximación adecuada a sus observaciones aunque tiende a subestimar la elevación de la pluma; la ecuación es la siguiente: Otro estudio significativo en cuanto a la elevación de la pluma se refiere, es el realizado por Thomas, Carpenter y Colbaugh, cuyo trabajo estuvo enfocado principalmente a alturas de tamaño significativo localizadas en instalaciones que
generan electricidad, y en el cual utilizaron diez ecuaciones para
determinar la flotabilidad de la pluma, su conclusión fue que la correlación propuesta por Holland presenta una aproximación adecuada a sus observaciones aunque tiende a subestimar la elevación de la pluma; la ecuación es la siguiente:
Su nomenclatura es la misma para la correlación, sin embargo, la presión ((P P ) debe estar en milibares. Cabe recalcar que presenta mayor exactitud en el caso de chimeneas con alturas considerables. Asimismo, una variante de la ecuación de Holland es:
Corrección de la velocidad La localización de árboles y presencia de edificios son algunos de los factores que modifican el perfil de velocidad vertical del viento ya que la rugosidad de la superficie ocasiona fricción y afecta el movimiento del aire; por lo tanto es significativo tomar en cuenta la variación de la velocidad del viento respecto al tipo de suelo, urbano o rural, en el cual se esté haciendo la determinación de difusión de un contaminantes. También hay que considerar un ajuste de dicha velocidad ya que su medición se efectúa a 10 m y la fuente virtual, como se mencionó anteriormente, se localiza a una altura de la chimenea que es puede ser diferente a la convenida internacionalmente. La siguiente correlación representa una opción para corregir la velocidad del viento (U ), ), en base al tipo de suelo y altura en donde se ubica la fuente de emisión: H
n
en donde: U 1 : Velocidad del viento a la altura de referencia en m/s U 2 2 : Velocidad del viento a la altura efectiva de la chimenea en m/s H 1 : Altura de referencia en m H 2 2 : Altura efectiva de la chimenea en m n: Constante
La altura efectiva de la chimenea está dada por la siguiente expresión: Hef = = Hchim + z Donde Hchim corresponde a la altura geométrica geométrica de la chimenea y
z es la elevación
del penacho producto de la temperatura caliente de los gases de salida con respecto a la temperatura de la atmósfera. Esta elevación adicional depende de parámetros como la temperatura de los gases de salida, las dimensiones de la chimenea, la temperatura de la atmósfera, la velocidad del viento, velocidad de salidad de los gases a través de la chimenea, entre otros. Figura 1: Esquema del modelo gaussiano
Los parámetros de dispersión se determinan una vez que se ha definido el nivel de turbulencia de la atmósfera. Este nivel de turbulencia define la capacidad de la atmósfera para diluir más o menos la contaminación que está siendo generada por una fuente puntual en un momento dado. Para definir el nivel de turbulencia, lo que se hace en la práctica es trabajar con la “estabilidad” de la atmósfera a través de un concepto cualitativo denominado “categorías de estabilidad”. El concepto más utilizado son las
categorías de estabilidad de Pasquill, que se muestran en la Tabla 1. Una vez definida la categoría de estabilidad se determinan los parámetros de dispersión, los cuales también dependen de la distancia a la fuente emisora. En resumen estos parámetros dependen de dos aspectos básicos, que son los mismos en ambos casos pero la función es distinta: = f(distancia a la fuente emisora, categoría de estabilidad de la atmósfera)
x
= g(distancia a la fuente emisora, categoría de estabilidad de la atmósfera)
z
Tabla 1: Categorías de Pasquill de estabilidad de la atmósfera.
Tabla 2: Expresión para los parámetros de dispersión, para 10 2< x <104 m
Datos de los Parámetros receptores, resultados e interpretación Presentar en un cuadro la información de los datos de los parámetros receptores proveniente de industria ladrillera que a su vez se trabajó en la Hoja de cálculo brindado por el docente: Receptores: Altura de la chimenea (m) Diámetro de la chimenea (m). Tasa de emisión (g/s) Velocidad de salida del gas (m/s) Flujo de salida (m 3/s) Temperatura de salida del gas (°C) Temperatura ambiente (°C) Estabilidad Atmosférica Atmosféri ca
30m 1.30m 0.36 g/s 10m/s 13.27 m3/s 64 C 25 C 3
1. VELOCIDAD DEL VIENTO:
Se puede observar en el siguiente cuadro N°1 los datos para hallar la concentración del Contaminante del ÓXIDO DE ASUFRE (NOx), con respecto parámetro de la el viento, con la fórmula del Modelo Gaussiano.
