Estudio de las partículas atmosféricas contaminantes
Basado en un modelo de simulación con Vensim
Andrés Palma Valencia
inge.environmental@gmail.com
El problema de la contaminación asociada a partículas atmosférica en áreas urbanas tanto a nivel global
como local, presenta dos mundos en interacción, Uno es el científico, asociado a entender el problema
desde su naturaleza Física como la turbulencia o la dispersión, fotoquímicas a través de contaminantes
primarios para transformarlos a secundarios y la biológica que busca resolver el impacto en la salud de la
población. El otro es el político desde donde se dictaran las directrices económicas y sociales que tendrán
su expresión positiva o negativa sobre el problema. Padre las Casas en la región de la Araucanía en Chile,
es un ejemplo de como el material particulado (desde ahora PM), se concentra en dos niveles sociales: el
nivel Bajo y el nivel Medio.
Las ciudades chilenas muestran claros indicios
de deterioro ambiental, según lo han concluido
diversos estudios de la autoridad Ambiental y de
las Universidades que han trabajado los aspectos
urbanos, fundamentalmente de las grandes
metrópolis y algunas ciudades intermedias
(Sandoval, 1999). La mayoría de estos temas
dicen relación con graves problemas asociados a
la contaminación del aire, agua, suelos, pérdidas
de las cubiertas vegetales, carencia de áreas
verdes urbanas, profunda segregación social de
sus habitantes, entre otros (Azócar et al., 2003).
Las áreas metropolitanas del territorio nacional,
como Santiago, Concepción Talcahuano, Temuco
y Padre las Casas han debido ser declaradas
ambientalmente saturadas debido a que sus
medios naturales ya no son capaces de reciclar o
disipar las enormes cantidades de desechos
domésticos, vehiculares e industriales que
emiten a la atmósfera y que contaminan también
el suelo y los cuerpos de agua. Lo grave es que
este proceso de deterioro conduce a una pérdida
de la calidad de vida de los habitantes de la
mayoría de las ciudades de la región
latinoamericana, que se agudiza por la continua
migración desde el campo hacia sectores
urbanos. La presencia de la ciudad modifica las
condiciones atmosféricas naturales. Las
construcciones alteran la rugosidad de la
superficie, la humedad del suelo y el balance
térmico en la superficie, lo cual trae aparejado
una capa atmosférica urbana que suele ser más
seca y cálida que el entorno (Ulriksen, 1993).
Este aumento de la temperatura dentro de la
ciudad con respecto al entorno (isla térmica), se
manifiesta de preferencia en las noches
despejadas de invierno. La isla térmica que se
produce en Santiago por ejemplo en algunas
noches es 10oC mayor que el entorno suburbano
(Salinas, 1982). El efecto de isla térmica tiende a
elevar la capa de mezcla sobre la ciudad por
sobre el entorno, debilitando la ventilación
natural. A esto se suma la mayor rugosidad
superficial en el centro de las ciudades, todo lo
cual frena el flujo de aire a nivel superficial, que
es donde viven las personas (Ulriksen, 1993).
Esta situación ha obligado a realizar estudios en
las grandes ciudades, que han permitido predecir
la calidad del aire ante ciertos eventos
atmosféricos. En las localidades del sur de chile
el problema no es diferente la Comisión del
Medio Ambiente Región de La Araucanía
(CONAMA IX) ha realizado monitoreos de PM10
fracción respirable desde 1997 a la fecha, cuyos
resultados indican la existencia de altas
concentraciones de este contaminante que ha
superado el valor de la norma en varios días. Por
esta razón CONAMA IX está formulando un Plan
de Aire a fin de llegar a niveles de este
contaminante que aseguren la protección a la
población. De los estudios que avalan el Plan de
Aire, se desprende que uno de los principales
aportes al MP10 corresponde a las emisiones de
combustión residencial de leña.
Es así como este estudio consistió en compilar,
sistematizar, e informatizar la línea base de
emisiones residenciales, a fin de contar con una
herramienta que permita evaluar en forma
rápida escenarios de emisiones, las que serán
utilizadas posteriormente para evaluar su
impacto sobre la calidad del aire de la ciudad de
Padre Las Casas. Los habitantes de Padre Las
Casas siempre han utilizado la leña para
calefaccionar sus hogares y para cocinar, sin
embargo, esta práctica es una de las causas
principales de emisiones de MP y gases que en
algunas ocasiones hacen elevar las
concentraciones de contaminantes por sobre las
normas de calidad del aire. La reducción de las
emisiones de MP10 contribuye significativamente
a mejorar la salud de la población además de
permitir un ahorro por concepto de una mayor
eficiencia de calefacción.
Las estrategias para reducir las emisiones de
MP10 de la combustión de biomasa implican una
amplia gama que va desde la educación y buenas
prácticas de uso de los equipos, restricciones en
el uso de sistemas abiertos, estándares de
emisión y mejoramiento de las envolventes
térmicas de las casas construidas y una nueva
norma técnica que permita tener esta variable
incluida desde el comienzo en la construcciones.
En éste ámbito desde la crisis del petróleo en
1973, hasta la actual, consecuencia del
calentamiento global, el mundo entero ha
diversificado estrategias para hacer un uso más
eficiente de la energía en construcciones y
viviendas. Chile ha participado de este proceso.
Aplicar criterios de eficiencia energética a las
viviendas sociales, es para este Ministerio un
parámetro más de calidad y sustentabilidad. No
solo porque se traduce en una mejor calidad de
vida de las personas, sino también porque
contribuye a un desarrollo amigable con el
medioambiente. Un estudio realizado a viviendas
construidas anterior a la Reglamentación
Térmica (2000) nos da cuenta de la mala
evaluación que tenemos los chilenos con
respecto al confort térmico de nuestras
viviendas. Por ello, usar materiales constructivos
apropiados, puede significar para una familia
vulnerable un ahorro del 20% en energía o
permitir que su vivienda mantenga un mayor
tiempo las condiciones de confort interior.
La filosofía de la dinámica de sistemas gira en
torno al concepto de retroalimentación, o
causalidad circular entre variables observables.
Estas variables observables pueden describir
algún atributo de los componentes básicos del
sistema (p. ej. la velocidad de una partícula de
gas en un recipiente), o referirse a alguna
magnitud global del sistema (la presión en el
recipiente). Bien es cierto que existe una
tendencia generalizada en la dinámica de
sistemas a utilizar variables observables del
sistema en su conjunto. En ese caso, es
importante darse cuenta desde un principio que
el mero hecho de estudiar magnitudes agregadas
del sistema global (en vez de estudiar
magnitudes de sus componentes básicos
directamente) supone ya un alto grado de
abstracción. A diferencia de la simulación basada
en agentes (donde se estudian interacciones
entre los componentes básicos del sistema), el
foco de atención en la dinámica de sistemas
reside en la relación existente entre variables
observables. Estas relaciones son, en general,
suficientemente complejas de por sí. En la
mayoría de los sistemas complejos existen
variables observables que no están ligadas por
una relación lineal causa-efecto. Las relaciones
lineales causa-efecto en el sentido tradicional del
término se caracterizan por las siguientes
propiedades (Scholl, 2001):
1. la causa precede al efecto en el tiempo,
2. existe una fuerte correlación empírica entre
causa y efecto, y
3. esta relación no es el resultado de ninguna
otra variable.
Para el caso que nos reúne, se tomaron variables
que nos permiten conocer la relación existente
entre los artefactos estudiados: Cocina,
Salamandra, Estufa simple y de doble cámara
como Chimeneas todas residenciales, con la leña
consumida. Cada variable independiente
anteriormente descrita se relaciona con la
generación de emisiones de PM10 expresada en
Ton/año, a través de un factor de emisión que es
exclusivo para cada artefacto
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