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Boletín de Dinámica de Sistemas

Incidencia del Gas Natural en la Contaminación del Aire

Basado en un modelo de simulación con Vensim

José Daniel Suarez Murillo
carplaga@hotmail.com


RESUMEN

A través de los años la importancia de la contaminación en las ciudades fue un tema controversial dado que generaban situaciones adversas para el desarrollo de la vida, para lo cual se realizaron investigaciones dedicadas a cada uno de los tipos de contaminación identificadas hasta entonces. Dentro de la contaminación del aire se observó que los principales contaminantes presentes eran el monóxido de carbono y dióxido d carbono siendo su origen de la combustión del petróleo e hidrocarburos.

El presente trabajo observa el comportamiento del incremento de la contaminación del aire en Bolivia y la inclusión de la tecnología de gas natural vehicular en el parque automotor así mismo como su oferta y demanda. El proyecto de gnv es parte de la gestión estratégica del gobierno de Bolivia para impulsar la industrialización y cadena de hidrocarburos, así mismo trata de reducir la subvención de la política de hidrocarburos  

1.- INTRODUCCION

En Bolivia a lo largo del tiempo el parque automotor creció a un ritmo considerable, este parque automotor está constituido por autos que ingresan de exportación los cuales son de origen americano o asiáticos. Se debe destacar que el 98% de los autos que ingresan a Bolivia son usados y modelos antiguos por lo que la tecnología que poseen son obsoletas y poca desarrolladas, cabe destacar que prácticamente 1 de cada 5000 autos que ingresan a Bolivia cada año tienen la tecnología hibrida o gas natural vehicular (gnv) y el resto tienen la tecnología a diesel o gasolina.

En las ultimas 3 décadas se hicieron mucho estudios sobre el grado de contaminación del aire en las ciudades principales del mundo para lo cual estos estudios concluyeron que el parque automotor con tecnología a gasolina y diesel contribuye en gran porcentaje a este tipo de contaminación. A partir del año 2010 el gobierno de Bolivia a través del ministerio de hidrocarburos empezó el programa de conversión a gnv para poder aprovechar las grandes reservas de gas natural existente en suelo Boliviano y al mismo tiempo también generar e impulsar la industria del gas en Bolivia.  

Incidencia

2.- MARCO TEORICO

2.1.- Contaminación del aire

La contaminación del aire se define como la presencia de sustancias que normalmente no componen la atmósfera de nuestro planeta. La atmósfera terrestre (la parte del planeta formada de gases y que llamamos aire) se compone de un 78% de nitrógeno, 20% de oxígeno y el resto formado de otros gases en pequeñas cantidades, como vapor de agua, dióxido de carbono, hidrógeno, helio y algunos gases nobles. Cualquier sustancia que no forme parte de los elementos gaseosos normales del aire se llama contaminante. Hay muchos tipos de contaminantes del aire: humo, polvo, cenizas, polen, diversos gases y otras sustancias. Muchos de ellos provienen de fuentes extrañas al ser humano y sus actividades, pues siempre han existido en la atmósfera: en el suelo, en las plantas y animales.

2.2.- Principales Contaminantes del Aire

Monóxido de Carbono (CO)
Es un gas inodoro e incoloro. Cuando se lo inhala, sus moléculas ingresan al torrente sanguíneo, donde inhiben la distribución del oxígeno. En bajas concentraciones produce mareos, jaqueca y fatiga, mientras que en concentraciones mayores puede ser fatal. El monóxido de carbono se produce como consecuencia de la combustión incompleta de combustibles a base de carbono, tales como la gasolina, el petróleo y la leña, y de la de productos naturales y sintéticos, como por ejemplo el humo de cigarrillos. Se lo halla en altas concentraciones en lugares cerrados, como por ejemplo garajes y túneles con mal ventilados, e incluso en caminos de tránsito congestionado.

Dióxido de Carbono (CO2)
Es el principal gas causante del efecto invernadero. Se origina a partir de la combustión de carbón, petróleo y gas natural. En estado líquido o sólido produce quemaduras, congelación de tejidos y ceguera. La inhalación es tóxica si se encuentra en altas concentraciones, pudiendo causar incremento del ritmo respiratorio, desvanecimiento e incluso la muerte.

2.3.- Tipos de Combustibles

Gasolina
Producto obtenido como una de las porciones de la destilación fraccionada del petróleo. Es una mezcla de hidrocarburos que se usa como combustible en motores de explosión.