Altura de la Chimenea (m) Diámetro de la chimenea (m) Tasa de la emisión (g/s)
Velocidad del viento (m/s)
1 2 3
Velocidad de salida del gas (m/s) Temperatura de salida del Gas (°C) Temperatura Ambiente (°C)
30m 1.30 0.36
10 64 C 25
En el cuadro siguiente se observara los datos hallados las concentraciones máximas del suelo y las distancias seleccionadas de la fuente, en tres distintas velocidades del viento.
Altura Efectiva de la chimenea (m)
99.35 64.67 53.12
Concentración máxima a nivel del suelo (ug/m3) Distancias seleccionadas de la fuente (km) 0
0.5
1
1. 5
3
5
10
20
35
60
100
0 0 0
2 7 7
6 5 4
5 3 2
2 1 1
1 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
SCRATCH AREA 337 298 5 37 69 0.0007
Temperatura del gas de salida en grados Kelvin Temperatura ambiente en grados Kelvin } F = Flotabilidad } Valores interiores para calcular altura efectiva de chimenea } Delta H } Para condiciones estables
8 1 2 3
7 ) 6
3
m / g5 u (
4
n ó i c3 a r t n2 e c n1 o C0
0
0.5
1
1.5
3
5
10
20
35
60
100
Distancia de la fuente (km)
INTERPRETACIÓN:
Se puede observar que a una velocidad de 1 m/s a los 1000 metros de la ubicación de la chimenea, se encuentra la concentración del contaminante a 6 ug/m3. Mientras que con una velocidad de 2 m/s a la misma distancia de la chimenea se encuentra una concentración del contaminante de 5 ug/m3. Sin embargo, a la velocidad de 3 m/s a la misma distancia de la chimenea se encuentra una concentración del contaminante a 4 ug/m3. Entonces se concluye que, a mayor velocidad del viento, menos será la concentración de los contaminantes, a los 1000 metros de la ubicación de la chimenea.
2. VARIACIÓN DE LA ESTABILIDAD ATMOSFERICA
Se puede observar en el siguiente cuadro los datos para hallar la variación de la estabilidad atmosférica, con la fórmula del Modelo Gaussiano. Altura de la Chimenea (m) Diámetro de la chimenea (m) Tasa de la emisión (g/s)
30m 1.30 0.36
Velocidad de salida del gas (m/s) Temperatura de salida del Gas (°C) Temperatura Ambiente (°C)
10 64 C 25
En el cuadro siguiente se observara los datos hallados las concentraciones máximas del suelo y las distancias seleccionadas de la fuente, en las seis categorías de la estabilidad atmosférica.
Categoria de estabilidad
Altura Efectiva de la chimenea (m)
1 2 3 4 5 6
99.35 64.67 53.12 47.34 43.87 41.56
Concentración máxima a nivel del suelo (ug/m3) Distancias seleccionadas de la fuente (km) 0
0.5
1
1. 5
3
5
10
20
35
60
100
0 0 0 0 0 0
2 7 7 6 6 5
6 5 4 3 2 2
5 3 2 2 1 1
2 1 1 1 0 0
1 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0
SCRATCH AREA Temperatura del gas de salida en grados Kelvin Temperatura ambiente en grados Kelvin } F = Flotabilidad } Valores interiores para calcular altura efectiva de chimenea } Delta H } Para condiciones estables
337 298 5 37 69 0.0007
Lateral and Vertical Disperson Coefficients for Each Stability Category
Lateral y
1 2 3 4 5 6
Operación de búsqueda
Vertical z
Operación de
1 2 3 4 5 6
0 0 0 0 0 0
107 78 54 39 29 20
210 153 105 76 57 38
308 224 154 112 84 56
579 421 289 210 158 105
898 653 449 327 245 163
1556 1131 778 566 424 283
2540 1848 1270 924 693 462
3630 2640 1815 1320 990 660
4989 3628 2495 1814 1361 907
6633 4824 3317 2412 1809 1206
0
54
105
154
289
449
778
1270
1815
2495
3317
0 0 0 0 0 0
100 60 38 23 13 7
200 120 73 38 23 12
300 180 105 50 31 17
600 360 190 1 90 77 47 25
1000 600 283 103 60 32
2000 1200 462 150 75 40
0
38
73
105
190
283
462
4000 7000 12000 20000 2400 4200 7200 12000 716 990 1331 1746 216 287 377 488 86 91 95 97 46 49 51 52 716
990
1331
1746
búsqueda
Estabilidad Atmosférica 1
Muy inestable
2 3
Moderadamente inestable Ligeramente inestable
4
Neutral
5 6
Ligeramente estable estable 8 1 2 3 4 5 6
7 ) 6
3
m / g5 u (
4
n ó i c3 a r t n2 e c n1 o C0
0
0.5
1
1.5
3
5
10
20
35
60
100
Distancia de la fuente (km)
INTERPRETACIÓN:
A una estabilidad 1 con distancia de 1000 metros de la chimenea la concentración del contaminante será de 6 ug/m3, a una estabilidad 2 con la misma distancia la concentración del contaminante será 5ug/m3, a una estabilidad de 3 con la misma distancia la concentración del contaminante será de 4 ug/m3, a una estabilidad de 4 con la misma distancia la concentración del contaminante será 3 ug/m3, a una estabilidad de 5 con la misma distancia la concentración del contaminante será de 2 ug/m3, a una estabilidad de 6 con la misma distancia la concentración del contaminante también será de 2 ug/m3. Mientras más estabilidad tenga la atmósfera menor será la concentración del contaminante.
3. DIÁMETRO DE LA CHIMENEA
Se puede observar en el siguiente cuadro los datos para hallar el diámetro de la chimenea, con la fórmula del Modelo Gaussiano. Altura de la Chimenea (m) Diámetro de la chimenea (m) Tasa de la emisión (g/s)
Velocidad de salida del gas (m/s) Temperatura de salida del Gas (°C) Temperatura Ambiente (°C)
30m 1.30 0.36
10 64 C 25
En el cuadro siguiente se observara los datos hallados las concentraciones máximas del suelo y las distancias seleccionadas de la fuente, en los tres diámetros de chimeneas.
Diámetro de chimenea (m)
Altura Efectiva de la chimenea (m)
0.6 1.3 5
145.58 83.34 43.87
Concentración máxima a nivel del suelo (ug/m3) Distancias seleccionadas de la fuente (km) 0
0.5
1
1. 5
3
5
10
20
35
60
100
0 0 0
0 4 6
3 6 2
5 4 1
3 1 0
1 1 0
1 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
SCRATCH AREA 337 298 5 37 69 0.0007
Temperatura del gas de salida en grados Kelvin Temperatura ambiente en grados Kelvin } F = Flotabilidad } Valores interiores para calcular altura efectiva de chimenea } Delta H } Para condiciones estables
7 0.6 1.3 5
6 )
3
5
m / g4 u ( n ó3 i c a r 2 t n e c 1 n o C0
0
0.5
1
1.5
3
5
10
20
35
60
100
Distancia de la fuente (km)
INTERPRETACIÓN:
En la figura con respecto al diámetro se puede observar que a 0.6 metros de diámetro alcanza su máxima concentración en 1500 metros con 5 ug/m3, también se puede observar que al 1.3 metros, la máxima concentración alcanza a los 1000 metros de distancia con 6 ug/m3, luego con 5 metros de diámetro alcanza su máxima concentración a los 500 metros con 5.8 ug/m3. Concluyendo se puede decir que mientras más pequeño sea el diámetro alcanzara su máxima concentración a una distancia mayor y por lo contrario mientras más grande sea el diámetro más rápido alcanzara su máxima concentración.
4. TASA DE EMISIÓN Se puede observar en el siguiente cuadro los datos para hallar la tasa de emisión, con la fórmula del Modelo Gaussiano. Altura de la Chimenea (m) Diámetro de la chimenea (m) Tasa de la emisión (g/s)
Tasa de emisión (g/s)
0.36 5 10
Velocidad de salida del gas (m/s) Temperatura de salida del Gas (°C) Temperatura Ambiente (°C)
30m 1.30 0.36
10 64 C 25
En el cuadro siguiente se observara los datos de las concentraciones concentracione s del contaminante máximas a ras del suelo y las distancias seleccionadas de la fuente, en las tres tasas de emisiones.
Altura Efectiva de la chimenea (m)
222.63 43.87 36.93
Concentración máxima a nivel del suelo (ug/m3) Distancias seleccionadas de la fuente (km) 0
0.5
1
1. 5
3
5
10
20
35
60
100
0 0 0
0 6 4
0 2 1
2 1 1
3 0 0
2 0 0
1 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
SCRATCH AREA 337 298 5 37 69 0.0007
Temperatura del gas de salida en grados Kelvin Temperatura ambiente en grados Kelvin } F = Flotabilidad } Valores interiores para calcular altura efectiva de chimenea } Delta H } Para condiciones estables
7 0.36 5 10
6 )
3
5
m / g4 u ( n ó3 i c a r 2 t n e c1 n o C0
0
0. 5
1
1.5
3
5
10
20
35
60
100
Distancia de la fuente (km)
INTERPRETACIÓN:
En la figura con respecto a la tasa de emisión de la chimenea se puede observar que a los 0.36 g/s de tasa de emisión, la máxima concentración alcanza a los 3000 metros de distancia con 3 ug/m3, mientras que a los 5 g/s de tasa de emisión, la máxima concentración alcanza a los 500 metros de distancia con 6 ug/m3, por último, que a los 10 g/s de tasa de emisión, la máxima concentración alcanza a los 500 metros de distancia con 4 ug/m3. Se concluye que, a menor tasa de emisión, la mayor concentración será a los 3000 metros de distancia de la chimenea
5. ALTURA DE LA CHIMENEA
Se puede observar en el siguiente cuadro los datos para hallar la altura de la chimenea, con la fórmula del Modelo Gaussiano. Altura de la Chimenea (m) Diámetro de la chimenea (m) Tasa de la emisión (g/s)
Altura de chimenea
10 20 30
Velocidad de salida del gas (m/s) Temperatura de salida del Gas (°C) Temperatura Ambiente (°C)
30m 1.30 0.36
10 64 C 25
En el cuadro siguiente se observara los datos hallados las concentraciones máximas a nivel del suelo y las distancias seleccionadas de la fuente, en las tres alturas de la chimenea.
Altura Efectiva de la chimenea (m)
36.93 33.47 32.31
Concentración máxima a nivel del suelo (ug/m3) Distancias seleccionadas de la fuente (km) 0
0.5
1
1. 5
3
5
10
20
35
60
100
0 0 0
4 2 1
1 1 0
1 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
SCRATCH AREA 337 298 5 37 69 0.0007
Temperatura del gas de salida en grados Kelvin Temperatura ambiente en grados Kelvin } F = Flotabilidad } Valores interiores para calcular altura efectiva de chimenea } Delta H } Para condiciones estables
4 10 20 30
4 ) 3
3
m / 3 g u (
2
n ó i c2 a r t n1 e c1 n o C0
0
0.5
1
1.5
3
5
10
20
35
60
100
Distancia de la fuente (km)
INTERPRETACIÓN:
A una altura de 10 metros de la chimenea alcanza su máxima concentración en 500 metros con 4 ug/m3, mientras que a una altura de 20 metros de la chimenea alcanza su máxima concentración en 500 metros con 2 ug/m3, y a una altura de la chimenea de 30 metros de la chimenea alcanza su máxima concentración en 500 metros con 1 ug/m3. Entonces se puede concluir que a menor altura de la chimenea se encontrara mayor concentración del contaminante en la atmosfera.
6. TEMPERATURA DE SALIDA DEL GAS
Se puede observar en el siguiente cuadro los datos para hallar la temperatura de salida del gas, con la fórmula del Modelo Gaussiano.
Altura de la Chimenea (m) Diámetro de la chimenea (m) Tasa de la emisión (g/s)
Velocidad de salida del gas (m/s) Temperatura de salida del Gas (°C) Temperatura Ambiente (°C)
30m 1.30 0.36
10 64 C 25
En el cuadro siguiente se observara los datos hallados las concentraciones máximas a nivel del suelo y las distancias seleccionadas de la fuente, en las tres temperaturas de salida del gas.
