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Evaluación de las estrategias de control de emisiones de partículas
del suelo mediante el uso del modelo meteorológico-erosión
MCCM-WEPS.
Centro de Ciencias de la Atmósfera
Introducción
• El polvo contiene partículas PM2.5 y PM10 que deterioran la calidad del aire
• Se ha encontrado una correlación positiva entre las tormentas de polvo y la mortalidad diaria así como de morbilidad.
• Por lo tanto el control de emisiones de polvo cercanas a ciudades es importante.
Preguntas
• ¿Qué estrategias de control de suelo se deben realizar en zonas cercanas a centros urbanos?
• El control en un área ¿es más importante que en otro?
• ¿Qué métricas se pueden emplear para medir la importancia o jerarquía para realizar el control en un área o región?
Métricas propuestas
• emisión total de partículas
• pico de emisión
• concentración máxima de partículas (en un área urbana)
• cantidad de población expuesta a emisiones
• beneficios por cambio en la exposición potencial.
Método seguido
Identificación de áreas de
emisión de PM
Selección de medidas de
control
Modelación de emisiones por
erosión
Modelación de calidad del Aire
Evaluación de exposición potencial
Evaluación de beneficios
Escenario Base
Método seguido
Identificación de áreas de
emisión de PM
Selección de medidas de
control
Modelación de emisiones por
erosión
Modelación de calidad del Aire
Evaluación de exposición potencial
Evaluación de beneficios
Escenario Base
Metricas de
Emisiones
Metricas de
Concentración
Máxima
Métricas de
concentración
ponderada,
exposición y
beneficios
Geographical survey
Control strategies
Erosion and air quality modeling
Exposure
Indices evaluation
Decision
Localizationof
erosion areas
Mitigation scenarios
PMconcentrations
Soil emissions Benefit analysis
Hierarchy
Diagrama de flujo.
Multiscale Climate & Chemistry Model (MCCM)
Terrain pregrid regridder interpf
MCCMWEPS Emisiones
Evaluación de
Beneficios
Conclusiones
La eliminación de fuentes cercanas a una ciudad reduce emisiones pero según la métrica que escojan se tienen resultados diferentes.
La reducción cercanas no implica reducir exposición potencial y por lo tanto beneficio en salud pública
Escenarios Evaluados
Texcoco Lake (TxL)Texcoco Urban (TxU)Texcoco Dry, (TxD)Tenango del Aire (TnA) and Agricultural lands to the north of Mexico Metropolitan Area (MnA).
TestScenarios TxL TxU TxD TnA MnA
Base Off Off On On On
LakeTexcoco On Off Off On On
SinA.Tenango Off Off On Off On
SinA.Norte Off Off On On Off
UrbanTexcoco Off On Off On On
Escenarios EvaluadosScenario
Metric
PeakEmissions
(kg)
Maximum
Concentration
(mgm-3) 16,342 11,174 16,314 16,342 9,581
PublicHealth
Valuation
($Million) 152 5344 283 107
Potential
Exposure502.6 522.1 281.2 521501.5
TotalEmissions
(kg)138,432.10 102,773.90 40,659.90 125,749.90 97,102.0
BaseTexccoco
LakeSinTenango
SinAgricolas
delNorte
Texcoco
Urbano
3,340.10 1,690.70 3,340.10 3,340.10 1,761.71
Conclusiones
La eliminación de fuentes cercanas a una ciudad reduce emisiones pero según la métrica que escojan se tienen resultados diferentes.
La reducción cercanas no implica reducir exposición potencial y por lo tanto beneficio en salud pública
Identificación de áreas de
emisión de PM
Selección de medidas de
control
Modelación de emisiones por
erosión
Modelación de calidad del Aire
Evaluación de exposición potencial
Evaluación de beneficios
Escenario Base
Metricas de
Emisiones
Metricas de
Concentración
Máxima
Métricas de
concentración
ponderada,
exposición y
beneficios
Methodological steps and information flow
Identification of erosion areas
Emission factors
Erosion models
Β
Tb
X
1000
Costo
USD
Muerte por enfermedad
cardiopulmonar (MECP)
>30 años 0.093 0.033 0.158 2.709
300000
Muerte por cáncer en pulmón
(MCP)
>30 años 0.135 0.044 0.234 0.243
300000
Muerte Infantil respiratoria (MIR) <1 año 0.200 0.060 0.36 0.11 1300000
Síndrome de la muerte infantil
súbita (SMISI)
<1 año 0.120 0.070 0.17 0.037
1300000
Bronquitis crónica >30 años 0.181 -0.020 2.25 3.78 52000
Días de Actividad restringida
menores (DARM)
>15 años 0.077 0.062 0.092 7800
12
Días de trabajo perdidos (DTP) >15 y <65 0.047 0.040 0.054 2170 13
Table 2. Values of β, Tb and monetary indicator in USD.
Arón Jazcilevich
Centro de Ciencias de la Atmósfera
UNAM
Mayo 25, 2016
Autos y autos eléctricos en la Ciudad de México
(Megalópolis)
Nuevas tecnologías vehiculares en el mercado:• Convencionales: combustibles pétreos (gasolina,
diésel).
• Híbridos.
• Eléctricos.
• Autónomos (en el horizonte).
24
• By Mariordo (Mario Roberto Durán Ortiz) - Own work using data from http://www.afdc.energy.gov/afdc/data/vehicles.html (US DoE).Data for 2011 taken from HybridCars.com : http://www.hybridcars.com/news/december-2011-dashboard-sales-still-climbing-35093.htmlData for 2012 from: http://www.hybridcars.com/december-2012-dashboard/Data for 2013 taken from: http://www.hybridcars.com/december-2013-dashboard/Data for 2014 taken from: http://www.hybridcars.com/december-2014-dashboard/, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=9732788
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Esta tecnología se ha evaluado para la ciudad de México:
An evaluation of the hybrid car technology for the Mexico Mega City
Article in Journal of Power Sources 196(13):5704-5718 · June 2011
28
Aron Jazcilevich, A. Garcia-Reynoso, Michel Grutter, J. Delgado, Ulises Diego Ayala, Manuel Suarez,Miriam Zuk, Rogelio Gonzalez Oropeza, Jim Lents, Nicole Davis
20% flotahibridizada
flotaModernizada
Ubicación geográfica típica del porcentaje de variación diurna de las
concentraciones de ozono . En la columna izquierda se muestra el porcentaje de
variación entre el escenario base y el proyectado hibridado. A la derecha el
porcentaje de variación entre la base y el escenario modernizado pero no
hibridado. Estos resultados del modelo de calidad del aire corresponden al16 y 17 de diciembre de 2004.
Serie de tiempo de beneficios
Costs and Benefits
$0.00
$20,000,000.00
$40,000,000.00
$60,000,000.00
$80,000,000.00
$100,000,000.00
$120,000,000.00
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022
Year
Dll
s.
Energy benefits
Public health benefits
Private costs
CO2 benefits
Serie de tiempo de beneficios
Cost benefits in USD with 5% return rate
-$60,000,000.00
-$40,000,000.00
-$20,000,000.00
$0.00
$20,000,000.00
$40,000,000.00
$60,000,000.00
$80,000,000.00
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020 2022
Year
Dlls
1.0 USD/liter
0.8 USD/liter
0.6 USD/liter
• Fuentes de energía
– Renovables: geotérmica, solar, eólica, hidroeléctrica** no emisiones efecto invernadero
– Combustibles fósiles: termoeléctrica (Diésel, natural gas), carbón síemisiones efecto invernadero
Una batería es un recipiente de energía : no produce eletricidad
Ejemplo de ciclo de eficiencia energética
auto eléctrico
45 90 90 25.5100
Eficiencia
Producción (TERMO)
Transmisión y conversión
AC/DC
Eficienciamotor
Eléctrico
Energíaútil
70
Batería
Ciclo depende de la eficiencia en cada paso
Muchos de ellos son antes de llegar al auto
Base de comparación: ciclo de vida
• Emisiones de CO2 usadas para obtener desde la materia prima, fabricación y manufactura, uso, disposición y hasta reciclaje.
• Se obtiene un índice: Gramos de CO2 por km (milla) durante la vida útil del vehículo: g CO2
por km o milla
37
38
Cleaner Cars fromCradle to GraveHow Electric Cars Beat Gasoline Cars on LifetimeGlobal Warming Emissions
Rachael NealerDavid ReichmuthDon AnairNovember 2015
Eléctricos son mas amigables con el medio
EN LOS EEUU
Mayor parte de emisiones durante vida útil
Barreras técnicas
40
Rango km
(aproximado)
Tiempo de carga Nueva
infraestructura
híbridos 600-700 10 minutos No necesita
conexión 40-70 (eléctrico) Horas necesita
Eléctricos (Leaf) 100-170 Horas (3 a 8) (*) necesita
Convencionales
(diésel, gasolina)
450 10 minutos No necesita
*Depende tipo de cargador.
Barrera técnicas en México (?)
• Generación limpia de electricidad.
• Eficiencia en la generación.
• Pérdidas en la transmisión.
• Capacidad de generación.
• Capacidad de transmisión.
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Huevo o la gallina
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Por lo anterior, Healy aclaró que hoy en día usar autos eléctricos no sería eficiente, además de que estos son más contaminantes que los actuales, debido a que producir la electricidad necesaria para moverlos incrementa la quema de petróleo.
El experto en energías renovables explicó que en México más de 70 por ciento del proceso de generación eléctrica proviene de la quema del petróleo en centrales termoeléctricas, una cantidad de por sí grande que indudablemente aumentaría si tuviera que dotar de energía a los cuatro millones de automóviles eléctricos que conforman el parque vehicular estimado del Distrito Federal.
Si el total de esos autos fueran eléctricos la red eléctrica de la ciudad de México colapsaría, ya que esos vehículos tendrían que recargarse de energía día con día por varias horas, indicó el experto de la Ibero.
De esta forma, en sus condiciones actuales el sistema eléctrico no podría recargar todos los autos que circulan en la capital del país; y
“El transporte de pasajeros representa sólo el 7% del parque vehicular y puede transportar entre 40, 80 y más de 200 pasajeros por unidad, llevando a cabo casi dos terceras partes de los viajes totales.”
“Hay 5.3 millones de vehículos registrados, predominando los de uso particular (autos/SUV/motos=80%), y de acuerdo a la Encuesta Origen Destino 2007, estas unidades sólo cubren una tercera parte de los viajes realizados diariamente por los habitantes de la ZMVM”
Emisiones por jurisdicción Jurisdicción Emisiones [t/año]
PM10 PM2.5 SO2 CO NOX COV NH3 Tóxicos CN CO2 eq.
Ciudad de México 7836 3828 210 254 107 38 422 137 244 14 855 49 362 404 16 745
438
Estado de México 19 870 6019 443 415 148 62 472 199 949 31 281 75 795 622 28
396 490
Federal 3725 2926 1044 27 033 37 560 22 931 188 7413 768 11 034 624
Total 31 431 12 773 1696 696 288 138 454 360 123
Inventario de Emisiones 2014 CDMX SEDEMA
Fuentes contaminantes Emisiones anuales [toneladas/año] PM10 PM2.5 SO2 CO NOX COT COV NH3
Puntuales 3574 2526 1151 6278 11 915 33 130 31 757 275Área 20 567 6 415 267 21 128 16 227 538 361 229 219 44 442Móviles 6504 3660 279 668 882 108 685 76 336 72 041 1607Naturales 785 172 N/A N/A 1627 27 106 27 106 N/ATotal 31 431 12 773 1696 696 288 138 454 674 934 360 123 46 325Contribución de emisiones [%] Puntuales 11.4 19.8 67.8 0.9 8.6 4.9 8.8 0.6Área 65.4 50.2 15.7 3.0 11.7 79.8 63.7 95.9Móviles 20.7 28.7 16.5 96.1 78.5 11.3 20.0 3.5Naturales 2.5 1.3 N/A N/A 1.2 4.0 7.5 N/ATotal 100 100 100 100 100 100 100 100