Gas Natural Vehicular
Se trata de un combustible no tóxico, incoloro e inodoro en su forma natural El gas natural vehicular, no requiere de costosos procesos de transformación, es menos denso que el aire, lo que hace que se disperse rápidamente y, en consecuencia, proporcione mayor seguridad, y es el combustible fósil menos contaminante. Es un sistema alterno de combustible conformado por una mezcla de hidrocarburos gaseosos (principalmente gas metano) bajo condiciones normales de temperatura y presión, el cual debe ser secado y comprimido adecuadamente para ser utilizado como combustible en vehículos con motores de combustión interna. El sistema de gnv es el conjunto de componentes y accesorios requeridos para la utilización del gas natural como combustible en vehículos de combustión interna.

2.4.- Beneficios de Gas Natural Vehicular

El gas natural es el combustible alternativo que tiene la combustión más limpia. Las emisiones de la descarga de vehículos GNV son mucho más bajas que las de vehículos a gasolina.

Se ha demostrado que la exposición a los niveles de material particulado fino en suspensión que se encuentra en muchas de las grandes ciudades del mundo aumenta el riesgo de enfermedades respiratorias. Las emisiones que produce el petróleo diesel han sido consideradas como un contaminante muy peligroso del aire. Los motores a gas natural generan muy bajas emisiones y no producen material particulado.

3.- DESCRIPCION DEL PROBLEMA, ANTECEDENTES Y SITUACIÓN ACTUAL

En Bolivia a partir de la década de 1980 Yacimientos Petrolíferos Fiscales Bolivianos (YPFB) comenzó a realizar estudios de exploración en el sur de Bolivia más concretamente en los departamentos de Tarija, Sucre y Santa Cruz; estas exploraciones tenían el objetivo de encontrar y analizar las betas hidrocarburiferas presentes en estas tierras.

La empresa YPFB en un principio era una empresa independiente pero la mala administración de la empresa la dejo a la deriva por muchos años, al pasar por muy malos momentos la empresa tuvo que empezar a terciarizar los procesos productivos de la cadena productiva de los hidrocarburos al final tan solo convirtiéndose en una empresa netamente administrativa y de fiscalización. Posteriormente a partir del año 2000 las empresas encargadas de la exploración de hidrocarburos empezaron a encontrar betas de gas natural, siendo la composición de este gas una de las características más destacables y apreciada. A partir de este gran descubrimiento el gobierno de Bolivia decide comenzar un plan estratégico de la producción de gas en Bolivia siendo este destinado a proyectos de energía, gas domiciliario y gnv. Las betas presentes en Bolivia tenían en un inicio la capacidad de 727.200.000.000 m3 de gas natural y según los datos de YPFB se tiene un incremente de estas reservas comprobadas del 3% por año, por otra parte los estudios de exploración indicaron que se estima tener alrededor de 900.000.000.000 m3 de gas natural como reservas probables.
La contemplación de este plan estratégico comprendía la nacionalización y potencialización de la empresa YPFB para que se vuelva a tener el control de toda la cadena hidrocarburifera para lo cual nació YPFB Corporación. A partir de este punto de inflexión el gobierno de Bolivia destino grandes cantidades de inversión para la construcción de gasoductos y una planta de refinación para que este gas natural ubicado en los betas pueda ser utilizado comercialmente. En el año 2008 comenzó el funcionamiento de la refinería Gualberto Villarroel con una capacidad de 1.470.000.000 m3 esta producción alimentaba solamente al proyecto de gas domiciliario en los 4 departamentos de Bolivia pero siendo estos los más poblados.
En el año 2009 la Agencia Nacional de Hidrocarburos (ANH) un ente dependiente del gobierno de Bolivia comenzó el proyecto de construcción y adaptación de algunas estaciones de servicio a gnv para lo cual se tenían listos para el año 2010 alrededor de 25 estaciones de servicio de gnv en todo el país.
El gobierno de Bolivia en complementación a este proyecto de gnv realiza un convenio con los trasportistas públicos y privados para poder otorgar la conversión y los kits de gnv gratuitos, este proyecto tenía como objetivo principal la reducción de los gastos de subvención de la política de hidrocarburos donde el gobierno por cada litro de gasolina realiza la subvención alrededor del 55%.
En el año 2011 se crea la entidad ejecutora a conversión de gas natural vehicular (EEV- GNV) dependiente del ministerio de hidrocarburos, esta entidad teniendo un convenio con los diferentes talleres independientes en todo el país realiza el inicio de la conversión de los automóviles con una capacidad de conversión de 30000 autos por año.
Este mismo año YPFB indico que solo destinaria al proyecto de GNV el 30% de la producción total de gas natural y ese valor se mantendría a lo largo del tiempo debido que por el contrario se desabastecería el principal proyecto de gas domiciliario. Según estudios realizados por las divisiones ambientales de las alcaldías de los departamentos de La Paz y Santa Cruz indicaron que el grado de contaminación promedio de los vehículos presentes en estas ciudades es de 1.75 toneladas por año y que la cantidad de contaminación de un vehículo con uso de la tecnología gnv es de 0.938 toneladas por año teniendo como una reducción del 46 % de contaminación por auto con el uso de la tecnología gnv.
El parque automotor registrado tanto por la Aduana Nacional de Bolivia y la Agencia Nacional de Hidrocarburos hasta el año 2011 es de 1.012.950 vehículos y tiene un crecimiento anual del 3%, teniendo en cuenta que estos vehículos nuevos tienen la tecnología a gasolina
Debido a los datos actuales de consumo de gnv por vehiculó y tomando en cuenta que estos van en aumento se debe destacar que a lo largo del tiempo si solo se tuviese una sola planta de refinación en Bolivia para la producción de gas natural se llegaría en algún momento al desabastecimiento para el proyecto de gnv lo cual ocasionaría que los vehículos ya convertidos con la tecnología a gnv opten de nuevo a la utilización de gasolina por lo que se generaría un incremento de la contaminación.

3.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

El desabastecimiento de gas natural vehicular en Bolivia para el parque automotor generara un incremento de la contaminación del aire a lo largo del tiempo.

4 Objetivo.-

4.1.- Objetivo General

Analizar el grado de contaminación del aire generado por el desabastecimiento del gas natural vehicular en Bolivia.

4.2.- Objetivos Específicos

  • - Construir un modelo de la oferta y demanda de gas natural vehicular que pueda representar el comportamiento a lo largo del tiempo de los factores y protagonistas principales.
  • - Observar el crecimiento de la contaminación del aire generada por año del parque automotor a gasolina.

    5.- MODELO

    Incidencia

    6.- RESULTADOS

    Incidencia

    Incidencia

    Incidencia

    Observando los datos obtenidos por el modelo elaborado se tiene como resultados:
    El crecimiento del parque automotor a gasolina llega a crecer en un 60% y produce una contaminación de 2.861.657 Toneladas de CaO2 por año.
    El parque automotor a gnv al cabo de 50 años representara el 45% del total del parque automotor en Bolivia y tendrá una generación del 1.269.852 Toneladas de CaO2 por año.
    A partir del año 2040 la demanda de gnv seguirá creciendo por contrario la oferta de gnv se mantendrá a lo largo del tiempo generando una diferencia importante, a partir de este año, comenzaran los autos a gnv optar por la utilización de gasolina como principal combustible lo cual ocasionara un incremento significativo en la contaminación del aire.
    La contaminación del aire en un inicio es decir en el año base 2010 será del 100% posteriormente en el año 2040 la gasolina tendrá un efecto 2.365.497 tn de CaO2 y la contaminación generada por el gnv tan solo será de 707.052 tn. de CaO2 , posteriormente como se mencionó previamente debido a la diferencia generada por la escases de gnv en el año 2060 la gasolina generar un total de 3.339.244 tn. de CaO2 tomando en cuenta que la tasa de crecimiento de contaminación generada por autos a gasolina hasta el año 2040 era de 1.1% y al cabo de ese año aumentando progresivamente a 1.7%.

    7.- CONCLUSIONES

    La contaminación generada por el parque automotor a lo largo del tiempo tendrá una importante reducción gracias a la inclusión del proyecto de gnv en Bolivia pero no obstante se tendrá un punto de inflexión donde la demanda de gnv superara a la oferta por lo cual se volverá a tener un crecimiento de la utilización de gasolina como principal combustible por lo cual la contaminación del aire volverá a tener un crecimiento significativo e importante. Bolivia aun bajo las condiciones que se presentan en el modelo podrá tener reservas de gas natural para varios años más, pero no obstante se podrá prevenir el desabastecimiento de gnv si se destina una inversión para la construcción de una refinería más en el país lo cual evitara que se genere la contaminación ya analizada en el apartado de resultados.
    La contaminación generada por el gnv a comparación de la gasolina es muy significativa dado que prácticamente la relación es de una disminución del 50% y este valor tiene mayor importancia al considerar que se manejan grandes cantidades de vehículos.

    (*) Puede solicitar información más detallada de este trabajo al autor


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