Temperatura de salida del gas C
20 64 100
Altura Efectiva de la chimenea (m)
33.47 31.08 30.69
Concentración máxima a nivel del suelo (ug/m3) Distancias seleccionadas de la fuente (km) 0
0.5
1
1. 5
3
5
10
20
35
60
100
0 0 0
2 1 0
1 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
SCRATCH AREA 337 298 5 37 69 0.0007
Temperatura del gas de salida en grados Kelvin Temperatura ambiente en grados Kelvin } F = Flotabilidad } Valores interiores para calcular altura efectiva de chimenea } Delta H } Para condiciones estables
2 2 2 ) 3 1 m / g1 u ( 1 n ó i 1 c a r 1 t n e 0 c n0 o C0
20 64 100
0
0. 5
1
1.5
3
5
10
20
35
60
10 0
Distancia de la fuente (km)
INTERPRETACIÓN:
A una temperatura de 20 °C de salida de gas, su mayor concentración alcanza los 500 metros de distancia con una concentración de 2 ug/m3. Mientras que la temperatura 64°C de salida de gas, su mayor concentración alcanza los 500 metros de distancia con una concentración de 1 ug/m3, y por último la temperatura de 100°C de salida de gas, su mayor concentración alcanza los 500 metros de distancia con una concentración de 0 ug/m3. Se concluye en que a menor temperatura de la salida del gas tendrá mayor concentración de contaminante atmosférico.
7. VELOCIDAD DE SALIDA DEL GAS
Se puede observar en el siguiente cuadro los datos para hallar la velocidad de salida del gas, con la fórmula del Modelo Gaussiano. Altura de la Chimenea (m) Diámetro de la chimenea (m) Tasa de la emisión (g/s)
Velocidad de salida del gas (m/s)
2 5 10
Velocidad de salida del gas (m/s) Temperatura de salida del Gas (°C) Temperatura Ambiente (°C)
30m 1.30 0.36
10 64 C 25
En el cuadro siguiente se observara los datos hallados las concentraciones máximas a nivel del suelo y las distancias seleccionadas de la fuente, en las tres velocidades salida de gas. Altura Efectiva de la chimenea (m)
64.67 43.87 36.93
Concentración máxima a nivel del suelo (ug/m3) Distancias seleccionadas de la fuente (km) 0
0.5
1
1. 5
3
5
10
20
35
60
100
0 0 0
7 6 4
5 2 1
3 1 1
1 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
SCRATCH AREA 337 298 5 37 69 0.0007
Temperatura del gas de salida en grados Kelvin Temperatura ambiente en grados Kelvin } F = Flotabilidad } Valores interiores para calcular altura efectiva de chimenea } Delta H } Para condiciones estables
7 2 5 10
6 )
3
5
m / g4 u ( n ó3 i c a r 2 t n e c1 n o C0
0
0.5
1
1.5
3
5
10
20
35
60
100
Distancia de la fuente (km)
INTERPRETACIÓN:
Observamos que a los 2 m/s velocidad de salida del gas, su mayor concentración alcanza los 500 metros de distancia con una concentración de 7 ug/m3, mientras que a los 5 m/s velocidad salida del gas, su mayor concentración alcanza los 500 metros de distancia con una concentración de 6 ug/m3, por último, a los 10 m/s velocidad salida del gas, su mayor concentración alcanza los 500 metros de distancia con una concentración de 4 ug/m3. ug/m3. Concluimos en que a menor velocidad salida del gas de la chimenea tendrá mayor concentración de contaminante en la atmosfera
7.3. Evaluación de los impactos La medición del impacto de los contaminantes atmosféricos sobre la salud se realiza a través de funciones exposición-respuestas (FERs), las que permiten estimar la proporción de sujetos afectados en la población. Los contaminantes atmosféricos son capaces de ejercer una amplia gama de efectos adversos sobre la salud humana, agudos o mayormente crónicos, los que de ningún modo son excluyentes entre sí. Cuanto más severos son los efectos adversos de la contaminación atmosférica emitida por las chimeneas de las industrias ladrilleras, menor es la proporción de la población que resulta afectada, con un insuficiente reporte y subregistro de dichos efectos, principalmente de los menos severos por parte de los sistemas de vigilancia epidemiológica. Bajo las condiciones de exposición cotidiana en la población general, la contaminación atmosférica se comporta como un factor de riesgo de baja intensidad, caracterizado por asociaciones débiles, con bajos riesgos relativos para sus múltiples efectos adversos, razón por la cual pueden pasar inadvertidos, a pesar de que por la elevada frecuencia de estos, pueden dar lugar a riesgos atribuibles de importante magnitud, que constituyen grandes cargas sociales en términos de pérdida de calidad de vida, morbilidad aguda y crónica, invalidez y mortalidad precoces. Por eso es necesario implementar evaluaciones de impacto en salud y su costo económico, como vía para la prevención y control. La medición de este impacto se realiza mediante funciones exposición-respuestas (FERs), las que relacionan el incremento de los niveles de concentración de los contaminantes durante un período de tiempo (exposición) con el incremento de la probabilidad de daño (riesgo), y miden la proporción de sujetos afectados en la población (respuesta). Numerosos factores hacen que diversos estudios muestren diferentes FERs, por lo que estas no deben ser propuestas a partir de un estudio único. En la actualidad se le confiere a la investigación epidemiológica una importancia creciente en el ámbito internacional dentro del proceso de evaluación y manejo de riesgos ambientales. La evaluación de riesgos requiere una cuidadosa valoración de
toda la evidencia disponible, incluido el análisis de los estudios locales y foráneos que evalúen la relación cuantitativa entre la exposición y el efecto, parámetro esencial para la determinación del número de casos atribuibles.
7.3.1 Estudios epidemiológicos: Funciones exposición-respuesta Según estudios realizados por diversos especialistas en temas de salud es innegable el efecto de la industria ladrillera y sus emisiones en la población cercana a la misma, como es el caso del artículo de revisión de Tze-Ming et al. Donde un equipo médico multidisciplinario evaluó los daños a la salud de los gases pululantes en ambientes abiertos, siendo notable el efecto del NO 2 el que presentaba un mayor riesgo relativo de presentar problemas cardiacos y respiratorios en personas adultas expuestas a dicho contaminante, así mismo se halló una mayor frecuencia de ingresos hospitalarios por ataques de asma e infecciones respiratorias altas en población infantil. Cuadro: principal contaminante de los óxidos de nitrógeno y sus impactos de la OMS en la salud Impactos a largo plazo(ILP)
Contaminante
Impactos a corto plazo(ICP)
Bióxido de nitrógeno (NO2)
Mortalidad por enfermedades Actúa en sinergia con con cardiovasculares y respiratorias, las PM, aumentando el así como mortalidad general y número de casos de exacerbación de síntomas mortalidad y respiratorios morbilidad.
OMS* concentración (tiempo) 200 µ/3 (1 hora) 40 µ/3 (promedio aritmético anual)
*Organización Mundial de la Salud (WHO por sus siglas en ingles), 2016 Fuente: elaboración propia.
Cuadro: principal contaminante de los óxidos de nitrógeno y sus impactos según la DIGESA
Contaminante Efectos a la salud (ES) Bióxido de nitrógeno (NO2)
Dificultad temporal en la respiración de personas susceptibles como son los asmáticos o aquellas que realizan actividades al aire libre en las horas de mayor presencia de este contaminante.
**Norma Técnica Peruana (ECA Estándares de Calidad Ambiental) Fuente: elaboración propia.
NTP** concentración (tiempo) 100 µ/3 (promedio aritmético anual)
De acuerdo al estudio de impactos a la salud de la Organización Mundial de la Salud y la Dirección General de Salud Ambiental se puede tabular las concentraciones del dióxido de nitrógeno en un tiempo de exposición anual (promedio aritmético) en proporción a la severidad de los efectos en la salud.
Función Lineal Exposició Exposición n - Respues Respuesta ta 120 ) 3 / µ ( n ó i c i s o p x E
100 80 60 40 20 0 ILP
ES Respuesta (Severidad de los Efectos en la Salud)
Dónde: ILP: Impacto a Largo Plazo ES: Efecto a la Salud Fuente: elaboración propia.
La base de dato encontrada la función exposición – respuesta para la salud humana se considera lineal con la concentración como variable independiente. Esto supone que no existe ningún valor límite de concentración por debajo del cual el impacto en la salud a nivel de la proporción de la población afectada. La mayor parte de los estudios relativos a los efectos de los NOx se han ocupado, sobre todo, del NO 2 ya que es el más tóxico. Los efectos producidos por el NO 2 sobre los animales y los seres humanos afectan, casi por entero, al tracto respiratorio. “Se ha
observado que una concentración media de 190 microgramos de NO 2 por m3 de aire, en un 40% del día, aumenta la frecuencia de infecciones de las vías respiratorias en la población expuesta”. (ECODES, 2005)
Fuente: Organización Mundial de la Salud (WHO por sus siglas en ingles), 2000
7.3.2 Densidad poblacional Carabayllo cuenta con un territorio de 346.88 Km , constituyéndose en el distrito con mayor extensión territorial equivalente al 39.77% del total de Lima Norte, albergando el 10.28% de su población. Según la información obtenida por el Instituto Nacional de Estadística (INEI) en el 2015, la relación del número de habitantes (hab.) por cada kilómetro cuadrado de superficie del distrito de Carabayllo el cual se encuentra dentro del área de influencia de la industria de ladrillos Lark. Densidad poblacional 2015: 870,55 hab. /km 2 A diferencia de los demás distritos dis tritos que soportan una u na fuerte presión demográfica de mográfica por lo reducido de sus territorios. Por las características de su entorno (zona agrícola, clima,
terreno, cercanía a servicios básicos, vías de comunicación), Carabayllo es el distrito con mayor atracción para la inversión inmobiliaria, la cual viene dándose en la mayoría de casos de forma planificada y ordenada, y en otros de manera informal. Entre otras formas de crecimiento, además de la natural por nuevos nacimientos, tenemos la de invasión progresiva de las laderas de las colinas y lomas que circundan el distrito, ya sea por la formación de nuevas familias provenientes de las actuales, o la migración de las provincias y regiones vecinas. Estas formas de ocupación del territorio, traen consigo la presión social por servicios básicos (electrificación, agua, desagüe, educación, salud y otros) hacia el gobierno local, que si bien constituyen derechos afectan sus limitados recursos económicos; lo que hace imperiosa la necesidad de racionalizar la inversión y gestionar recursos ante el gobierno central y otras instituciones públicas y privadas. Carabayllo posee una población básicamente joven. Tomando las proyecciones del INEI, el 31.95% de su población está constituida por niños y adolescentes menores de un año hasta los 15 años; y el 28.66% por jóvenes en edades comprendidas entre los 16 y 30 años. De otro lado la población adulta está constituida por el 35.47% de pobladores entre 31 y 65 años; y los adultos mayores comprendidos de los 66 a más años, constituyen el 3.93% de la población.
7.3.3 Calculo de los impactos en la salud 7.4. Evaluación de los costos 8. Resultados 9. Conclusiones 10. Recomendaciones
11. Referentes bibliográficas
Análisis de factores de riesgo en trabajadores de ladrilleras ladriller as de Ubaté. Enciso Urrego [et al.]
[En línea]. Vol. 3 Núm. 3. 2014 [Fecha de consulta: 21 de septiembre de 2017].
Disponible en: https://www.researchgate.net/profile/Maria_Useda/publication/268520958_Analisis_de_f actores_de_riesgo_en_trabajadores_de_ladrilleras_de_Ubate/links/546f5b440cf2d67fc0 310eea.pdf ISSN: 1909-1230
Caso de Estudio DETRÁS DE LOS LADRILLOS: una experiencia para la gestión integral del sector informal [en línea]. Lima – Perú: Programa Regional Aire Limpio,
(Junio de 2009). [Fecha de consulta: 21 de septiembre de 2017]. Disponible en: http://www.swisscontact.org/fileadmin/user_upload/COUNTRIES/Peru/Documents/Publi cations/Caso_de_estudio._Detras_de_los_ladrillos.pdf
DECRETO SUPREMO Nº 003-2017. Ministerio del Ambiente, Lima, Perú, 7 de junio del 2017.Disponible en: http://sinia.minam.gob.pe/download/file/fid/59018
Manual de capacitación sector ladrillero ladriller o en américa latina Perú, (Marzo de 2016) .Swisscontact, Fundación Suiza de Cooperación para el Desarrollo Técnico. Disponible en: en:http://www.swisscontact.org/fileadmin/user_upload/COUNTRIES/Peru/Documents/P ublications/Manual_capacitacion_sector_ladrillero.pdf
DICCIONARIO de la lengua española [en línea]. 22. a ed. España: Real Academia Española. 2001 [fecha de consulta: 21 de septiembre de 2017].Consultado en : http:// www.rae.es/rae.html
Elaboración de Límites Máximos Permisibles de Emisiones para la Industria Ladrillera
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12. Anexos Zona de extracción de la Materia Prima para la fabricación de ladrillo. Lomas de Primavera Carabayllo.
“Reconocimiento de La Zona de Trabajo”
Elaboración: Propia
“Reconocimiento de La Zona de Trabajo”
Elaboración: Propia
“Zona de Explotación Minera No Metálica”
Elaboración: Propia
“Zona de Extracción de Materia Prima para la Industria Ladrillera”
Elaboración: Propia
“Industria Ladrillera – Fabrica LARK”
Elab El abor orac ació ión: n: Pro Pro ia
Longitud de la masa 100 cm
Molienda
Mezcladora
Tierra
Moldeado
Agua
3Tipos de Arcilla
50% Arcilla 50% Tierra
Zona de preparación.: 3 horas aprox. Cocción: 4 horas aprox. Temperatura: 960 °C Cocción
Zona de preparación.: 3 horas aprox. Cocción: 4 horas aprox. Temperatura: 900 °C Secado
Fuente: Elaboración de Límites Máximos Permisibles de Emisiones para la Industria Ladrillera, 2017
Fuente: Elaboración de Límites Máximos Permisibles de Emisiones para la Industria Ladrillera ,2010
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Zona frontal de la Industria ladrillera Lark Recuperado de: https://www.google.com.pe/search?biw=1920&bih=925&tbm=isch&sa=1&q=ladrillos+lark+pu ente+piedra&oq=ladrillos
Productos de la Empresa Lark Recuperado de: http://www.laviga.com/product-category/ladrill http://www.laviga.com /product-category/ladrillos/page/2/?orderb os/page/2/?orderby=price y=price
DATOS METEOROLOGICOS DE LA ESTACIÓN DE COMAS
dia
mes
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Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto Agosto
año 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008 2008
T prom (°C)
Humedad (%)
16.57 16.06 16.72 17.51 16.58 16.79 16.84 16.04 16.72 16.44 16.63 16.69 17.22 18.11 17.54 16.39 15.85 16.78 16.86 16.57 15.85 16.47 17.12 16.75 16.53 15.73 16 15.76 17.38 16.85 18.03
81.5 85.75 82.88 82.92 86.13 86 87.17 91.96 87.92 90.25 89.67 87.21 85.08 82.63 85.79 88.25 89.96 82.29 82.57 87.46 89.83 84.04 78.13 81.29 84.21 90.92 85.88 85.79 78.04 80.75 78.54
Presión (mb) 1000.42 999.03 998.84 998.89 998.75 998.55 997.54 997.9 999.61 1000.84 1000.93 999.53 1001.13 1000.55 1000.93 1000.82 1001.1 1001.85 1001.93 1000.79 1000.63 1000.37 1000.14 999.69 999.98 1001.35 1001.41 999.5 997.47 997.23 997.87
Velocidad del viento (m/s)
Dirección del viento
2.93 1.55 1.15 1.9 2.89 2.02 2.37 1.91 1.34 1.81 2.46 2.13 1.65 2.17 2.55 2.95 2.98 2.08 2.72 1.98 2.23 2.08 2.39 2.2 2.06 2.99 2.75 1.53 1.14 2.56 2.82
Datos: Obtenidos de la estación SENAMHI Procesado: Fuente Propia Fuente: Elaboración de Límites Máximos Permisibles de Emisiones para la Industria Ladrillera ,
184 217 230 189 183 212 219 229 209 203 191 198 312 231 230 191 200 202 184 189 197 217 212 243 201 208 173 29 201 206 224