Comisin Econmica para Amrica Latina y el Caribe (CEPAL) Sede Subregional en Mxico

ANLISIS GENERAL DE LAS EXTERNALIDADES AMBIENTALES DERIVADAS DE LA UTILIZACIN DE COMBUSTIBLES FSILES EN LA INDUSTRIA

ELCTRICA CENTROAMERICANA

Claudia Octaviano

S E D E S U B R E G I O N A L E N M X I C O

LC/MEX/L.983.Rev.1 Copyright 2011, Naciones Unidas. Todos los derechos reservados Impreso en Naciones Unidas Mxico, D. F. Agosto de 2011 2011-017

Este documento fue preparado por la consultora Claudia Octaviano, bajo la supervisin del seor Vctor Hugo Ventura, Jefe de la Unidad de Energa y Recursos Naturales de la Comisin Econmica para Amrica Latina y el Caribe, CEPAL, Sede Subregional en Mxico. Las opiniones expresadas en este documento son de exclusiva responsabilidad de la autora y pueden no coincidir con las de la Organizacin.

3

NDICE

RESUMEN ..................................................................................................................................... 5 ABSTRACT ..................................................................................................................................... 6 RESUMEN EJECUTIVO ............................................................................................................................ 7 PRESENTACIN ..................................................................................................................................... 9 I. ASPECTOS METODOLGICOS ...................................................................................................... 11

A. METODOLOGA VAS DE IMPACTO .................................................................................... 11 1. Primera etapa: caracterizacin de la fuente emisora ...................................................... 12 2. Segunda etapa: dispersin de los contaminantes y clculo de concentraciones ............ 12 3. Tercera etapa: evaluacin de los impactos ..................................................................... 14 4. Cuarta etapa: evaluacin monetaria ............................................................................... 17

B. METODOLOGA SIMPLIFICADA Y MODELO SIMPACTS DEL OIEA ............................. 19 C. INCERTIDUMBRES .................................................................................................................. 23

II. INFORMACIN PARA LOS MODELOS UTILIZADOS ................................................................ 24 A. CENTRALES DE GENERACIN ............................................................................................. 24

1. Seleccin de las centrales termoelctricas ..................................................................... 24 2. Datos tcnicos de las centrales seleccionadas ................................................................ 28

B. DISPERSIN DE CONTAMINANTES ..................................................................................... 32 C. FUNCIONES EXPOSICIN-RESPUESTA CONSIDERADAS ............................................... 32

1. Tasas de incremento de riesgo relativo .......................................................................... 32 2. Tasas de incidencia y de mortalidad .............................................................................. 34

D. COSTOS ECONMICOS DE MORBILIDAD Y MORTALIDAD .......................................... 36 1. Morbilidad ..................................................................................................................... 36 2. Mortalidad ...................................................................................................................... 39

III. RESULTADOS ................................................................................................................................... 41 A. EVALUACIN ECONMICA DE LAS EXTERNALIDADES ............................................... 41 B. EXTERNALIDADES POR EMISIONES DE CO2 .................................................................... 46

IV. ANLISIS DE EXTERNALIDADES EN ESCENARIOS DEL PLAN INDICATIVO REGIONAL DE EXPANSIN DE LA GENERACIN, 2009-2023 DEL CEAC ............................ 48

A. Anlisis de escenarios del plan indicativo ................................................................................... 49 B. Revisin de los costos de produccin de electricidad .................................................................. 50 C. Resultados del plan indicativo y comparacin de costos con y sin externalidades ..................... 51 D. Anlisis detallado de externalidades ambientales del escenario base de LEAP ......................... 54 E. Mecanismos para la internalizacin de los costos ambientales ................................................... 59

1. Avances en la regulacin ambiental para internalizar externalidades ........................... 60 V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ..................................................................................... 66

A. Conclusiones ................................................................................................................................ 66 B. Recomendaciones ........................................................................................................................ 67

BIBLIOGRAFA ..................................................................................................................................... 69 ANEXOS ..................................................................................................................................... 73

Anexo I Tecnologas de control de emisiones para centrales termoelctricas ................................... 73 Anexo II Comparacin de externalidades con otros pases ................................................................. 89

4

NDICE DE CUADROS CUADRO 1 INFORMACIN REQUERIDA POR LAS DIFERENTES VERSIONES DEL MDULO AIRPACTS .......... 21 CUADRO 2 CENTROAMRICA: CENTRALES TRMICAS SELECCIONADAS ............................................................ 28 CUADRO 3 CENTROAMRICA: UBICACIN DE LAS CENTRALES TERMOELCTRICAS Y DENSIDAD DE POBLACIN ...................................................................................................................................................... 29 CUADRO 4 INCREMENTO DE RIESGO RELATIVO (IRR) PARA PM10 DE DIFERENTES REFERENCIAS ................ 33 CUADRO 5 IRR SELECCIONADOS PARA PM10, SULFATOS Y NITRATOS ................................................................. 34 CUADRO 6 TASAS DE INCIDENCIA DE MORBILIDAD .................................................................................................. 35 CUADRO 7 CENTROAMRICA: TASAS DE MORTALIDAD POR PAS Y GRUPOS POBLACIONALES RESPECTO DE LA POBLACIN TOTAL ....................................................................................................... 35 CUADRO 8 MXICO Y CENTROAMRICA: COSTOS UNITARIOS PARA CASOS DE MORBILIDAD ...................... 37 CUADRO 9 PASES SELECCIONADOS: COEFICIENTE DE TRANSFERENCIA DE COSTOS ..................................... 39 CUADRO 10 CENTROAMRICA Y MXICO: VALOR DE UN AO DE VIDA PERDIDO CRNICO POR PAS ....... 40 CUADRO 11 CENTROAMRICA: COSTOS EXTERNOS POR ZONA Y CONTAMINANTE ........................................... 42 CUADRO 12 CENTROAMRICA: COSTO POR TONELADA DE CONTAMINANTE EMITIDA DE CADA CENTRAL 45 CUADRO 13 CASOS EVALUADOS EN LA MODELACIN DEL PLAN INDICATIVO REGIONAL .............................. 49 CUADRO 14 ESCENARIOS MEDIO Y ALTO DE PRECIOS DE LOS COMBUSTIBLES, 2009-2023 ............................... 50 CUADRO 15 COSTOS DE GENERACIN CON Y SIN EXTERNALIDADES POR ESCENARIO .................................... 54 CUADRO 16 CENTROAMRICA: COSTOS EXTERNOS POR TONELADA DE CONTAMINANTE .............................. 57 CUADRO 17 VALOR PRESENTE NETO DE LOS COSTOS EXTERNOS PARA EL ESCENARIO LEAP, 2010 .............. 57 CUADRO 18 CENTROAMRICA: ANLISIS DETALLADO DE COSTOS EXTERNOS DEL ESCENARIO LEAP, 2010-2025 . 58 CUADRO AII-1 COSTOS EXTERNOS ESTIMADOS PARA MXICO..................................................................................... 90 CUADRO AII-2 EXTERNALIDADES AMBIENTALES DE LA ELECTRICIDAD EN EUROPA ............................................ 91

NDICE DE GRFICOS GRFICO 1 ETAPAS DE LA METODOLOGA VAS DE IMPACTO ............................................................................................ 12 GRFICO 2 PLUMA GAUSSIANA EN UN SISTEMA DE COORDENADAS ORIENTADO EN LA DIRECCIN DEL VIENTO .............................................................................................................................................................................. 13 GRFICO 3 FUNCIONES EXPOSICIN-RESPUESTA .................................................................................................................... 16 GRFICO 4 GENERACIN DE ENERGA ELCTRICA EN CENTROAMRICA, 2008 ............................................................ 25 GRFICO 5 CONTRIBUCIN POR PAS A LA GENERACIN TRMICA EN CENTROAMRICA EN 2008 ...................... 25 GRFICO 6 CENTROAMRICA: EMISIONES DE CONTAMINANTES PRIMARIOS, 2008 ..................................................... 30 GRFICO 7 CENTROAMRICA: EMISIONES DE CONTAMINANTES PRIMARIOS DE LAS CENTRALES SELECCIONADAS, 2008 ........................................................................................................................ 31 GRFICO 8 CENTROAMRICA: EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO DEL SUBSECTOR ELCTRICO, 2008 ...................................................................................................................................................................... 31 GRFICO 9 CONTRIBUCIN A LAS EXTERNALIDADES DE LOS IMPACTOS SELECCIONADOS, 2008 ......................... 43 GRFICO 10 CENTROAMRICA: EXTERNALIDADES POR CADA CONTAMINANTE EMITIDO ........................................ 44 GRFICO 11 CENTROAMRICA: RANGO DE INCERTIDUMBRE DE LOS COSTOS EXTERNOS DE CADA CENTRAL .......................................................................................................................................................................... 46 GRFICO 12 CENTROAMRICA: EXTERNALIDADES CONSIDERANDO EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO DE LAS CENTRALES ....................................................................................................................... 47 GRFICO 13 RESULTADOS DEL PLAN INDICATIVO REGIONAL PARA LA GENERACIN EN Twh PARA EL PERODO 2010-2023 ....................................................................................................................... 51 GRFICO 14 GENERACIN A BASE DE CARBN, DISEL O BNKER PARA LOS ESCENARIOS DEL PLAN INDICATIVO POR AO PARA EL PERODO 2010-2023 ............................................................................ 53 GRFICO 15 EXTERNALIDADES EN LOS DISTINTOS ESCENARIOS DEL PLAN INDICATIVO .......................................... 54 GRFICO 16 CENTROAMRICA: EMISIONES ESTIMADAS DE CO2 PARA EL PERODO 2010-2025, SUBSECTOR ELCTRICO ............................................................................................................................................. 55 GRFICO 17 CENTROAMRICA: EMISIONES ESTIMADAS DE SO2 PARA EL PERODO 2010-2025, SUBSECTOR ELCTRICO ...................................................................................................................................................................... 55 GRFICO 18 CENTROAMRICA: EMISIONES ESTIMADAS DE NOX PARA EL PERODO 2010-2025, SUBSECTOR ELCTRICO ...................................................................................................................................................................... 56 GRFICO 19 CENTROAMRICA: EMISIONES ESTIMADAS DE PM10 PARA EL PERODO 2010-2025, SUBSECTOR ELCTRICO ...................................................................................................................................................................... 56 GRFICO 20 INTERACCIONES ENTRE LA ECONOMA Y EL MEDIO AMBIENTE ................................................................. 60 GRFICO 21 EFICIENCIA ECONMICA ............................................................................................................................................ 61 GRFICO 22 CRITERIO COSTO-EFECTIVIDAD ............................................................................................................................... 62

NDICE DE MAPAS MAPA 1 CENTRALES ELCTRICAS EN CENTROAMRICA, 2008 .................................................................................... 26 MAPA 2 PLANTAS SELECCIONADAS PARA EL ESTUDIO ................................................................................................ 27

5

RESUMEN

El propsito de este trabajo es estimar las externalidades de la generacin de energa elctrica a base de combustibles fsiles en los pases de Centroamrica.

La evaluacin ha partido de los estudios de planificacin indicativa del Consejo de Electrificacin de Amrica Central (CEAC). Se utiliz la versin simplificada de la Metodologa Vas de Impacto del proyecto ExternE de la Unin Europea, as como el modelo Simplified Approach for Estimating Impacts of Electricity Generation (SIMPACTS) del Organismo Internacional de Energa Atmica (OIEA).

Constituye la primera evaluacin de este tipo que se hace para los pases centroamericanos. Brinda elementos cuantitativos y cualitativos para iniciar, a nivel del mercado elctrico regional centroamericano, la discusin de las externalidades ambientales en la produccin termoelctrica a base de combustibles fsiles y aporta elementos para la incorporacin de estos temas en la planeacin y el desarrollo de la produccin de electricidad en la subregin.

Palabras clave: Externalidades, impacto ambiental, generacin elctrica, mercado elctrico regional centroamericano.

6

ABSTRACT

The purpose of this study is to estimate the external environmental costs associated with the production of fossil fuels electricity in Central America countries.

The indicative planning of the Central America Council of Electrification (CEAC) was the departure point of the evaluation. The Impact Pathway Methodology (ExternE, project of the European Union) and the Simplified Approach for Estimating model Impacts of Electricity Generation (SIMPACTS) of the International Atomic Energy Agency (IAEA) were used in this assessment.

It constitutes the first evaluation of this type for the Central American regional electricity market. It provides quantitative and qualitative elements to initiate the discussion of the thermoelectrical environmental externalities and for incorporating these issues in the planning and development of electricity production in the subregion.

Keywords: externalities, environmental impact, power generation, Central American regional electricity market.

7

RESUMEN EJECUTIVO

El propsito del presente trabajo es estimar las externalidades de la generacin de energa elctrica a base de combustibles fsiles en Centroamrica. En la actualidad, la mayor parte de la electricidad en el mundo se genera principalmente con este tipo de combustibles, lo que conlleva impactos locales, regionales y globales, tanto para la salud como para el medio ambiente. El costo de estos impactos, denominado costo externo, no ha sido incorporado al precio de la electricidad en ningn pas debido al efecto econmico que generara. Sin embargo, varios pases han aprobado normas y regulaciones estrictas para la produccin termoelctrica, algunos de ellos llevan a cabo instrumentos econmicos para reducir el impacto del SO2 y los NOX, y en la actualidad, se discuten impuestos y penalizaciones a las emisiones de CO2 (carbon taxes).

A fin de evaluar las externalidades de la produccin termoelctrica en Centroamrica, el presente trabajo utiliz la versin simplificada de la metodologa vas de impacto del proyecto ExternE de la Unin Europea, as como el modelo Simplified Approach for Estimating Impacts of Electricity Generation (SIMPACTS) del Organismo Internacional de Energa Atmica (OIEA). La metodologa vas de impacto comprende cuatro etapas: caracterizacin de la fuente emisora, dispersin de los contaminantes y clculo de concentraciones, evaluacin de los impactos, y evaluacin monetaria.

En el presente estudio se seleccionaron 25 centrales que contribuyeron con 90% de la generacin trmica centroamericana. Entre las centrales seleccionadas se incluyen plantas en Costa Rica, El Salvador, Honduras, Guatemala, Nicaragua y Panam; el criterio de seleccin fue la generacin de energa durante 2008.

Para aplicar la metodologa seleccionada se necesit una serie de datos tcnicos, econmicos y de salud, que corresponden a 2008, ao del caso base considerado por el Consejo de Electrificacin de Amrica Central (CEAC) en su Plan Indicativo de Expansin de la Generacin, perodo 2009-2023. El anlisis se limit a considerar para efectos en la salud las emisiones de partculas de SO2 y NOX. Se incluye un costo asociado por emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Se precisa que las externalidades se refieren a los efectos por generacin de electricidad, sin las emisiones corriente arriba.

Para estimar el impacto en la salud se analizaron los valores de Incremento de Riesgo Relativo (IRR) como resultado del meta-anlisis del proyecto Ecosistema Urbano y Salud de los Habitantes de la Zona Metropolitana del Valle de Mxico (ECOURS), as como otras referencias del proyecto ExternE y de la Organizacin Mundial de la Salud (OMS). Con base en la informacin analizada se decidi utilizar el IRR de menor valor para cada impacto, con objeto de realizar una estimacin conservadora del dao.

Se recurri tambin a informacin sobre los costos de morbilidad y mortalidad. Para el costo de atencin a casos de enfermedad se consideraron los valores estimados por el Instituto Nacional de Salud Pblica y el Instituto Nacional de Ecologa de Mxico. Para la mortalidad se utiliz el enfoque de Aos de Vida Perdidos (AVP) del proyecto ExternE y el valor estimado para Mxico de Voluntad a Pagar (VP) por reducir el riesgo de un caso de mortalidad. El valor mexicano fue transferido a los distintos pases centroamericanos mediante la relacin de la paridad del poder adquisitivo del ingreso nacional bruto per cpita con respecto al de Mxico.

La estimacin de los costos externos conlleva un nivel de incertidumbre que puede ser alto debido a la cantidad de variables involucradas y a los diferentes supuestos planteados, particularmente con respecto a los efectos de los contaminantes en la salud y a los costos asignados para cuantificar los casos de morbilidad y mortalidad. Influye tambin el insuficiente conocimiento sobre determinadas variables y procesos involucrados, as como errores en los datos, entre otros.

8

La aplicacin del modelo SIMPACTS proporcion informacin del valor de las externalidades por efectos en la salud. Los costos externos de las plantas seleccionadas, en 2008, son del orden de los 20,3 millones de dlares1 anuales. Este monto equivale a 0,02% del PIB de los pases en el ao de referencia. Cuatro termoelctricas presentaron las mayores externalidades (cada una super los 1,5 millones de dlares).

Se encontr que las emisiones de SO2 arrojan los mayores costos externos (59%), seguidas de las partculas (29%) y finalmente los NOX (12%). La internalizacin de las externalidades en el precio de la electricidad implicara aumentos de entre 0,09 y 0,27 centavos de dlar por kWh, es decir, entre 1,83% y 5,35% del costo del kWh. El costo externo ponderado, en funcin de la generacin de las 25 centrales de produccin, sera de 0,14 centavos de dlar por kWh. Si se incluye el impacto del cambio climtico, calculado indirectamente mediante un precio de referencia de 20 dlares por tonelada de CO22, el costo de las externalidades se elevara entre 0,87 y 2,32 centavos de dlar por kWh. El promedio ponderado por la generacin de las centrales analizadas, si se consideran los impactos locales y regionales por contaminantes primarios y secundarios y el impacto por GEI, es de 1,57 centavos de dlar por kWh.

Con la estimacin de externalidades ambientales para 2008 se realiz un anlisis prospectivo de las externalidades ambientales de los contaminantes emitidos por el subsector electricidad en Centroamrica con informacin del CEAC, contenida en su Plan Indicativo Regional de Expansin de la Generacin Perodo 2009-2023, que constituye la ltima actualizacin de la informacin tcnica que sustenta Estrategia Energtica Sustentable Centroamericana 2020. Se encontr que las externalidades ambientales incrementan el costo de los planes de generacin entre 8% y 10,6%, considerando los impactos globales del cambio climtico y los locales y regionales en la salud. Adems, se realiz un anlisis detallado de las externalidades en el escenario base con informacin proveniente del modelo LEAP (Long range Energy Alternatives Planning System) para el perodo 2010-2023. Se estim que se tendr un costo externo anual promedio de 307,2 millones de dlares por externalidades asociadas al cambio climtico y 44,3 millones de dlares promedio anual por externalidades vinculadas con impactos en la salud. Las externalidades locales y regionales corresponden a estimados conservadores tanto por los supuestos considerados como porque incluyen nicamente impactos en la salud, a los que deben sumarse los impactos en los ecosistemas.

1 Siempre se referir a dlares de 2008. 2 Este costo se considera en la Estrategia Energtica Sustentable Centroamrica 2020 con fines analticos.

9

PRESENTACIN

La Sede Subregional de la CEPAL en Mxico, por medio de la Unidad de Energa y Recursos Naturales (UERN), brinda asistencia tcnica a los pases centroamericanos en temas relacionados con energa, desarrollo sustentable e integracin energtica. Estos temas se desarrollan por medio de estudios especficos, tanto del programa regular de la CEPAL como de proyectos extrapresupuestarios, con la prioridad de enfocarse en los pases atendidos por esta Sede Subregional. En 2006 y 2007 la UERN realiz diversos estudios y actualiz bases de datos energticas, con el fin de generar la base para preparar la Estrategia Energtica Sustentable Centroamrica 2020 (Estrategia 2020), aprobada en noviembre de 2007 por los Ministros de Energa y/o los Ministros encargados del sector energa. Para la estrategia se tom en cuenta una serie de factores, como las fuentes energticas disponibles en el mundo, los compromisos internacionales, la sustentabilidad (o sostenibilidad) del sector, la situacin econmica y social de los pases centroamericanos, el sistema energtico actual, las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y el mbito institucional subregional, entre otros.

Los escenarios de expansin de la industria elctrica utilizados en la Estrategia 2020 fueron construidos con base en los estudios, recientemente actualizados, del plan indicativo regional de Centroamrica realizados por el Consejo de Electrificacin de Amrica Central (CEAC). Los escenarios estudiados consideran diferentes grados de penetracin de las Fuentes Renovables de Energa (FRE), que en todos los casos se complementa con una participacin significativa de la produccin elctrica a partir de combustibles fsiles. Ante la prxima entrada en operacin del Mercado Elctrico Regional (MER)3 y de acuerdo con los principios sobre los que se sustenta dicho mercado4 surgen las preguntas relacionadas con una competencia justa entre las distintas fuentes de produccin de electricidad y la conveniencia de internalizar los costos ambientales asociados, tanto a nivel de los mercados nacionales, como del MER.

A tres aos de la aprobacin de la Estrategia 2020 y ante los nuevos desafos que enfrentan los pases en especial los se derivarn de los acuerdos para reducir la emisin de GEI en el marco de las negociaciones de la Convencin Marco de las Naciones Unidas sobre el cambio climtico, es conveniente actualizar los diversos estudios que sustentan la estrategia, particularmente los relacionados con los programas de eficiencia energtica y las fuentes renovables.

El presente estudio tiene por objeto brindar elementos cuantitativos y cualitativos para iniciar, a nivel del MER centroamericano, la discusin de las externalidades ambientales en la produccin de electricidad y aportar elementos para que estos temas puedan ser incorporados gradualmente en la planeacin y el desarrollo de la industria elctrica centroamericana. En los primeros meses de 2010 se present al CEAC una primera versin de este documento y se discuti con los integrantes del Grupo de Planificacin Indicativa de dicho organismo. Los comentarios y las observaciones surgidas en dichas reuniones se incluyeron en la nueva versin del documento.

El informe comprende cuatro captulos. En el primero se expone la metodologa utilizada, vas de impacto, as como el modelo SIMPACTS del Organismo Internacional de Energa Atmica (OIEA). En el segundo se sistematiza la informacin tcnica de las centrales termoelctricas seleccionadas, as como la informacin de carcter ambiental, econmico y de efectos en la salud requerida por la metodologa. En el captulo III se presentan los resultados de las externalidades por planta, un anlisis comparativo por pas e indicadores para la regin. Las conclusiones se exponen en el captulo cuarto. 3 Que iniciar a operar en el segundo semestre de 2012 con la puesta en marcha del Sistema de Interconexin Elctrica para los

pases de Amrica Central (SIEPAC). 4 Tratado Marco del Mercado Elctrico Centroamericano, suscrito por los presidentes de Centroamrica en 1996 y refrendado

por las asambleas de los seis pases, en los cinco aos siguientes.

11

I. ASPECTOS METODOLGICOS

Las externalidades representan costos y beneficios no incorporados a los precios de mercado que distorsionan las decisiones econmicas. En la actualidad, la energa elctrica en el mundo se genera principalmente a partir de combustibles fsiles. Esta generacin produce impactos locales como la contaminacin de reas urbanas e industriales, regionales, como la lluvia o deposicin cida, y globales como el cambio climtico. El costo de estos impactos de la produccin de energa no ha sido incorporado al precio por la repercusin econmica que conllevara.

En 1991 la Unin Europea y el Departamento de Energa de los Estados Unidos (Oak Ridge National Laboratory) iniciaron un proyecto de investigacin conjunta, cuyo principal objetivo fue realizar una evaluacin comparativa de riesgo de diferentes sistemas de energa, incluidos el carbn y los ciclos de combustibles nucleares. Tal esfuerzo inicial fue conocido como EC-US External Cost of Fuel Cycles Project, cuyo propsito fue desarrollar una metodologa comn para determinar los costos externos de la generacin de electricidad. Los trabajos se ampliaron a diversos pases con el objetivo de aplicar las metodologas diseadas.

La Unin Europea, en cumplimiento del principio de desarrollo econmico sustentable con respecto al medio ambiente, establecido en el Tratado de Maastricht de 1992, impuls el proyecto Externalities of Energy (ExternE)5 y reconoci la valoracin de las externalidades de la produccin y uso de la energa como una de las tareas de la comunidad cientfica europea. Este proyecto fue desarrollado por ms de 30 equipos adscritos a diferentes centros de investigacin de nueve pases europeos.

El proyecto ExternE, cuyos primeros resultados se publicaron en 1995, utiliz la metodologa vas de impacto en varios casos de estudio de plantas elctricas individuales, con diferentes tipos de combustibles, en cada uno de los estados miembros de la Unin Europea, as como en plantas de incineracin y en el transporte. Esta metodologa es muy detallada y compleja, ya que requiere gran cantidad de datos de entrada, tanto tcnicos como de salud, ambientales y econmicos. Para llevarla a cabo se han construido modelos computacionales, como el Ecosense6, utilizado en el proyecto ExternE. Sin embargo, no todos los pases pueden disponer de estos elementos, por lo que dicho proyecto desarroll tambin una metodologa simplificada, con menos necesidades de informacin de entrada y que recurre a una serie de aproximaciones. A pesar de su sencillez, esta versin arroja resultados razonablemente precisos. Inicialmente este modelo simplificado no era amigable al usuario, por lo que el OIEA apoy su adaptacin a un formato ms accesible, y lo ofreci a los pases miembros, con el nombre de SIMPACTS (OIEA, 2003). Este modelo fue el que se utiliz para el presente estudio.

A. METODOLOGA VAS DE IMPACTO

La metodologa vas de impacto comprende cuatro etapas (vanse Spadaro, 1999 y Turts, 2003): 1) caracterizacin de la fuente emisora; 2) dispersin de los contaminantes y clculo de concentraciones; 3) evaluacin de los impactos, y 4) evaluacin monetaria (vase el grfico 1).

5 (http://www.externe.info/) y (http://externe.jrc.es/overview.html). 6 Programa desarrollado por el Instituto para Estudios Econmicos y Uso Eficiente de la Energa, de la Universidad de

Stuttgart.

12

GRFICO 1 ETAPAS DE LA METODOLOGA VAS DE IMPACTO

1. Caracterizacin de la

fuente 2. Dispersin de contaminantes

3. Evaluacin de impactos 4. Evaluacin monetaria

- Localizacin - Tipo de chimenea - Parmetros de emisin

-- Meteorologa - Modelos de dispersin

- Eleccin de funciones exposicin-respuesta

- Mtodos de valoracin - Costo de los daos

Fuente: CEPAL-SEMARNAT, 2004.

1. Primera etapa: caracterizacin de la fuente emisora

El primer paso consiste en obtener la informacin relativa a la fuente de emisin, con la inclusin de su localizacin (urbana o rural), sus coordenadas geogrficas, caractersticas fsicas y un inventario detallado de los contaminantes emitidos. Los parmetros de la fuente incluyen: el dimetro y la altura de la chimenea por la que se emiten los contaminantes, la temperatura, velocidad y flujo de los gases de escape, as como el volumen de emisiones, que depende de la tecnologa y del tipo de combustible empleado.

2. Segunda etapa: dispersin de los contaminantes y clculo de concentraciones

La dispersin atmosfrica de los contaminantes puede ser estudiada en un rea local, comprendida en un radio de hasta 50 km alrededor de la fuente, o en un rea regional que puede alcanzar hasta algunos miles de kilmetros. Segn la escala (regional o local), se emplean diferentes modelos de transporte de contaminantes para determinar las concentraciones.

Para la escala local, la dispersin de los contaminantes primarios depende fundamentalmente de parmetros meteorolgicos, como la velocidad y la direccin del viento, la temperatura ambiente, la clase de estabilidad atmosfrica y la altura de la capa de mezcla. En este anlisis se utilizan modelos gaussianos para estimar los niveles de concentracin de los contaminantes primarios emitidos por fuentes estacionarias con chimeneas (Spadaro, 1999). La consideracin bsica de estos modelos es que una vez que el contaminante es emitido, los perfiles de concentracin vertical y horizontal pueden ser adecuadamente representados por dos distribuciones gaussianas independientes, cada una caracterizada por su propia desviacin estndar o parmetro sigma (vase el grfico 2).

lineal

Exposicin

efecto fertilizante

,

lineal con umbral

Respuesta

13

GRFICO 2 PLUMA GAUSSIANA EN UN SISTEMA DE COORDENADAS

ORIENTADO EN LA DIRECCIN DEL VIENTO

Fuente: Spadaro (1999), Quantifying the impacts of air pollution.

En general, la concentracin C de un contaminante es una funcin de las coordenadas (x, y, z) o (r, , z) segn el sistema de coordenadas usado, el tiempo t, la tasa de emisin Q y otros parmetros de transporte atmosfrico, como la velocidad y direccin del viento, y la estabilidad atmosfrica. Generalmente se supone que el origen del sistema de coordenadas est fijo en la fuente de contaminacin. La capa de mezclado identifica la zona ms baja de la atmsfera donde ocurren los fenmenos de transporte, y se extiende hasta una altura de 100 m a 2.000 m, segn el grado de turbulencia, la velocidad del viento y la rugosidad de la superficie terrestre.

En una fuente de emisin constante y condiciones meteorolgicas estables, el incremento de la concentracin segn los modelos gaussianos se evala mediante la relacin siguiente (Spadaro, 1999):

,...1,0

22

2222

2

2

2

22

2),,(

j

hjhzhjhzy

y

zy

z

emix

z

emix

eeuQzyxC e (1)

donde:

Q, tasa de emisin del contaminante, u, velocidad del viento medida a la altura de la emisin, y y z, parmetros de difusin lateral y vertical, y, distancia en direccin normal a la direccin del vector del viento, z, distancia vertical sobre tierra, hmix, altura de la capa de mezcla, he, altura efectiva de la chimenea (altura de la emisin ms el levantamiento de la pluma) j, nmero de reflexiones de la pluma.

14

Los dos factores exponenciales despus del smbolo de sumatoria consideran las reflexiones de la pluma a lo largo de la superficie de la tierra y en el borde superior de la capa de mezcla, respectivamente. Las concentraciones mximas generalmente ocurren a unos pocos kilmetros de la fuente.

La ecuacin (1) es ms exacta para predecir las concentraciones promedio a largo plazo o anuales, que para estimar las concentraciones instantneas. La ecuacin supone que no tienen lugar interacciones qumicas en el aire y que las tasas de remocin seca y hmeda son irrelevantes. Se debe notar que las concentraciones estimadas dependen estrechamente de los parmetros de difusin y y z, frecuentemente determinados de manera semiemprica o estadstica.

A escala regional, las interacciones qumicas entre los contaminantes emitidos y las especies existentes en el aire7, que forman contaminantes secundarios, y los mecanismos de remocin va deposicin seca y hmeda8, tienen tanta importancia como los datos meteorolgicos al determinar el destino de los contaminantes y sus niveles de concentracin en el aire.

Los contaminantes secundarios se forman en la atmsfera despus de la emisin, en alguna rea lejana, donde el contaminante primario o precursor es transportado y mezclado con el aire ambiente debido a la turbulencia, por lo que su concentracin no depende de las condiciones meteorolgicas locales ni de los parmetros de la chimenea. Se calcula mediante modelos de transporte regional, que requieren la siguiente informacin para cada una de las celdas del dominio regional considerado, que puede extenderse hasta miles de kilmetros: a) datos meteorolgicos promediados estadsticamente de velocidades y direcciones del viento y tasa de precipitacin anual, y b) concentraciones de fondo de especies existentes en el aire, incluidos los propios contaminantes primarios, para simular las reacciones qumicas de transformacin (SOx, NOx, Compuestos Orgnicos Voltiles (COV), amoniaco (NH3)) y el ozono (O3).

3. Tercera etapa: evaluacin de los impactos

a) Funciones exposicin-respuesta

Una vez determinada la concentracin de los contaminantes, se procede a calcular los impactos en la salud mediante las funciones exposicin-respuesta. Estas funciones se determinan mediante estudios clnicos o epidemiolgicos, que relacionan un efecto fsico observado o sntoma en la salud (por ejemplo, nmero de ataques de asma, visitas a hospitales, ingresos hospitalarios por enfermedades respiratorias, reduccin en la expectativa de vida, y otros), con una exposicin dada a un contaminante, en trminos de su concentracin. En rigor debera considerarse como referencia la dosis que el receptor acoge y no la concentracin de un contaminante. Esta dosis es funcin de la calidad del aire y de factores como el tiempo de exposicin, la relacin de concentracin dentro y fuera de recintos cerrados, el nivel de

7 Es importante considerar que la generacin de electricidad no es la nica actividad que contribuye a la contaminacin

atmosfrica y que los contaminantes emitidos por las centrales interactan con las emisiones provenientes de otras fuentes tales como emisiones por el transporte, la agricultura, otra industria, entre otras. En este caso, las especies en el aire incluyen, por ejemplo, emisiones de fondo de amonaco proveniente fundamentalmente de la agricultura y otras emisiones de SO2 y NOx, derivados de la industria y el transporte, y contaminantes secundarios como el ozono.

8 Fundamentalmente, los mecanismos de deposicin hmeda se refieren a precipitacin pluvial (ya sea en forma de lluvia, nieve o hielo), en la que los contaminantes son removidos de la atmsfera por la fuerza que ejerce la cada del agua. La deposicin seca es la transferencia de contaminantes gaseosos o material particulado hacia la superficie de la Tierra, incluso suelo, agua y vegetacin en los intervalos en que no hay precipitacin pluvial. La forma ms simple de deposicin seca es la cada de las partculas por gravedad hasta la superficie; este proceso se llama sedimentacin y normalmente afecta a las partculas de ms peso. La deposicin seca est fuertemente relacionada con los movimientos atmosfricos, como el viento, que puede transportar partculas, incluso miles de kilmetros desde su lugar de origen.

15

actividad fsica, la composicin del aire contaminado, la dimensin y la distribucin de especies y la proximidad a la fuente de contaminacin. Sin embargo, en la prctica esta informacin tan detallada casi nunca est disponible, razn por la que se emplea la concentracin en lugar de la dosis como variable independiente, y a la funcin se le denomina exposicin-respuesta.

Los contaminantes atmosfricos pueden ejercer una amplia gama de efectos adversos para la salud humana, que pueden ser agudos y, ms frecuentemente, crnicos. Entre ellos es posible mencionar: la disminucin del flujo de aire en las vas respiratorias a nivel subclnico en los nios y en la poblacin general (Brunekreef y Hock, 1993 y Schindler y otros, 1998); deterioro del rendimiento fsico aun en personas sanas (OMS, 1997); irritacin de las mucosas oculares y del tracto respiratorio superior; disminucin de la resistencia a las infecciones del aparato respiratorio; menoscabo de la funcin pulmonar en los nios y en la poblacin sana (OPS/OMS, 2000); aumento de la frecuencia, duracin y severidad de las crisis agudas en pacientes asmticos y de angina en pacientes de cardiopata isqumica; incremento de la prevalencia y los sntomas de las enfermedades respiratorias obstructivas crnicas como la bronquitis crnica, e incluso el aumento de la incidencia de cncer pulmonar, aun despus de haber controlado el hbito de fumar y la exposicin ocupacional (Molina y otros, 1996).

Por lo que respecta a los ecosistemas, la contaminacin afecta a la vegetacin, ya que lesiona cada hoja, reduce la fotosntesis, y contribuye a la acidificacin del suelo con las consecuentes prdidas de la agricultura. Es especialmente daina para los ecosistemas acuticos, al contribuir a la acidificacin de los cuerpos de agua, as como mermar los recursos pesqueros. Por otra parte, genera prdidas econmicas por su efecto en los materiales, ya que corroe los metales, deteriora cables elctricos, el papel, los textiles, las pinturas, los materiales de construccin y los monumentos histricos. En ocasiones se obtienen beneficios en algunas cosechas agrcolas que, al exponerse a un incremento en las concentraciones marginales de SOx y NOx, necesitan menos fertilizante (Comisin Europea, 2005). Estos beneficios, sin embargo, dependen considerablemente de los niveles de la concentracin de fondo9.

En las tres ltimas dcadas se realizaron estudios epidemiolgicos para establecer y cuantificar los efectos de la contaminacin atmosfrica en seres humanos. Los resultados han verificado la existencia de una relacin causa-efecto entre el incremento en el nivel de concentracin de un contaminante especfico y el nmero de casos reportados por centros de salud u hospitales. Asimismo, hay estudios muy importantes que muestran una correlacin positiva entre la exposicin de varios aos a concentraciones de partculas en el aire y la mortalidad total, llamada mortalidad crnica, en contraste con la mortalidad aguda, que se refiere a las muertes ocasionadas por un episodio especfico de contaminacin (Dockery y otros, 1993; y Pope y otros, 1995). Como la sensibilidad individual a un estmulo externo puede variar considerablemente entre la poblacin, las funciones exposicin-respuesta se estipulan generalmente para los grupos de riesgo: nios menores de 14 aos, adultos mayores de 65 y asmticos, principalmente.

De acuerdo con los estudios epidemiolgicos realizados, las funciones exposicin-respuesta para la salud humana se consideran lineales, sin umbral, con la concentracin como parmetro independiente. Esto supone que no existe ningn valor lmite de concentracin por debajo del cual el impacto en la salud a nivel de la poblacin desaparece (vase el grfico 3).

9 Las concentraciones de fondo se refieren al nivel o concentracin normal de uno o varios agentes fsicos o qumicos en el

medioambiente. Estas concentraciones se pueden asociar tanto a fuentes naturales como antropognicas.

16

GRFICO 3 FUNCIONES EXPOSICIN-RESPUESTA

Fuente: Spadaro (1999), Quantifying the Impacts of Air Pollution.

b) Clculo de los impactos

El impacto en la salud de la contaminacin atmosfrica se calcula con la frmula presentada en la ecuacin [2] para los casos discreto y continuo (Spadaro, 1999).

Caso discreto: Caso continuo:

(2) j jjerjrec QCrFNI ))(,(, