b UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE TABASCO DIVISIÓN ACADÉMICA DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA INVENTARIO DE EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO DE FUENTES MÓVILES EN EL ESTADO DE TABASCO. TRABAJO RECEPCIONAL BAJO LA MODALIDAD DE: TESIS PRESENTA: SILVANA GABRIELA FALCONI LÁZARO COMO REQUISITO PARA OBTENER EL TITULO DE: INGENIERO QUÍMICO ASESORAS: DRA. EBELIA DEL ÁNGEL MERAZ DRA. HERMICENDA PÉREZ VIDAL CUNDUACÁN, TABASCO OCTUBRE DE 2011 AGRADECIMIENTOS A Dios A este ser supremo y por quien todo lo puede, por prestarme la vida y permitirme llegar hasta aquí, porque fue su voluntad y mi fe en él, lo que hizo que lograra mi superación personal y espiritual, me ayudó a superar cada obstáculo de la vida, me dio la inteligencia y la fuerza para lograr un éxito más. A mis Padres Por haber confiado en mí, en mi formación académica y moral, por estar a mi lado en los momentos difíciles y darme esas palabras de aliento para seguir adelante en este proyecto de vida, por su cariño incondicional y todo el amor que me han brindado, porque sin su paciencia y cariño no podría ser lo que hoy soy. A mi Hijo Por ser el mejor regalo que Dios me pudo dar y a la personita más importante en estos momentos de mi vida y darme esa alegría de ser madre y estar juntos en cada momento de mi vida. A mis Hermanas Por todos los momentos que pasamos y que me dieron ánimo para seguir adelante y ser mis amigas incondicionales en todo momento, por todas las experiencias maravillosas que tuvimos juntas. A mis Asesoras A la Dra. Ebelia del Ángel Meraz y la Dra. Hermicenda Pérez Vidal por su apoyo y tiempo brindado en la elaboración de este trabajo, por los conocimientos que adquirí gracias a ustedes y por no darme la espalda en ningún momento. i ACRÓNIMOS CH4 CO CO2 COV´s COVD EPA FEC ºC Gg GLP HC HCT HFC´s INEGI IPCC IEFM KRV INEM Mm NOx N2O NH3 (NH4)2SO4 NH4NO3 Pb Ppm PM SF6 SO2 TJ VCN ZMG ZMM ZMVM Metano. Monóxido de Carbono. Dióxido de carbono. Compuestos orgánicos volátiles. Compuestos orgánicos volátiles diferentes del metano. Agencia de Protección Ambiental. Factores de emisión de carbono. Grados Centígrados. Giga gramos. Gas licuado de Petróleo. Hidrocarburos. Hidrocarburos Totales. Compuestos Hidroflourizados. Instituto Nacional de Estadística y Geografía e Informática. Panel Intergubernamental de Cambio Climático. Inventarios de emisiones de Fuentes Móviles. Kilómetros recorridos por Vehículos. Inventario Nacional de Emisiones de México. Milímetros. Óxidos de nitrógeno. Óxido nitroso. Amoniaco. Sulfato de amonio. Nitrato de amonio. Plomo. Partes por millón. Macropartículas. Hexafluoruro de Azufre. Bióxido de azufre. TeraJoules. Valor Calorífico Neto. Zona Metropolitana de Guadalajara. Zona Metropolitana de Monterrey. Zona Metropolitana del Valle de México. ii RESUMEN En el presente trabajo se calcularon las emisiones de Gases de Efecto Invernadero para el Estado de Tabasco en los años 2005 al 2009, tomando como referencia el consumo de combustible que establece el Balance Nacional de Petróleos Mexicanos (PEMEX) y el Instituto Nacional de Estadística, Geografía e Informática de México (INEGI) para esos años. Se utilizaron para los cálculos el software y los factores de emisión del Panel Intergubernamental de Cambio Climático 1996. Para la estimación de las emisiones de GEI´s se utilizó el Método del Sector Energía tomando en cuenta el consumo de combustible de cada uno de los subsectores en el cual se divide el sector energético y en el que se encuentran fuentes móviles. Los cálculos de emisiones de GEI se realizaron por tipos de transportes (aviación y transporte por carretera) y por tipos de combustibles empleados. En el período del 2005 al 2009 se registraron emisiones de: Dióxido de Carbono (CO2) con 964.61 a 1,190.81 Gg, generado principalmente por el transporte por carretera (automóviles, autobuses y camiones), de los Óxidos de Nitrógeno (NOx) con 24.31 a 31.10 Gg este gas lo genera principalmente el transporte que utiliza diesel para su mecanismo y Monóxido de Carbono (CO) con 31.49 – 40.35 Gg y con menos emisiones Bióxido de azufre (SO2) 3.89- 4.62 Gg, Compuestos orgánicos volátiles diferentes del metano (COVDM) 35.82–47.82 Gg, Metano (CH4) con 10.71–14.26 Gg Óxido Nitroso (N2O) 6.20- 9.30 Gg . El gas emitido en mayor cantidad por Fuentes Móviles en el Estado de Tabasco es el CO2 seguido por los NOx y CO, y le precede el COVDM, SO2, CH4 y N2O los cuales se generaron en menor cantidad. Se cumplió el objetivo de obtener información valiosa que se reportó al Gobierno del Estado (SERNAPAM), con el fin de establecer políticas públicas que permitan fijar prioridades, fomentar mejoras y dar seguimiento a los programas en materia ambiental en el estado y establecer las acciones de mitigación ante el Cambio Climático. iii ÍNDICE Agradecimientos i Acrónimos ii Resumen iii Índice iv Lista de tablas vi Lista de figuras vi Introducción 1 Objetivo general 3 Objetivos específicos 3 Justificación 4 Antecedentes 5 CAPÍTULO I. MARCO TEÓRICO 1.1 Gases de Efecto Invernadero (GEI). 9 1.1.1 Tipos de Gases de Efecto Invernadero. 9 1.1.2 Calentamiento Global y Cambio Climático. 11 1.2 Procesos de emisión de los vehículos. 12 1.2.1. Emisiones evaporativas. 13 1.2.2 Emisiones por el tubo de escape. 13 1.2.3 Contaminantes emitidos por las fuentes vehiculares y sus impactos 14 en el medio ambiente y la salud. 1.2.4 Importancia relativa de las emisiones de fuentes vehiculares. 16 1.3 Factores de emisión por tipo de fuente móvil. 16 1.3.1 Caracterización de la flota vehicular. 17 1.4 Modelos de factores de emisiones para vehículos automotores. 18 CAPÍTULO II. METODOLOGÍA 2.1 Recopilación de datos de vehículos automotores en Tabasco. 20 2.2 Cálculo para emisiones de CO2. 20 2.2.1 Estimación de factores de emisiones de CO2. 22 iv 2.3 2.4 Estimaciones de los factores de emisión de CH4, CO, NOx y 24 COVDM. Balance de masa para cálculo de emisiones de SO2. 26 CAPÍTULO III. RESULTADOS Y DISCUSIONES 3.1 Clasificación del transporte de acuerdo al IPCC. 27 3.2 Consumo de combustibles por fuentes móviles. 28 3.3 Parque vehicular en Tabasco. 29 3.4 Balance de emisiones basado en el Nivel 1. 32 3.5 Comparación de emisiones con otros estados de la República 40 Mexicana. CAPÍTULO IV. Propuestas de mitigación para el Sector Transporte (Fuentes Móviles) 42 CONCLUSIONES 44 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 46 ANEXOS 48 GLOSARIO 52 v Lista de Tablas 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 Entidades federativas con IEFM y con actualizaciones. Países que emiten el 95% de las emisiones mundiales de CO2. Clasificación de los gases de efecto invernadero (GEI´s). Contaminantes emitidos por automóviles. Fracción de carbono oxidado. Factores de emisión de carbono por tipo de combustible. Fracción de carbono almacenado. Factores de Emisión para gases distintos del CO2. Contenido promedio de azufre en los combustibles. Clasificación del transporte y tipo de combustible. Volumen de ventas de combustible en Tabasco. Consumo anual de combustible. Poder calorífico neto por tipo de combustible. Flota vehicular en Tabasco. Emisiones de GEI´s para los años 2005 al 2009 (Gg). Emisiones de CO2 equivalentes del 2005 al 2009. Emisiones de CO2 (Gg) por transporte y tipo de combustible del 2005 al 2009. 18 Hoja de cálculo emisiones de CO2 de Fuentes Móviles para los años 20052009. 7 8 10 16 22 23 24 25 26 27 28 29 29 30 33 33 34 48 Lista de figuras 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Proceso de emisión de contaminantes en vehículos automotores. Árbol de decisiones aplicable a las emisiones de CO2 procedentes a los vehículos por carretera. Vehículos en circulación en Tabasco. Flota vehicular en Tabasco 2009. Emisiones de CO2 por tipo de combustible Emisiones de contaminantes por transporte por carretera en el 2005. Emisiones de contaminantes por Aviación en el 2005. Emisiones de CO2 para los años 2005 al 2009. Emisiones de COVDM para los años 2005 al 2009. Emisiones de CO para los años 2005 al 2009. Emisiones de NOx para los años 2005 al 2009. Emisiones de SO2 para los años 2005 al 2009. Emisiones de CH4 para los años 2005 al 2009. Emisiones de N2O para los años 2005 al 2009. Emisiones Nacionales de contaminantes por entidad federativa. Flota vehicular en Tabasco 2005 12 21 30 31 34 35 36 36 37 37 38 38 39 39 40 50 vi Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente INTRODUCCIÓN Hoy en día nos encontramos en una situación de riesgo a causa de la contaminación de la atmósfera, provocada por la acumulación de gases, estos retienen el calor cerca de la superficie lo que ha ocasionado el aumento de la temperatura de todo el planeta en el último siglo. En consecuencia, se ha incrementado el nivel del mar y ha provocado el cambio climático a nivel mundial, que representa una amenaza para todos los seres vivos[1]. Es por ello, que a nivel mundial se ha iniciado el establecimiento de inventarios de los contaminantes emitidos a la atmósfera por los diferentes tipos de fuentes emisoras, dentro de las fuentes más comunes que se han identificado y cuantificado son: las fuentes móviles como los vehículos automotores, de aviación nacional, transporte ferroviario, de navegación nacional, otras actividades de transporte (gasoductos), etc. fuentes fijas asociadas a la actividad industrial, fuentes naturales y fuentes agrícolas. Para generar un inventario de emisiones de vehículos automotores es necesario recopilar datos que incluyan los kilómetros recorridos por vehículos (KRV); estadísticas de consumo de combustible; velocidades de manejo, datos del registro vehicular y clases de vehículos; así como las características del combustible. En algunos casos los datos son absolutamente indispensables para el proceso de un inventario y deben obtenerse para generar incluso las estimaciones más preliminares. Este trabajo tiene como objetivo, realizar un inventario de emisiones en el estado de Tabasco para evaluar la cantidad de gases de efecto invernadero que se generan por vehículos automotores. La metodología utilizada es la de IPCC 1996-2006[2] y la norma para emisiones de vehículos automotores 2610-EAC-112, la cual establece los límites permisibles de emisiones al aire producidas por vehículos automotores con el fin de proteger la salud de la población y el ambiente en general [3]. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 1 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente El presente trabajo se divide en tres capítulos; en el capítulo I se mencionan las consecuencias del cambio climático en Tabasco, los tipos de contaminantes que generan las fuentes móviles, específicamente los automotores y los modelos que existen para el cálculo de factores de emisión. En el Capítulo II, se establecen los procedimientos Metodológicos para la estimación de emisiones generadas por vehículos automotores, los Resultados y Discusiones se presentan en el Capítulo III y por último las opciones de mitigación y conclusiones en el Capítulo IV. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 2 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente OBJETIVO GENERAL Realizar un inventario de gases de efecto invernadero causado por fuentes móviles en Tabasco, en el período de 2005 al 2009. OBJETIVOS ESPECíFICOS Realizar un inventario para determinar las emisiones de GEI en: Transporte diferente al autotransporte de gasolina (diesel, combustóleo, gas licuado de petróleo). Emisión de gases de efecto invernadero basado en la metodología del Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC). ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 3 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente JUSTIFICACIÓN El crecimiento rápido y la concentración de la población en áreas urbanas frecuentemente están asociados a una mayor presencia de actividades industriales, el incremento del parque vehicular y un elevado consumo de combustible, que contribuye a agudizar el problema de la contaminación atmosférica. La calidad del aire en Tabasco es una preocupación permanente ya que los signos más evidentes de la disminución en su calidad de vida y el incremento en las molestias y enfermedades asociadas a la contaminación son ya cotidianos en los principales municipios. La principal fuente móvil de contaminación del aire es el automóvil, ya que produce grandes cantidades de monóxido de carbono (CO) y cantidades en menor proporción de óxidos de nitrógeno (NO x), óxidos de azufre (SOx) y compuestos orgánicos volátiles (COV´s) y plomo. Los requisitos para el control de emisiones de automóviles ha reducido considerablemente la cantidad de contaminantes del aire, por el uso de convertidores catalíticos [4]. Este inventario obtendrá cuantitativamente la emisión total y anual de los contaminantes atmosféricos convencionales CO, SOx, NOx, hidrocarburos totales (HCT) y Metano (CH4). Con el fin de identificar y dar peso específico a las fuentes que deterioran la calidad del aire, así como la identificación de las fuentes de riesgo como resultados de los altos niveles de contaminación. Debido a que en Tabasco no se cuentan con inventario de emisiones de Fuentes Móviles, este inventario servirá de ayuda para realizar inventarios futuros en todo el transporte en el estado y así mejorar la calidad del aire, así como también crear escenarios de mitigación para años futuros [5]. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 4 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente ANTECEDENTES Las emisiones comenzaron a aumentar drásticamente en el siglo XIX debido a la Revolución Industrial, el escocés James Watt en 1751 inventó la máquina de vapor, Guy Stewart identificó en 1938 que el incremento del 10% del CO2 en la atmósfera observado desde 1890 a 1938 (años de la revolución industrial basada en la combustión del carbón), podría estar relacionado con la tendencia a este calentamiento observado en el mismo período. La concentración de CO 2 en la atmósfera era de unas 280 ppm (partes por millón) de la mezcla de gases del aire (el 0.028%), pasando a ser de unas 375 ppm (el 0.037%) a principios del siglo XXI. Muchas actividades que producen GEI (gases de efecto invernadero) resultan hoy esenciales para la economía mundial y forman una parte fundamental de la vida moderna [6]. El dióxido de carbono proveniente de la quema de combustibles fósiles, es la fuente individual más grande de emisión de GEI derivado de las actividades humanas. El suministro y el uso de combustibles fósiles representan un 80% de las emisiones de dióxido de carbono de origen humano, un quinto de las de metano (CH4) y una cantidad significativa de las de óxido nitroso (N2O). Además produce óxidos de nitrógeno (NOx) y monóxido de carbono (CO), que aunque en sí mismos no son GEI, influyen sobre los ciclos químicos de la atmósfera que crean o destruyen otros GEI, como el ozono troposférico[7]. En las últimas décadas, sin tener en cuenta las variaciones estacionales, el incremento anual de la concentración de CO2 en el aire ha sido por término medio de 1.5 ppm (partes por millón), es decir, un 0.5 % por año. Pero, en la actualidad, las emisiones de CO2 superan ya las 2.8 ppm/año. Este aumento antropogénico del CO 2 atmosférico produce un aumento radiactivo en superficie de aproximadamente 1.4 W/m², que en grados de temperatura, ha supuesto un incremento directo de la temperatura media global de unos 0.5 °C[8]. Las emisiones provenientes de fuentes móviles, de acuerdo con el Inventario Nacional de Emisiones de México, 1999 (INEM-1999), ocupan el primer sitio en cuanto a emisiones de NOx y CO2, así como el segundo lugar en emisiones de ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 5 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente COV’s. Su contribución a la emisión de partículas suspendidas finas (PM2.5) cobra importancia debido al alto costo de salud asociado con estas emisiones. El transporte es el mayor consumidor de combustibles en México, la demanda de todo el sector creció en 53% durante todo el período. Para 2006, el autotransporte representaba el 93% del consumo, seguido por la aviación nacional (4%), el transporte marítimo (2%) y el ferroviario nacional (1%). El crecimiento del consumo de combustibles para transporte terrestre (autotransporte) fue de 56%, el de la aviación nacional de 24%, el marítimo de 37% y el ferroviario cayó 3% [9]. Con base en los resultados obtenidos en la primera etapa del diagnóstico nacional, se encontró que el 19% de los estados cuentan con una o más ciudades con inventario de emisiones que incluya la estimación de emisiones de fuentes móviles, el 13% están en el proceso de desarrollo de la estimación de emisiones de fuentes móviles y el 68% de los estados de la República Mexicana no cuentan actualmente con al menos una ciudad con inventario de emisiones que incluya la estimación de emisiones de fuentes móviles. Es importante señalar que varios de estos estados tienen interés en realizarlo, sin embargo, desconocen la información y la metodología adecuada para llevarlo a cabo. Dentro de las entidades federativas que cuentan con al menos una ciudad que ha realizado estimaciones de emisiones de fuentes móviles, se encuentran: Estado de México, Distrito Federal, Guanajuato, Hidalgo, Puebla y Nuevo León, sin embargo, no sería factible realizar una comparación entre estos inventarios ya que cada uno ha sido elaborado siguiendo diferentes criterios, por lo que se evidencia la necesidad de elaborar una guía metodológica que homologue los procesos para cuantificar emisiones de fuentes móviles[10]. Para ciertas zonas o municipios que presentan alguna problemática en materia de contaminación por emisiones de fuentes móviles o que pueden catalogarse como zonas críticas, tales como el Valle de México, Guadalajara y Monterrey. Los inventarios realizados para estas zonas han tenido como finalidad justificar el diseño e implementación de políticas o programas para el control y mejoramiento de la calidad del aire. La Tabla 1 incluye las 7 entidades que cuentan con un inventario de emisiones de fuentes móviles reciente, mostrando los municipios o zonas sujetas al dominio del ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 6 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente inventario así como el año base y sus actualizaciones; finalmente muestra si estos inventarios han sido desarrollados por las autoridades ambientales estatales o bien por encargo de éstas a universidades o consultores independientes. Tabla 1. Entidades federativas con IEFM y con actualizaciones. Entidad Federativa Municipios Metropolitana Baja California Mexicali. 2004 Distrito Federal Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM)6: Distrito Federal y 18 municipios del Estado de México: Atizapán de Zaragoza, Cuautitlán Izcalli, Coacalco, Cuautitlán, Chalco, Chicoloapan, Chimalhuacán, Ecatepec, Huixquilucan, Ixtapaluca, La Paz, Nicolás Romero, Naucalpan, Nezahualcóyotl, Tecámac, Tlalnepantla, Tultitlán y Valle de Chalco. Zona Metropolitana del Valle de Toluca (ZMVT): Toluca de Lerdo, Villa Metepec, San Miguel Zinacatepec, Lerma de Villada y San Mateo Atenco. Apaseo El Alto, Apaseo El Grande, Comonfort, Juventino Rosas, Celaya, Cortazar, Villagrán, Salamanca, Pueblo Nuevo, Valle de Santiago, Irapuato, Silao, León, Purísima del Rincón, San Francisco del Rincón y San José Iturbide. Corredor industrial Tula-Tepeji. 1996 1998, 2000, 2002, 2004 CAM: Comisión Ambiental Metropolitana integrada por autoridades del DF, Estado de México y el Gobierno Federal 2000 2002 Autoridades Estatales 1998 2000, 2004 Consultor 2004 --- Estado México Guanajuato Hidalgo Nuevo León Tabasco de o Zona Zona Metropolitana de la Ciudad de Monterrey (ZMCM): Apodaca, Escobedo, Guadalupe, Juárez, Monterrey, San Nicolás de los Garza, San Pedro Garza García y Santa Catarina. Todos los Municipios de Tabasco. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro Año base Años de actualiz aciones Elaborado por Consultor 2004 --- Autoridades Estatales SEMARNAT Universidad 2003 --- Universidad y 7 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente Los países desarrollados son los principales emisores de gases de efecto invernadero, en particular, los Estados Unidos de América representan el 23.65% de las emisiones en el mundo. El Inventario Nacional de Emisiones de Gases de Efecto Invernadero (INEGEI) ha hecho comparaciones en las emisiones de los países con el fin de mejorar la confiabilidad del inventario y de mostrar la ubicación de México con respecto a otros países del mundo. En la comparación se incluyeron datos de 124 países para los cuales la Agencia Internacional de Energía (IEA) estima las emisiones con base en los Balances Nacionales de Energía. Las emisiones globales de CO2 generadas por la quema de combustibles fósiles fueron de 24,221 millones de toneladas en el año 2003, según lo estima la IEA; esta cifra no incluye las emisiones provenientes de la aviación y la navegación internacionales. De un listado de 55 países, que en conjunto emiten el 95% de las emisiones mundiales de CO2 generadas por la quema de combustibles fósiles, se encuentran 13 países en la Tabla 2. De acuerdo con las cifras reportadas por la IEA para el 2003, México ocupa el lugar 12 a nivel mundial en las emisiones de CO2 por quema de combustibles fósiles, con un total de 374 millones de toneladas de CO2 ó el 1.5% de las emisiones globales[11]. Tabla 2. Países que emiten el 95% de emisiones mundiales de CO 2. País 1 2 3 4 5 6 7 Estados Unidos China Rusia Japón India Alemania Canadá 8 Emisión de CO2 (Mt) Contribución a emisiones globales (%) 5728 3719 1526 1201 1049 854 553 23.0 25.0 6.0 4.9 4.3 3.0 2.28 Reino Unido 540 2.23 9 Italia 453 1.85 10 Corea del Sur 448 1.8 11 12 13 Francia México República de Irán 389 374 348 1.6 1.5 1.4 Fuente: Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC). ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 8 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente CAPÍTULO I. MARCO TEÓRICO 1.2 Gases de Efecto Invernadero (GEI). Existen en la atmósfera Gases de Efecto Invernadero (GEI), que atrapan el calor emitido por la Tierra y lo mantienen dentro de la atmósfera, actuando a modo de un "gigantesco invernadero". A este fenómeno se le conoce como “Efecto Invernadero”. El efecto invernadero es en un fenómeno natural que se presenta en el planeta debido a la atmósfera. Por ejemplo si la Tierra no tuviera atmósfera sería 33° más fría[12]. Por lo tanto podemos ver que el efecto invernadero es un fenómeno necesario para que se mantenga la vida en la Tierra. El efecto invernadero se genera cuando la Tierra recibe de forma permanente la radiación solar; parte de la cual es reflejada al espacio por las nubes, sin embargo la mayor parte de dicha radiación atraviesa la atmósfera y alcanza la superficie terrestre, esta energía que emite el Sol llamada radiación solar o de onda corta, calienta la superficie de la Tierra y los océanos y a su vez, la superficie de la Tierra emite energía de vuelta hacia la atmósfera y hacia el espacio exterior en forma de ondas térmicas conocidas como radiación de onda larga (radiación infrarroja), esta radiación es atrapada por los gases de efecto invernadero calentando la atmósfera[13]. 1.1.1 Tipos de Gases de Efecto Invernadero. De acuerdo con su relación en la generación del forzamiento radiactivo, los Gases de Efecto Invernadero se dividen en dos tipos (Tabla 3): Los Gases de Efecto Invernadero “directos” son los gases que inducen directamente al forzamiento radiactivo y al calentamiento global. Tales gases como el Bióxido de carbono (CO2), Metano (CH4), Óxido nitroso (N2O), Halocarbonos (HFCs, PFCs, SF6). Los Gases de Efecto Invernadero “indirectos” son aquellos gases que contribuyen indirectamente al forzamiento radiactivo por medio de su impacto en la química atmosférica ya que pueden modificar la formación y vida atmosférica de los GEI “directos” o contribuir a la formación de aerosoles. Estos gases como Óxidos de ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 9 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente nitrógeno (NOx), Monóxido de carbono (CO), Bióxido de azufre (SO 2) y Compuestos orgánicos volátiles diferentes del metano (COVDM)[14]. Además de contribuir indirectamente al forzamiento radiactivo, las emisiones de CO, NOx, COVDM y SO2 son las causas principales del smog, de la lluvia ácida y de la niebla regional, por lo que la recopilación de datos sobre estos gases beneficiará a los programas de monitoreo de la calidad del aire[15]. Tabla 3. Clasificación de los gases de efecto invernadero (GEI). Gases de Efecto Invernadero Gases de Efecto Invernadero Directos Indirectos Bióxido de carbono (CO2), Óxidos de nitrógeno (NOx) Metano (CH4), Monóxido de carbono (CO), Óxido nitroso (N2O), Bióxido de azufre (SO2) Halocarbonos (HFCs, PFCs, SF6). Compuestos orgánicos volátiles diferentes del metano (COVDM) Fuentes de Dióxido de carbono (CO2). La mayor fuente a nivel mundial, y para muchos países, es la combustión de combustibles fósiles. El cambio de uso del suelo y las actividades de silvicultura también son importantes, tanto para las emisiones de CO2 sobre todo de la deforestación, como para la captura de CO 2 (es decir, absorciones de CO2 por sumideros, sobre todo de la siembra de árboles y el manejo forestal). Algunos procesos de producción industrial también emiten CO 2, pero estas fuentes son menores[16]. Fuentes de metano (CH4). El metano es encontrado siempre donde hay combustible fósil. Se emite durante operaciones normales de extracción de petróleo, gas natural o carbono. También durante la manipulación, procesamiento y transporte (ya sea en camiones o a través de tuberías) del combustible fósil. Con simplemente comprar o usar combustible fósil del tipo carbono, gas natural o petróleo estás contribuyendo a las emisiones de metano. Fuentes de óxido nitroso (N2O). Su importancia mundial y nacional, es considerablemente inferior. Las emisiones de N 2O son más importantes en aquellos ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 10 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente países con un sector agrícola y ganadero importante, ya que provienen principalmente de la aplicación de fertilizante, la quema de biomasa y el manejo de estiércol animal. El uso indiscriminado e ineficiente de los combustibles fósiles es el principal generador de gases de efecto invernadero (GEI), es importante tener presente que los gases de efecto invernadero se encuentran de manera natural en la atmósfera, sin embargo, también se generan como producto de actividades humanas. Los GEI que existen de manera natural se mantienen con cierto equilibrio dentro de la atmósfera debido a los procesos geofísicos del planeta, tales como el ciclo del agua y el ciclo del carbono. Sin embargo, las actividades humanas han aumentado la concentración de los GEI en la atmósfera[17]. 1.1.2 Calentamiento Global y Cambio Climático. El calentamiento global es el incremento en la temperatura media del planeta que se ocasiona como consecuencia de un incremento en las concentraciones de GEI en la atmósfera que causa el efecto invernadero, derivadas de las actividades humanas en general[18]. El Cambio Climático es un fenómeno que se manifiesta en un aumento de la temperatura promedio del planeta. Este aumento de la temperatura tiene consecuencias en la intensidad de los fenómenos del clima en todo el mundo. De acuerdo con la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático: "Por cambio climático se entiende un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante períodos de tiempo comparables[19]. El cambio climático ocurre por acción del efecto invernadero; esto ocurre por una mayor concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera. Existen diversas evidencias del cambio climático, aunque la principal es el aumento de la temperatura promedio de la atmósfera. En los últimos años (1995-2006) figuran entre los 12 años más calientes en los registros instrumentales de la temperatura ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 11 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente global superficial (desde 1850). El incremento total de la temperatura de 1850-1899 al 2001-2005 es de 0.76ºC (de 0.57ºC a 0.95ºC)[20]. Otra evidencia es la disminución en la extensión del hielo y la capa de nieve sobre la superficie terrestre, los glaciares de las montañas y la capa de nieve han disminuido en promedio en ambos hemisferios, lo que ha contribuido al aumento del nivel del mar. Otra prueba más, es que el nivel medio del mar en todo el mundo ha subido y el contenido de calor de los océanos ha aumentado. El promedio global del nivel del mar se incrementó en un rango promedio de 1.8 mm por año de 1961 al 2003. El rango fue más rápido de 1993 al 2003 con 3.1 mm por año[21]. También hay algunas evidencias de cambio en el comportamiento de algunas especies animales y vegetales. 1.2 Procesos de emisión de los vehículos. Los vehículos automotores propulsados por motores de combustión interna producen, en general, tres tipos de emisiones de gases contaminantes: a) emisiones evaporativas y b) emisiones por el tubo de escape (Figura 1), así como, c) emisiones de partículas por el desgaste tanto de los frenos como de las llantas[22]. Figura 1. Proceso de emisión de contaminantes en vehículos automotores Fuente: INE- SEMARNAT 2005 ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 12 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente 1.2.1. Emisiones evaporativas. Las emisiones causadas por la evaporación de combustible pueden ocurrir cuando el vehículo está estacionado y también cuando está en circulación, su magnitud depende de las características del vehículo, factores geográficos y meteorológicos, como la altura y la temperatura ambiente y principalmente, de la presión de vapor del combustible. La variedad de procesos por los que se presentan emisiones evaporativas en los vehículos incluye: • Emisiones diurnas: Son generadas en el sistema de combustible del vehículo debido a los cambios de temperatura a través de las 24 horas del día. • Emisiones del vehículo recién apagado con el motor caliente: Se presentan una vez que se apaga el motor, debido a la volatilización del combustible por su calor residual. • Emisiones evaporativas en circulación: Se presentan cuando el motor está en operación normal. Emisiones evaporativas del vehículo en reposo con el motor frío: Ocurren principalmente debido a la permeabilidad de los componentes del sistema de combustible. • Emisiones evaporativas durante el proceso de recarga de combustible: Consisten de fugas de vapores del tanque de combustible durante el proceso de recarga; se presentan mientras el vehículo está en las estaciones de servicio y para efectos de inventarios de emisiones, son tratadas típicamente como fuente de área. 1.2.2 Emisiones por el tubo de escape. Las emisiones por el tubo de escape son producto de la quema del combustible (gasolina, diesel u otros como gas licuado o biocombustibles) y comprenden a una serie de contaminantes tales como: el monóxido y bióxido de carbono, los hidrocarburos, los óxidos de nitrógeno y las partículas. Además, ciertos contaminantes presentes en el combustible como el azufre y, hasta hace algunos años, el plomo se liberan al ambiente a través del proceso de combustión. Las emisiones por el tubo de escape dependen de las características del vehículo, su tecnología y su sistema de control de emisiones; los vehículos más pesados o más potentes tienden a generar mayores emisiones por kilómetro recorrido y las normas ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 13 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente que regulan la construcción de vehículos determinan tanto su tecnología así como la presencia o ausencia de equipos de control de emisiones, como los convertidores catalíticos[23]. El estado de mantenimiento del vehículo y los factores operativos, la velocidad de circulación, la frecuencia e intensidad de las aceleraciones y las características del combustible (como su contenido de azufre) juegan un papel determinante en las emisiones por el escape. 1.2.3 Contaminantes emitidos por las fuentes vehiculares y sus impactos en el medio ambiente y la salud. La gasolina y el diesel son mezclas, principalmente, de hidrocarburos, compuestos que contienen átomos de hidrógeno y carbono. Si la combustión en un motor fuera perfecta, el oxígeno en el aire convertiría todo el hidrógeno del combustible en agua y todo el carbono en dióxido de carbono. En la realidad, el proceso de combustión no es perfecto y, en consecuencia, los motores de los automóviles emiten varios tipos de contaminantes (Tabla 4). Su importancia en términos de sus impactos en la salud y el ambiente se describen a continuación para cada gas[24]: • Hidrocarburos (HC): Las emisiones de hidrocarburos resultan cuando no se quema completamente el combustible en el motor. Existe una gran variedad de hidrocarburos emitidos a la atmósfera y de ellos los de mayor interés, por sus impactos en la salud y el ambiente, son los compuestos orgánicos volátiles (COV). Estos compuestos son precursores del ozono y algunos de ellos, como el benceno, formaldehido y acetaldehído, tienen una alta toxicidad para el ser humano. • Monóxido de carbono (CO): El monóxido de carbono es un producto de la combustión incompleta y ocurre cuando el carbono en el combustible se oxida sólo parcialmente. El monóxido de carbono se adhiere con facilidad a la hemoglobina de la sangre y reduce el flujo de oxígeno en el torrente sanguíneo ocasionando alteraciones en los sistemas nervioso y cardiovascular. • Óxidos de nitrógeno (NOX): Bajo las condiciones de alta temperatura y presión que imperan en el motor, los átomos de nitrógeno y oxígeno del aire reaccionan para formar monóxido de nitrógeno (NO), bióxido de nitrógeno (NO 2) y otros óxidos de nitrógeno menos comunes, que se conocen de manera colectiva como NOx. Los óxidos de nitrógeno, al igual que los hidrocarburos, son precursores de ozono. Así ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 14 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente mismo, con la presencia de humedad en la atmósfera se convierten en ácido nítrico, contribuyendo de esta forma al fenómeno conocido como lluvia ácida. La exposición aguda al NO2 puede incrementar las enfermedades respiratorias, especialmente en niños y personas asmáticas. La exposición crónica a este contaminante puede disminuir las defensas contra infecciones respiratorias. • Bióxido de azufre (SO2): El SO2 es un gas incoloro de fuerte olor, que se produce debido a la presencia de azufre en el combustible. Al oxidarse en la atmósfera produce sulfatos, que forman parte del material particulado. Este compuesto es irritante para los ojos, nariz y garganta, y agrava los síntomas del asma y la bronquitis. La exposición prolongada al bióxido de azufre reduce el funcionamiento pulmonar y causa enfermedades respiratorias. • Partículas (PM): Las partículas también son producto de los procesos de combustión en el motor de los vehículos. Este contaminante es uno de los que tiene mayores impactos en la salud humana; ha sido asociado con un aumento de síntomas de enfermedades respiratorias, reducción de la función pulmonar, agravamiento del asma, y muertes prematuras por afecciones respiratorias y cardiovasculares. • Plomo (Pb) y otros aditivos metálicos: Su empleo como antidetonante en la gasolina ha propiciado durante mucho tiempo emisiones que han demostrado tener impactos nocivos en el coeficiente intelectual de los niños. Sin embargo, desde 1998 las gasolinas que se comercializan en México no contienen plomo. • Amoniaco (NH3): Las emisiones de amoniaco cobran importancia ambiental por el hecho de que este contaminante suele reaccionar con SOX y NOX para formar partículas secundarias tales como el sulfato de amonio [(NH4)2SO4] y el nitrato de amonio (NH4NO3), las cuales tienen un impacto significativo en la reducción de la visibilidad. La exposición a concentraciones altas de este contaminante puede provocar irritación de la piel, inflamación pulmonar e incluso edema pulmonar. • Bióxido de carbono (CO2): El bióxido de carbono no atenta contra la salud pero es un gas con importante efecto invernadero que atrapa el calor de la tierra y contribuye seriamente al calentamiento global. • Metano (CH4): El metano es también un gas de efecto invernadero generado durante los procesos de combustión en los vehículos. Tiene un potencial de calentamiento 21 veces mayor al del bióxido de carbono. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 15 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente • Óxido nitroso (N2O): Este contaminante, que pertenece a la familia de los óxidos de nitrógeno, también contribuye al efecto invernadero y su potencial de calentamiento es 310 veces mayor que el bióxido de carbono. Tabla 4. Contaminantes emitidos por automóviles. Tipo de emisión Contaminantes emitidos Por el tubo de escape Monóxido de carbono Hidrocarburos Óxidos de nitrógeno Bióxido de carbono Bióxido de azufre Plomo (en caso de gasolina con plomo) Amoniaco Metano Evaporativas Hidrocarburos 1.2.4 Importancia relativa de las emisiones de fuentes vehiculares. La contribución de las emisiones de los vehículos automotores en México a las emisiones totales a nivel nacional es considerable. De acuerdo con el primer Inventario Nacional de Emisiones de México 1999, los vehículos automotores contribuyeron con el 31% de las emisión de óxidos de nitrógeno, 62% de monóxido de carbono y 22% de las emisiones totales estimadas de compuestos orgánicos volátiles. Al mismo tiempo son una fuente importante de emisión de partículas y sobre todo de las partículas más finas, y aunque las emisiones son menores que las de otros contaminantes, sus impactos en la salud son mayores[25]. 1.3 Factores de emisión por tipo de fuente móvil. Los principales parámetros para la estimación de emisiones de fuentes móviles son: flota vehicular, datos de actividad y factores de emisión. Estos grupos de información que se requieren para cuantificar las emisiones, así como su calidad y adecuado al procesamiento, regirán la calidad del inventario de emisiones de fuentes móviles final[26]. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 16 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente 1.3.1 Caracterización de la flota vehicular. El tamaño de la flota vehicular consiste del número total de vehículos que circulan por las vialidades de un municipio o ciudad. La caracterización se realiza clasificando la flota vehicular en categorías de vehículos de acuerdo al uso, peso, año modelo, tecnología para control de emisiones y tipo de combustible. Para realizar la caracterización de la flota vehicular, es importante tomar en cuenta la tasa anual de motorización, así como la de renovación y el ciclo de vida útil de los vehículos. Algunos de los factores que definen esta información son la actividad económica de la región de estudio, la existencia de autos extranjeros ilegales conocidos como “autos chocolate”, los precios de los combustibles y la propia infraestructura urbana, entre otros. Datos de actividad. La información sobre actividad vehicular utilizada para el desarrollo de inventarios de emisiones de fuentes móviles en México se ha estimado generalmente partiendo de los kilómetros recorridos por categoría de vehículo (KRV) en una ciudad, municipio o en vialidades[27]. Las formas de obtener estos kilómetros recorridos por vehículo son variadas e incluyen diversas fuentes de información y metodologías, entre ellas los aforos vehiculares y la consideración del consumo de combustible. Al contar con la información sobre KRV para cada categoría de vehículo, es necesario multiplicarlos entonces por el número de vehículos contabilizados dentro de cada categoría. Sin embargo, existe también otra información que pueden considerarse como parte de los datos de actividad, tal como el número de arranques por día o la velocidad a la cual han sido recorridos los kilómetros por el vehículo. En el caso particular de este estudio, dicha información fue considerada dentro de la sección de factores de emisión ya que, en general, estos datos constituyen variables necesarias para correr los modelos que generan los factores de emisión[28]. Factores de emisión. Los factores de emisión consisten en el monto de un contaminante específico emitido en cierto período por una categoría específica de vehículo. La complejidad de relacionar las emisiones de cada tipo de vehículo bajo las diversas condiciones de operación, mancomunado con el alto costo asociado con ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 17 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente la medición en campo de muestras estadísticamente significativas de vehículos, hace imprescindible la utilización de modelos de emisión. Existen algunos parámetros de entrada que resultan críticos e indispensables, tales como: tamaño de flota, distribución de vehículos por año modelo y KRV por clase de vehículo), distribución media de velocidades por tipo de camino, distribución de kilómetros recorridos por tipo de camino, temperatura y características del combustible. Existen otros parámetros que, si bien no son críticos, influyen de manera importante en los resultados de la corrida del modelo, tales como: altitud, humedad relativa, carga solar y uso de aire acondicionado en vehículos, así como número de arranques diarios por clase de vehículo. Finalmente, existen otros parámetros que no son tan determinantes en los resultados por lo que, en su lugar, es posible utilizar valores predeterminados con datos, por ejemplo, a nivel regional o incluso nacional. Por otro lado, el MOBILE 6 se ha utilizado también en México, pero su uso requiere de la especificación de un mayor número de parámetros por lo que generalmente al correr el modelo se aplican demasiados valores predeterminados. En general, esta versión del modelo es más precisa ya que involucra mayor nivel de detalle; sin embargo, al correr el modelo con un alto número de parámetros predeterminados se reduce este nivel de detalle aumentando en nivel de imprecisión en los resultados[29]. 1.4 Modelos de factores de emisiones para vehículos automotores. Dentro de los modelos más utilizados en Estados Unidos y Europa. El más idóneo a corto plazo para ser utilizado para estimar las emisiones de fuentes móviles en México, el adecuado a ser usado es el MOBILE5 para cálculo de factores de emisión en el estado de Tabasco, debido al tipo de información que se tiene y se ha desarrollado en México. El MOBILE es un modelo principal y conocido para inventarios de emisiones de fuentes móviles en la región del NAFTA. Su uso garantiza congruencia en la región, está integrado y apoyado por la Agencia de Protección Ambiental (EPA) de los EEUU por lo que está garantizado su apoyo continuo[30]. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 18 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente Existen otros modelos como IVEM, que fue diseñado con el propósito de generar información útil para la toma de decisiones estratégicas sobre las acciones a seguir, de fácil aprendizaje, amigable en su operación. Sus resultados son congruentes con MOBILE pero su método de cálculo es diferente, por lo que sus datos no podrán alimentar por completo al modelo de MOBILE[31]. El MOVES, este modelo permite análisis a los niveles macro, meso y micro, su diseño es muy flexible permitiendo su adecuación a cualquier ciudad o estado, es muy fácil de utilizar para inventarios macro para los estados y condados de los EEUU por que tiene datos preestablecidos para cada uno de los Estados, pero no existe información en México, y no contempla vehículos con certificación EURO aun cuando vehículos nuevos EURO son comercializados en el país. Lo ideal para este modelo sería que una entidad federal se encargara de alimentar el modelo con los datos preestablecidos requeridos para facilitar su uso por autoridades locales. De no contar con este acervo de información precargado, la autoridad local, en la mayoría de los casos, necesitaría ayuda para utilizar el programa. Otros como Copert IV, Artemio, etc., existen varios modelos buenos (como de la Unión Europea) pero su adaptación a México sería difícil debido a la prevalencia de vehículos en circulación con certificación EPA. Ninguno de los otros modelos cuenta con los datos de emisión de vehículos con certificación EPA. El uso de cualquier de estos modelos para los inventarios de emisiones no tendría congruencia en el ámbito Norte Americano[32]. El manual actualizado para realizar los inventarios de gases de efecto invernadero en los diferentes sectores, toma como base el siguiente documento titulado: Manual for the UNFCCC non-Annex I Greenhouse Gas Inventory Software Versión: 1.3.1 en inglés, incluye figuras en la descripción del uso del software con los detalles del ingreso de datos, factores de emisión y señalando la fuente de donde se obtiene o se ha presentado la información. Utilizando Guías de las Buenas Prácticas y Manejo de las Incertidumbres en su versión de 1996, para realizar el Inventario Nacional de Gases de Efecto Invernadero, revisadas por el Panel Intergubernamental de Cambio Climático (PICC ó IPCC por siglas en inglés) a fin de asegurar, en medida de lo posible, que las emisiones no sean ni sobreestimadas, ni subestimadas [33]. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 19 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente CAPÍTULO II. METODOLOGÍA 2.1. Recopilación de datos de vehículos automotores en Tabasco. En este estudio se utilizaron los Anuarios Estadísticos del INEGI, reportados para el Estado de Tabasco en los años del 2005 al 2009, se estimaron las emisiones de los vehículos automotores para cada año de acuerdo a la flota vehicular existente en ese año, utilizando el software del IPCC 1996. Se calcularon los factores de emisión de CH4, CO, COVDM, NOx y N2O, a través de los modelos del manual de referencias del IPCC de 1996, dentro del Sector de Energía[34]. 2.2. Cálculo para emisiones de CO 2. El total de carbono contenido en los combustibles debería convertirse en CO2, sin embargo, los procesos de combustión reales no son perfectos, y en consecuencia se producen pequeñas cantidades de carbono parcialmente oxidado y no oxidado. La forma adecuada de calcular las emisiones de CO2 es considerando la cantidad y el tipo de combustible utilizado y su contenido de carbono, en la Figura 2 se muestra el Árbol de decisiones que se utilizó para orientar el cálculo de emisiones de CO2 procedentes de fuentes móviles[35]. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 20 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente Figura 2. Árbol de decisiones aplicable a las emisiones de CO2 procedentes de los vehículos de carretera. Este describe el proceso de cálculo de las emisiones procedentes del sector del transporte. Se pueden aplicar dos métodos diferentes, uno basado en los kilómetros recorridos por cada vehículo y otro basado en el consumo de combustible. Existen dos niveles para realizar los cálculos de estimación de emisiones de gases, el Nivel 1, concentra el cálculo de las emisiones a partir del contenido del carbono en los combustibles o por tipo de actividad de combustión (categoría de fuente). En el Nivel 2 se estiman las emisiones procedentes de los aviones y las emisiones fugitivas de metano procedentes de la manipulación de carbono, del petróleo y gas natural[36]. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 21 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente 2.2.1 Estimación de Emisiones de CO2 Para estimar las emisiones de CO2 procedentes de fuentes móviles, se utilizó el Método de Nivel 1 (IPCC 1996), se calcularon las emisiones de CO 2, de acuerdo a la información estadística del consumo de combustible y se convirtió a unidades de energía, multiplicándolo por el factor de emisión, para obtener el contenido de carbono, a este se resta el carbono almacenado para obtener el carbono no oxidado, se multiplica por la fracción oxidada de carbono y finalmente convirtiendo el carbono oxidado a emisiones de CO2. Este método se describe en la siguiente ecuación: Emisiones = Σj [(Factor de emisión j • Combustible consumido j) – Carbono almacenado] • Fracción oxidada j • 44/12 Donde: j = tipo de combustible. Cuando no existen factores de oxidación nacionales, la opción es utilizar datos de los factores por omisión propuestos por el IPCC 1996, los cuales se muestran en la Tabla 5[37]. Tabla 5. Fracción de carbono oxidado. Fracción del Carbono oxidado Carbón (a) Petróleo y Derivados del Petróleo Gas Turba para generación de electricidad (b) 0.98 0.99 0.995 0.99 (a) Esta cifra es un promedio global pero varía para distintos tipos de carbón, y puede ser de sólo 0.91. (b) La fracción correspondiente a la turba usada en hogares puede ser mucho menor. Fuente: IPCC, Manual de referencia VIII. 1996c:1-29. Por su parte en la Tabla 6 se representan los factores de emisión de carbono por tipo de combustible (FEC): ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 22 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente Tabla 6. Factores de emisión de carbono por tipo de combustible. Líquidos Combustibles Primarios Petróleo Crudo (tC/TJ) 20.0 Orimulsión 22.0 Líquidos del gas natural 17.2 Combustibles Secundarios Gasolina Jet combustible Otros tipos de queroseno Petróleo de esquistos bituminosos Sólidos Combustibles Primarios Antracita Carbón para Coqueo Otros tipos de Carbón bituminoso Carbón Subbituminoso 18.9 19.5 19.6 20.0 Diesel 20.2 Residual 21.1 GLP Etano Nafta Virgen Asfaltos Lubricantes Coque de Carbón Residual Materia prima de refinería (Carga Catalítica) Otros derivados líquidos 17.2 16.8 20.0* 22.0 20.0* (tC/TJ) Gaseosos Gas Natural (Seco) (tC/TJ) 15.3 26.8 25.8 25.8 26.2 Lignito Esquistos bituminosos 27.6 Turba 28.9 29.1 Combustibles Secundarios Briquetas de lignito y prensadas Coque de coquería / Gas de coquería 25.8* 29.5 27.5 20.0* 20.0* Fuente: Manual del IPCC, 2002. El factor de emisión del carbono se multiplica por las unidades de energía del tipo de combustible del cual se esté realizando el cálculo para obtener el total del contenido del carbono, para obtener el carbón almacenado generado por vehículo, este se multiplica por la fracción del carbono oxidado dando como resultado la emisión total de CO2. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 23 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente En la Tabla 7 se presenta la fracción de carbono almacenado por tipo de combustible que se utilizó para realizar los cálculos. Tabla 7. Fracción de carbono almacenado. Producto/Combustible Fracción de carbono almacenado Lubricante Bitumen Productos de coque de carbón Nafta como materia prima Gas/Diesel como materia prima Gas Natural como materia prima GLP como materia prima Etano 0.50 1.00 0.75 0.75 0.50 0.33 0.80 0.80 Fuente: Elaboración propia a partir de metodología de IPCC, Manual de Referencia Vol. III. IPCC y BNE (SENER). 2.3 Estimaciones de los factores de emisión de CH4, CO, COVDM, NOx y N2O. La estimación los factores de emisión de CH 4, CO, COVDM, NOx y N2O utiliza los parámetros críticos que influyen en el cálculo son: Tamaño total de la flota. Acumulación anual del kilometraje por clase de vehículo. Distribución del año modelo (edad) de los vehículos por clase de vehículo. Distribución media de la velocidad por tipo de camino. Distribución de kilómetros viajados por tipo del camino. Temperatura (mínima/máxima). Características del combustible (presión del vapor de Reíd). Y los parámetros más importantes para las emisiones: Altitud. Humedad relativa. Arranques diarios por tipo de vehículo. Carga solar y uso de aire acondicionado. Teniendo todos los datos anteriores se corrió el modelo del manual de referencia de las guías revisadas del IPCC de 1996, se tomaron los datos resultantes de los factores de emisión para cada gas y clase vehicular. Los factores de emisión calculados corresponden a CO, COVDM, N2O, NOX y CH4. Respecto a los HC, el modelo da los factores de emisión para todos aquellos HC que son emitidos por el ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 24 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente vehículos tales como: hidrocarburo no metálico, evaporativas, de escape, de llenado combustible, en operación y reposo, los cuales son considerados en el cálculo de emisiones[38]. La Tabla 8 muestra los factores de emisión para gases distintos del CO2, para el nivel 1 del IPCC. Tabla 8. Factores de Emisión para gases distintos del CO2. Factores de Emisión para el CH4 (en kg/TJ) Carbón Transporte 0.5 50 Gasolina 0.1 Diesel 20 Ferrocarriles 10 Navegación 10 Factores de Emisión para el N2O (en kg/TJ) Carbón Gas Natural Aviación Por carretera Transporte Petróleo Aviación Por carretera Transporte Gas Natural 5 5 5 Petróleo 2 Gasolina Diesel 0.6 0.6 Ferrocarriles 1.4 0.6 Navegación 1.4 0.6 Factores de Emisión de NOX (en kg/TJ) Carbón Gas Natural Petróleo Aviación 2 Gasolina Diesel Por carretera 600 600 Transporte Transporte 800 Ferrocarriles 300 1200 Navegación 300 1500 Factores de Emisión de CO (en kg/TJ) Carbón Gas Natural Petróleo Aviación 100 Gasolina Diesel Por carretera 400 800 100 Ferrocarriles 150 100 Navegación 150 100 Factores de Emisión de COVDM (en kg/TJ) Carbón Gas Natural Petróleo Aviación 100 Gasolina Diesel Por carretera 5 (d) 1500 200 Ferrocarriles 20 200 ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 25 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente 2.4 Balance de masa para el cálculo de emisiones de SO 2. Las emisiones de SO2 se calculan por balance de masa de acuerdo al manual VI del inventario de emisiones vehiculares[39]: ESOx, f = Combf x ρf x Sf x 2 Donde: ESOx, f = Emisión de SO x del combustible f (gasolina o diesel). Combf= Consumo total de combustible. 2= Factor de conversión de masa de azufre a masa de SO x (como SO2). ρf: Densidad del combustible f (kg/lt). Sf = Contenido de azufre (fracción de masa) del combustible f (%). El contenido de azufre en el combustible, se calculó para todos los años de acuerdo a la NOM-086-ECOL-1994[40] como se muestra en la Tabla 9. Los poderes caloríficos pueden consultarse en el Balance Nacional de Energía (SENER). Tabla 9. Contenido promedio de azufre en los combustibles (%) Combustible % de azufre Carbón Combustóleo Diesel GLP Gas natural Queroseno Gasolina 1.000 4.000 0.500 0.014 0.258 0.300 0.100 Gasolinas Nova Magna ZMVM Magna RP Premium ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 0.150 0.050 0.100 0.050 26 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente CAPÍTULO III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN El inventario se realizó de acuerdo a lo especificado en el IPCC 1996, en el Sector de Energía para Fuentes Móviles, en la Tabla 10 se observan cinco categorías de vehículos, que consumen diferentes tipos de combustible. Estos cinco grupos son: transporte carretera (incluyendo particular, urbano, de carga, etc.), transporte aéreo, ferrocarriles, Navegación Nacional y Marítimo. Los combustibles que más se consumen son Gasolina, Gas Licuado de Petróleo, Diesel y Queroseno. La distribución de este consumo y la distribución de combustibles por tipo de transporte se pueden observar en la Tabla 11, los resultados de emisiones de GEI por tipo de contaminante se muestran a partir de las Figuras 3 a la 10, y el resumen de las Emisiones de GEI en la Tabla 15 para los años 2005 al 2009. 3.1. Clasificación del Transporte de acuerdo al IPCC. En este inventario se clasificó al transporte de acuerdo a lo especificado en las directrices del Panel Intergubernamental de Cambio Climático 1996, en la Tabla 10 se muestra dicha clasificación [41]. Tabla 10. Clasificación del transporte y el tipo de combustible. Clasificación del transporte Tipo de combustible Aviación doméstica Gasolina Queroseno Gasolina Diesel Gas natural GLP Diesel Combustóleo Antracita Carbón bituminoso Coque de petróleo Gasolina Diesel Combustóleo Fuelóleo Lubricantes Carbón subituminoso Gas natural Transporte por carretera Transporte ferroviario Navegación nacional Trasporte por tubería ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 27 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente De acuerdo a lo anterior, solo se estimaron las emisiones para dos tipos de transportes y tipos de combustibles empleado ya que no se cuenta con los datos necesarios del consumo de combustible para los demás transportes en el Estado. Los resultados se obtuvieron de acuerdo a la metodología del Nivel 1, que se basa en el tipo de combustible empleado por transporte y las emisiones totales por fuentes de combustión, estas pueden estimarse sobre la base de las cantidades de combustible quemado (a partir de las estadísticas de energía nacionales) y los factores de emisión, las condiciones de combustión (eficacia, carbono retenido en la escoria y las cenizas, etc.), para este nivel no toman gran importancia para el cálculo de emisiones, por lo tanto, es posible estimar las emisiones de CO 2 con bastante exactitud, sobre la base del total de los combustibles quemados y del contenido de carbono de cada combustibles. 3.2. Consumo de combustibles por fuentes móviles. Los datos de ventas de combustible en Tabasco para los años 2005-2009 fueron obtenidos del anuario estadístico de PEMEX, que se muestra en la Tabla 11[42], y en la Tabla 12 se indica el consumo anual de combustible en miles de barriles anuales. Tabla 11. Volumen de ventas de combustible en Tabasco. VOLUMEN DE LAS VENTAS INTERNAS POR REGIÓN (MBd) Región Sur-Sureste Tipo de combustible 2005 2006 2007 2008 101.0 110.0 120.0 129.0 Gasolina 13.0 14.0 17.0 19.0 Queroseno 56.0 61.0 61.0 68.0 Diesel 167.0 132.0 134.0 95.0 Combustóleo 4.0 4.0 4.0 4.0 Otros Total 341 321 337 314 Fuente: Anuario estadístico de Pemex 2005-2010 ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 2009 136.0 14.0 64.0 9.0 4.0 312 28 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente Tabla 12. Consumo anual de combustible en miles de barriles. Tipo de combustible Gasolina Queroseno Diesel Combustóleo otros GLP Autotransporte Total 2005 36,865 4,745 20,440 60,955 1,460 2006 40,150 5,110 22,265 48,180 1,460 2007 43,800 6,205 22,265 48,910 1,460 2008 47,085 6,935 24,820 34,675 1,460 2009 49,640 5,110 23,360 3,285 1,460 2,336 1,216.81 838.38 1,052.34 126,801 118,381.81 123,478.38 116,027.34 1,058.73 83,913.73 De acuerdo a la metodología empleada se debe considerar el poder calorífico neto (PCN) de cada combustible, que es la cantidad de energía que puede desprender al producirse una reacción química de oxidación. Se utilizaron los PCN indicados en la Tabla 13, el cual sirve para calcular el consumo de combustible en unidad de energía MegaJoules (MJ) y se muestran a continuación para cada tipo de combustible[43]. Tabla 13. Poder Calorífico Neto para tipos de combustibles. Poder Calorífico Neto (MJ/barril) Tipo de combustible Gasolina Queroseno Diesel Combustóleo 2005 4,781 5,223 5,426 6,019 2006 4,781 5,223 5,426 6,019 2007 4,781 5,376 5,652 6,271 2008 4,781 5,450 5,952 6,429 2009 4,781 5,477 5,692 6,538 Fuente: Balance Nacional de energía. 3.3 Parque vehicular en Tabasco. La flota vehicular en el Estado de Tabasco para el año base 2005, según lo descrito por el anuario estadístico del INEGI y en base a la Secretaría de Comunicaciones y Transporte, se registraron en circulación para el transporte por carretera (del sector oficial, público y privado) un total de 250,576 unidades vehiculares (Tabla 14), de los ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 29 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente cuales 151,743 son automóviles; 82,555 son camiones de carga; 2,877 son camiones de pasajero y 13,398 son motocicletas. Para el 2009 se registraron 388,266 unidades vehiculares de los cuales 229,935 son automóviles; 2,386 son autobuses de pasaje; 117,914 son camiones y camionetas de carga y 38,031 motocicletas. En la Figura 3 se muestra el total del parque vehicular con respecto al año. Tabla 14. Flota vehicular en Tabasco. Años Automóviles 151,746 175,575 193,512 213,457 229,935 2005 2006 2007 2008 2009 Camiones y camionetas de carga 82,555 91,589 100,829 110,460 117,914 Transporte Público Motocicletas 2,877 2,169 2,224 2,298 2,386 13,398 17,804 25,574 32,013 38,031 Total 250,576 287,137 322,139 358,228 388,266 Unidades vehiculares 450 000 300 000 150 000 0 2005 2006 2007 2008 2009 Figura 3. Vehículos en circulación en Tabasco (2005-2009). Podemos observar (Figura 3) que del año 2005 al 2009 va en aumento el número de vehículos. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 30 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente Vehículos por municipio 2009 120 000 Vehiculos 100 000 80 000 60 000 40 000 20 000 0 Municipios Figura 4. Flota vehicular en Tabasco 2009. En la Figura 4 se puede ver que en el año 2009, el municipio del Centro tiene el mayor número de vehículos, seguidos por Cárdenas y Comalcalco. De forma similar se encuentran para los años 2005-2008, para estos años se muestran en el Anexo A-2 (Figuras 16-19). El transporte ferroviario en Tabasco conocido como Ferrocarril del Sureste, es el operario de la red ferroviaria del estado, cuenta con estaciones en los municipios de Huimanguillo, Teapa, Tacotalpa, Macuspana, Tenosique y Balancán. Las estaciones más importantes por su movimiento son: Villa Chontalpa, Teapa, Macuspana, Tenosique de Pino Suárez y Villa El Triunfo[44]. En el año 2005 contaba con 1,178 locomotoras y 26,662 kilómetros de longitud de red ferroviaria y para el 2009 disminuyeron con 1,160 locomotoras y 26,705 kilómetros de red ferroviarias. Debido a la falta de información de ventas de combustible para el trasporte ferroviario no se calcularon las emisiones de gases contaminantes para este tipo de transporte. Para las emisiones provenientes de la navegación nacional se consideran los vuelos y embarcaciones con destinos y salidas nacionales solo se considera para el estado ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 31 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente un 15% del total de los gases contaminantes y el consumo de combustible. De acuerdo al INEGI solo reportan los vuelos nacionales y tipo de embarcaciones no el número de unidades destinadas a la navegación nacional. El transporte por tubería como se considera en emisiones fugitivas por el manejo y liberación de gas natural solo se estima un contaminante, el CO2. No se considera para este inventario debido a la escasa información de este tipo de transporte. Tabasco cuenta con un inventario realizado para el año 2002, el cual estima los gases contaminantes provenientes del transporte por carretera con una flota vehicular de 234,255 unidades registradas en ese año y no cuentan con actualizaciones recientes[45], tampoco existe ninguna institución del gobierno que estime cada año las emisiones provenientes por fuentes móviles. En particular, Pemex realiza inventarios de emisiones pero solo de lo que emiten sus plantas de producción, sin tomar en cuenta las emisiones de las unidades vehiculares para el destino de estos combustibles. 3.4. Balance de emisiones basado en el Nivel 1. Este inventario de emisiones aproxima cuantitativamente las emisiones anuales por tipo de transporte en unidades de masa Gigagramos (Gg), para realizar este inventario con mayor nivel de exactitud, sería indispensable conocer para cada tipo de transporte, al menos el parque vehicular por combustible, la distancia promedio anual recorrida y el rendimiento. El Instituto Nacional de Estadística y Geografía e Informática, reporta el parque vehicular, pero no desglosa el tipo de combustible que utiliza cada vehículo. Por lo cual este inventario se realizó en base a la metodología del IPCC 1996, Nivel 1. En el anexo A-1 se muestra la tabla del software del IPCC 1996 (Tabla 18), con los cálculos previos para cada tipo de contaminante clasificado por tipo de transporte. Aunque ya existe este software en una versión más reciente (2003) no se utilizó, debido a que maneja más variables en el cálculo y no se contaban con los datos necesarios para llevar a cabo los cálculos correctamente. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 32 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente En la Tabla 15, se indican los resultados de las emisiones de GEI para los años 2005 al 2009, obtenidos con el software del IPCC. El CO2, es el contaminante que se emite en mayor proporción por las fuentes móviles, seguidos por los COVDM, CO y NOx; en menor cantidad el SO2, CH4 y N2O son los gases que se emite por el transporte en el estado. Tabla 15. Emisiones de GEI para los años 2005 al 2009 (Gg). Años CO2 2005 964.61 0.51 0.02 24.31 31.49 35.82 3.89 2006 1,036.56 0.56 0.02 26.48 34.3 39.01 4.15 2007 1,107.95 0.60 0.03 28.29 36.67 42.41 4.36 2008 1,253.91 0.66 0.03 31.66 40.98 45.90 4.83 2009 1,190.81 0.68 0.03 31.10 40.35 47.82 4.62 5,553.84 3.01 0.13 141.84 183.79 210.96 21.85 Total CH4 N2O NOx CO COVDM SO2 Del 2005 al 2009 las emisiones de CO2 van en aumento como se puede ver en la Tabla 15, lo anterior puede deberse a diversos factores; tales como las facilidades de las agencias para otorgar créditos de autos, los bancos otorgan créditos con bajos intereses y en cómodas mensualidades sin muchos requisitos, lo que da como resultado un mayor número de unidades automotrices y en ello un mayor consumo de combustible que se traduce en mayores emisiones de GEI para este gas. Los gases distintos del CO2 tales como los CO, COVDM, NOx, CH4, N2O y SO2, solo se pueden informar en el inventario y no pueden ser comparados, solo los gases de efecto invernadero directos pueden ser comparados. De acuerdo al potencial de calentamiento global de los gases de invernadero directos, en la Tabla 16 se indican las emisiones en Gg de CO2 equivalentes. Tabla 16. Emisiones de CO2 equivalentes del 2005 al 2009. Emisiones equivalentes de CO2 Año 2005 2006 2007 2008 2009 ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro CO2 964.61 1,036.56 1,107.95 1,253.91 1,190.81 CH4 10.71 11.76 12.60 13.86 14.28 N2O 6.2 6.2 9.3 9.3 9.3 33 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente A continuación se muestran en la Tabla 17 las emisiones por tipo de combustible y tipo de transporte. Tabla 17. Emisiones de CO2 (Gg) por transporte y tipo de combustible del 2005-2009. Tipo de Transporte Tipo de combustible 2005 2006 2007 2008 2009 Aviación Queroseno 54.82 59.04 73.79 83.61 61.91 Por Carretera GLP 23.64 12.31 8.48 10.65 10.71 Gasolina 377.88 411.55 448.96 482.64 508.83 Diesel 508.27 553.66 576.72 677.02 609.36 Se observa (Tabla 17) que para el combustible GLP las emisiones disminuyen del año 2005 al 2007 y aumenta en el 2008 y 2009, para los demás combustibles (gasolina, queroseno y diesel) van en aumento las emisiones del 2005 al 2008 y disminuyen en el 2009. El combustible que más emite CO2 es el diesel, debido a que registra un mayor consumo de este y el que menos emite es el GLP por su menor consumo (Figura 5). Emisiones de CO2 del transporte por carretera 800 700 600 Gg 500 GLP 400 Gasolina 300 Diesel 200 100 0 2005 2006 2007 2008 2009 Figura 5. Emisiones de CO2 por tipo de combustible. Se observa que el diesel es el combustible que más emisiones genera por el transporte. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 34 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente Las Figuras 6 a la 14 representan en forma más clara la interpretación de la información de las emisiones de gases contaminantes por tipo de transporte. En la generación de las emisiones totales de contaminantes a la atmósfera, no todo el transporte contribuye de manera uniforme, algunos tienen mayor aportación de contaminantes debido a los procesos que tienen en la quema de combustible, por lo tanto, es importante conocer cuáles contaminantes están en mayor proporción por tipo de transporte. Emisiones por contaminantes del transporte por carretera 2005 NO , X 2.3% N2O, 0.3% CH4, 0.05% CO 3% COVDM , 3.3% SO2, 0.04% CO2, 91% Figura 6. Emisiones de contaminantes por transporte por carretera 2005. Como se observa en la Figura 6, el GEI que se emite en mayor cantidad debido al transporte por carretera es el CO2 con el 91% de las emisiones, seguido de los COVDM con el 3.4%, en menor porcentaje de emisiones están los CO con 3% y los NOx con un 2.3%, seguido por SO2, NO2 y CH4 con menos del 1%. Para la Aviación el contaminante que se emite en mayor proporción es el CO 2 con el 99% del total (Figura 7), seguida de CO, COVDM, NOx, N2O y CH4 con menos del 1% por cada contaminante. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 35 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente Emisiones de contaminantes por Aviación (Gg) 1 %, CO, COVDM, NOx, N2O y CH4 CO2, 99% Figura 7. Emisiones de contaminantes por transporte por Aviación en el 2005. En las Figuras 8 a la 14 se representan cada tipo de gases contaminantes para los años 2005 al 2009. Se observa en la Figura 8 que van en aumento las emisiones del 2005 al 2008 y éstas disminuyen un 8% para el 2009. Emisiones de CO2 para Fuentes Móviles Gg 1200 800 400 2005 2006 2007 2008 2009 Figura 8. Emisiones de CO2 para los años 2005 al 2009. Se observan las emisiones de CO2 del 2005 al 2009. Este gas es el que más se emite por fuentes móviles, con un 91% de las emisiones anuales reportadas. Seguido por el COVDM y los CO con un 3% y los NOx con 2.3%(Figura 9, 10 y 11). ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 36 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente Emisiones de COVDM 50 Gg 40 30 20 2005 2006 2007 2008 2009 Figura 9. Emisiones de COVDM para los años 2005 al 2009. Emisiones de CO Gg 60 40 20 2005 2006 2007 2008 2009 Figura 10. Emisiones de CO para los años 2005 al 2009. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 37 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente Emisiones de NOx 35 Gg 30 25 20 2005 2006 2007 2008 2009 Figura 11. Emisiones de NOx para los años 2005 al 2009. Los gases que se emiten en menor cantidad son el SO2, CH4 y N2O, como se observa en la Figura 12, 13 y 14 respectivamente. Emisiones de SO2 6 5 Gg 4 3 2 1 0 2005 2006 2007 2008 2009 Figura 12. Emisiones de SO2 para los años 2005 al 2009. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 38 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente Emisiones de CH4 0.7 0.65 Gg 0.6 0.55 0.5 0.45 0.4 2005 2006 2007 2008 2009 Figura 13. Emisiones de CH4 para los años 2005 al 2009. Emisiones de N₂O 0.20 0.16 Gg 0.12 0.08 0.04 0.00 2005 2006 2007 2008 2009 Figura 14. Emisiones de N2O para los años 2005 al 2009. Se observa en la Figura 14 que las emisiones aumentan del 2005 al 2008 y se mantiene constante en el 2008 y 2009. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 39 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente 3.5 Comparación de emisiones con otros estados de la Republica Mexicana Con el fin de comparar las emisiones de contaminantes por fuentes móviles con otros estados de la Republica Mexicana en la Figura 15 se muestra un concentrado obtenido del Inventario Nacional del 2005[47] y se observa que Tabasco se encuentra en el lugar 17 de las emisiones en ese año y para el 2009 aumentaron las emisiones un 21.3% y se ubica en el lugar 13 de los 32 estados (incluyendo al DF)[48]. Figura 15. Emisiones Nacionales de contaminantes por entidad federativa. Fuente: INE, Inventarios de Emisiones, México 2006. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 40 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente Los parámetros que dependen para estimar las emisiones de GEI, respecto a fuentes móviles; son altitud, arranque diarios, humedad relativa y KRV. Las diferencias para cada estado podría ser el volumen diferente de flota vehicular, el tipo de vehículos que se utiliza, el tipo de combustible, la mala combustión de los vehículos, modelo del vehículo, el uso del aire acondicionado en cada auto y la frecuencia con que enciendan y apaguen los vehículos en el día. Otro parámetro que influye son las diferentes altitudes geográficas de cada Estado, por ejemplo en Tabasco nos encontramos al norte 18°39', al sur 17°15' de latitud norte; al este 91°00', al oeste 94°07' de longitud oeste, colinda al norte con el Golfo de México; al este con la República de Guatemala y el estado de Campeche; al sur con el estado de Chiapas; al oeste con el estado de Veracruz y es un estado cálido húmedo que no permite realizar al 100% de la combustión[49], con respecto a Veracruz que forma parte de un clima tropical húmedo como Tabasco y tiene características geográficas similares en algunas zonas, que se encuentra en el lugar número dos de emisiones, ellos tienen una flota vehicular de 1,420,654 vehículos en circulación en el 2009 y en Tabasco se registraron 388,266 vehículos para el mismo año. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 41 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente CAPÍTULO IV. Propuestas de mitigación para el Sector Transporte (Fuentes móviles). El cambio climático es un problema de seguridad a nivel mundial, es urgente incrementar los esfuerzos de mitigación de gases de efecto invernadero y desarrollar capacidades de adaptación ante sus impactos. Las emisiones mundiales de GEI como consecuencia de las actividades humanas aumentaron, desde la era preindustrial, en 70% entre 1970 y 2004, mientras que las emisiones anuales de dióxido de carbono (CO2), aumentaron alrededor de 80% entre 1970 y 2004[50]. Una opción de mitigación de GEI se define como cualquier acción que dé como resultado una reducción en las emisiones de un sector determinado, por ejemplo, la eficiencia energética que reduce el consumo de electricidad y en consecuencia, la quema de combustibles necesaria para generarla[51]. La mitigación de emisiones es la principal medida que se puede adoptar para abatir las concentraciones de los gases de efecto invernadero en la atmósfera. Existen dos formas principales de mitigación: el control de las fuentes de emisión y el aumento o preservación de los sumideros de carbono. Estas opciones se pueden aplicar en los sectores de transporte, energía, suelo de conservación (incluyendo en éste los sectores forestal y agropecuario, residencial y comercial, así como en el manejo de los residuos sólidos). Por ejemplo: 1. Introducción de nuevas políticas de transporte de pasajeros y carga, entre ellas, la creación de corredores de transporte, la regulación de horarios y el diseño de rutas directas o exprés, así como la construcción de ciclopistas. 2. Nuevas medidas de organización de tránsito: a) Ampliación y mejoramiento de vialidades, con el fin de evitar congestionamientos. b) Mejoramiento de la red de transporte público mediante el confinamiento de vías para autobuses, la regulación de microbuses y taxis. Estas opciones tienen como objetivo transportar a la mayor cantidad de gente con el mínimo consumo de combustible y contribuir a la circulación fluida del transporte. c) Controlar el número de vehículos en circulación. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 42 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente d) Organización de taxis en sus bases, para reducir el tiempo que circulan sin pasajeros y, por tanto, reducir el uso de combustible y las emisiones de GEI a la atmósfera. 3. Sustitución por alternativas de transporte más limpio: a) Utilización de combustibles fósiles con bajo porcentaje de carbono, como el gas natural comprimido (GNC) en lugar de gasolina. b) Utilización de combustibles renovables como hidrógeno o biodiesel, con los cuales se reducen significativamente las emisiones de GEI. c) Introducción de tecnologías más limpias como vehículos híbridos (electricidad y gasolina), vehículos de celdas de combustible y motores que utilicen energía eléctrica para su funcionamiento. d) Renovación continua de la flota vehicular de transporte público. 4. Establecimiento de normas para el control de emisiones. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 43 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente CONCLUSIONES De acuerdo a los resultados de este inventario de emisiones de gases de efecto invernadero se tienen las siguientes conclusiones: En el caso de vehículos que se transportan por carreteras, las emisiones CO2 equivalentes se incrementaron del año 2005 al 2009, fueron de 964.61 Gg a 1,190.81 Gg respectivamente; siendo ligeramente superior las emisiones en el año 2008 en donde se estimó en 1,253.91 Gg equivalentes de CO2. Las emisiones de CH4 equivalente fueron para el 2005, 10.71 Gg de CO2 y en el 2009, 14.28 Gg de CO2. De igual forma para las emisiones de N2O equivalentes, se obtuvieron de 6.2 a 9.3 Gg de CO2, estas emisiones fueron incrementando cada año. Las emisiones de gases efecto de invernadero “directo” e “indirecto” tuvieron el siguiente orden: el CO2 con un 91% de las emisiones, seguido por el COVDM con 3.4%, el CO con el 3% y los menores porcentajes de emisiones correspondieron a NOx con 2.3%, SO2 con 0.037%, CH4 con 0.005% y NO2 con 0.0002%. En el Municipio del Centro es donde se encuentra el mayor número de vehículos registrados con 50.3% (195,155 vehículos) seguidos por Cárdenas con el 13% (33,523 vehículos) y Comalcalco con el 8% (27,443 vehículos) para el año 2009. El consumo de gasolinas en el período de análisis realizado del año 2005 al 2009 fue en el rango de 36,865- 49,640 Mba, generando emisiones de CO2 en el rango de 377.88 - 508.83 Gg de CO2. Las emisiones generadas por el uso diesel fueron del orden de 508.27 a 677.02 Gg de CO2 con un consumo de 20,440 a 24,820 Mba en el período del año 2005 al 2009. La aviación doméstica se consideró solo al queroseno con un consumo anual de 4,745 a 6.935 Mb y se emitió CO2 en el rango de 54.82 a 83.61 Gg para los años 2005-2009. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 44 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. UNFCCC. (2004). Informando sobre cambio climático. Manual del usuario para las directrices sobre comunicaciones nacionales de las partes, Anexo I de la CMNUCC”. Climate Change Secretaria, Alemania. 2. Anónimo, Norma para automotores de la Autoridad del Canal de Panamá (ACP), (2010), http://www.pancanal.com/esp/procsales/ambiente/normas/112.pdf 3. Anónimo, 2002. Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT). Instituto Nacional de Ecología (INE). 4. Información de México con base en el diagrama diseñado por el Word Resources Institute (WRI, 2005). “Navigating the Numbers: Green house gases and international Panel Climate Change (IPCC) Pág. 4. 5. SEDESPA. (2002). 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Instituto Nacional de Estadística y Geografía e Informática (INEGI). Anuario estadístico de Tabasco. Edición 2009. 43. Balance Nacional de Energía (BNE), “Cálculo para elaboración de inventarios”. Secretaría de Energía, 1998. 44. Secretaría de Comunicaciones y Transporte. Gobierno del Estado de Tabasco, 2010. 45. López Alejandro D., Pérez Vidal H., Inventario de Emisiones a la Atmósfera por Fuentes Móviles en el Estado de Tabasco. Cunduacán, Tabasco. 2005. 46. LT Consulting, para el Inventario de Emisiones a la Atmósfera en el Estado de Oaxaca, 2008. 47. Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales, Instituto de Ecología del, Dirección de Protección al Ambiente, 2006. 48. Balance Nacional de Energía, 2006. 49. Mitigación de GEI. INE, 2007. 50. “Estrategia local de acción climática del Distrito Federal”. México D.F., 2008 ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 47 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente ANEXOS 1 Tabla 18. Hoja de cálculo emisiones de CO2 de Fuentes Móviles para los años 2005- 2009. TRANSPOR TE A Consumo de Combsuti ble B Conver sión C Consu mo (TJ/Uni dad) (TJ) D E F G H I Factor Contenid Contenido Fracció Carbón Emisió de o de de n de Almacen n Neta Emisió Carbono Carbono Carbón ado de n de almace Carbón Carbon nado o (t C/TJ) (t C) (Gg C) (Gg C) (Gg C) C=(AxB) Aviación Queroseno 2005 Queroseno 2006 Queroseno 2007 Queroseno 2008 Queroseno 2009 3,097.89 1 3,097.89 19.5 60,408.89 60.41 3,336.19 1 3,336.19 19.5 65,055.73 65.06 0.75 K L Emision Actual de CO2 Carbón Emisiones Oxidado (Gg C) (Gg CO2) K=(IxJ) L=(Kx[44/ 12]) H=(FxG) I=(F-H) 45.31 15.10 0.99 14.95 54.82 48.79 16.26 0.99 16.10 59.04 60.98 20.33 0.99 20.12 73.79 4,169.76 1 4,169.76 19.5 81,310.32 81.31 0.75 0.75 4,724.47 1 4,724.47 19.5 92,127.14 92.13 0.75 69.10 23.03 0.99 22.80 83.61 3,498.43 1 3,498.43 19.5 68,219.46 68.22 0.75 51.16 17.05 0.99 16.88 61.91 Subtotal Transporte carretera 2005 GLP E=(CxD) F=(E/1000) J Fracció n de Carbón Oxidad o 1,883.4 18,826.75 1 ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 1,883.40 Subtotal 17.2 32,394.48 32.39 0.8 25.92 6.48 333.16 0.995 6.45 23.64 48 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente Gasolina 22,031.44 1 22,031.45 18.9 416,394.32 416.39 0.75 312.30 104.10 0.99 103.06 377.88 13,863.43 1 13,863.43 20.2 280,041.29 280.04 0.5 140.02 140.02 0.99 138.62 508.27 2006 GLP 981.055 1 981.05 17.2 16,874.14 16.87 0.8 13.50 3.37 0.995 3.36 12.31 Gasolina 23,994.64 1 23,994.64 18.9 453,498.77 453.50 0.75 340.12 113.37 0.99 112.24 411.55 Diesel 15,101.24 1 15,101.24 20.2 305,044.97 305.04 0.5 152.52 152.52 0.99 151.00 553.66 675.94 1 675.94 17.2 11,626.22 11.63 0.8 9.30 2.33 0.995 2.31 8.48 26,175.975 1 26,175.98 18.9 494,725.93 494.73 0.75 371.04 123.68 0.99 122.44 448.96 15,730.222 5 1 15,730.22 20.2 317,750.49 317.75 0.5 158.88 158.88 0.99 157.29 576.72 2008 GLP 848.45 1 848.45 17.2 14,593.29 14.59 0.8 11.67 2.92 0.995 2.90 10.65 Gasolina 28,139.17 1 28,139.17 18.9 531,830.37 531.83 0.75 398.87 132.96 0.99 131.63 482.64 18,466.08 1 18,466.08 20.2 373,014.82 373.01 0.5 186.51 186.51 0.99 184.64 677.02 853.60 1 853.60 17.2 14,681.97 14.68 0.8 11.75 2.94 0.995 2.92 10.71 29,666.1 1 29,666.11 18.9 560,689.38 560.69 0.75 420.52 140.17 0.99 138.77 508.83 16,620.64 1 16,620.64 20.2 335,736.93 335.74 0.5 167.87 167.87 0.99 166.19 609.36 Diesel 2007 GLP Gasolina Diesel Diesel 2009 GLP Gasolina Diesel Subtotal ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 215,031.4 Subtotal 5,220.68 49 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente Anexo 2 90 000 80 000 70 000 60 000 50 000 40 000 30 000 20 000 10 000 0 TENOSIQUE TEAPA TACOTALPA PARAÍSO NACAJUCA MACUSPANA JONUTA JALPA DE MÉNDEZ JALAPA HUIMANGUILLO EMILIANO ZAPATA CUNDUACÁN COMALCALCO CENTRO CENTLA CÁRDENAS OFICIAL PÚBLICO PARTICULAR OFICIAL PÚBLICO PARTICULAR OFICIAL PÚBLICO BALANCÁN Vehículos Vehículos por municipio 2005 MUNICIPIOS Fig. 16. Flota vehicular en Tabasco 2005. 90 000 80 000 70 000 60 000 50 000 40 000 30 000 20 000 10 000 0 TENOSIQUE TEAPA TACOTALPA PARAÍSO NACAJUCA MACUSPANA JONUTA JALPA DE MÉNDEZ JALAPA HUIMANGUILLO EMILIANO ZAPATA CUNDUACÁN COMALCALCO CENTRO CENTLA CÁRDENAS OFICIAL PÚBLICO PARTICULAR OFICIAL PÚBLICO PARTICULAR OFICIAL PÚBLICO BALANCÁN Vehículos Vehículos por municipio 2006 MUNICIPIOS Fig. 17. Flota vehicular en Tabasco 2006. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 50 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente 90 000 80 000 70 000 60 000 50 000 40 000 30 000 20 000 10 000 0 TENOSIQUE TEAPA TACOTALPA PARAÍSO NACAJUCA MACUSPANA JONUTA JALPA DE MÉNDEZ JALAPA HUIMANGUILLO EMILIANO ZAPATA CUNDUACÁN COMALCALCO CENTRO CENTLA CÁRDENAS OFICIAL PÚBLICO PARTICULAR OFICIAL PÚBLICO PARTICULAR OFICIAL PÚBLICO BALANCÁN Vehículos Vehículos por municipio 2007 MUNICIPIOS Fig. 18. Flota vehicular en Tabasco 2007. 120 000 Vehículos por municipio 2008 Vehiculos 100 000 80 000 60 000 40 000 20 000 0 municipios Fig. 19. Flota vehicular en Tabasco 2008 ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 51 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente Glosario Barril: Dióxido de carbono Efecto invernadero Unidad de medida de capacidad, habitual para el petróleo. Equivale, en promedio, a unos 137 kilos o 159 litros de este producto, de donde se desprende su densidad promedio, más ligera que el agua. Sus variantes habituales son barriles por día (bd), barriles por año (ba ó en inglés by) (CO2) óxido de carbono (IV), también denominado dióxido de carbono, gas carbónico y anhídrido carbónico, es un gas cuyas moléculas están compuestas por dos átomos de oxígeno y uno de carbono Fenómeno por el cual determinados gases, que son componentes de la atmósfera, retienen la energía que el suelo terrestre emite y una parte de la misma la remiten a la superficie de la Tierra. Joule : J Unidad de trabajo. Es el producido por una fuerza de un Newton cuyo punto de aplicación se desplaza un metro en la dirección de la fuerza. Un vatio x hora equivale a 3.6 julios. PREFIJOS DEL SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES FACTORES DE MULTIPLICACION PREFIJO SI SIMBOLO Exa Peta Tera Giga Mega kilo hecto deca E P T G M k h da 1 000 000 000 000 000 000 = 1018 1 000 000 000 000 000 = 1015 1 000 000 000 000 = 1012 1 000 000 000 = 109 1 000 000 = 106 1 000 = 103 100 = 102 10 = 101 FACTORES DE CONVERSIÓN VOLUMEN 1 metro cúbico 1 millón de metros cúbicos 1 millón de pies cúbicos 6.28 barriles 6’289,800.0 barriles 178,107.0 barriles EQUIVALENCIAS ENERGETICAS 1 tonelada de petróleo crudo equivalente 1 millón de toneladas de petróleo crudo eq. 1 tonelada métrica 1 barril de combustóleo ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 41.868 gigajoule. 41.868 petajoules. 7.33 barriles de petróleo. 6,783 pies cúbicos de gas natural. 52 Tesis apoyada por la Secretaría de Recursos Naturales y Protección al Ambiente 1 barril de petróleo 1 metro cúbico de gas natural 1 millón de metros cúbicos de gas natural 1 millón de pies cúbicos de gas natural 1 mega caloría Barril Centímetro cúbico Centímetro cúbico Centímetro cúbico Centímetro cúbico Centímetro cúbico Centímetro cúbico Decímetro cúbico Litro Litro Litro Metro cúbico Metro cúbico Tonelada Gg 5,000 pies cúbicos de gas natural. 8,460 kilocalorías. 900 toneladas de petróleo crudo. 26 toneladas de petróleo crudo. 3.67910 millones de pies cúbicos de gas. 158.98730 Litros 0.06102 pulgadas cúbicas 3.86100 10 -5 pies cúbicos 1.000 10-6 metros cúbicos 0.001 Decímetro cúbico 1.30800 10-6 Yardas cúbicas 2.64200 10-4 Galones (USA) 0.001 Metro cúbico 0.03531 pie cúbico 0.26417 Galones (USA) 61.02000 pulgada cúbica 35.31467 pie cúbico 6.28980 Barriles 1,000 kilogramos 1,000 toneladas POTENCIAL DE CALENTAMIENTO (conversión a CO 2 eq.) Gas de efecto invernadero Bióxido de Carbono Metano Oxido Nitroso HFC- 23 HFC-125 HFC-143ª Hfc-236fa CF4 C2F6 C4F10 C6F14 SF6 Potencial de calentamiento 1 21 310 11,700 2,800 3,800 6,300 6,500 9,200 7,000 7,400 23,900 Fuente: Segundo Informe de evaluación, IPCC. ING. Silvana Gabriela Falconi Lázaro 53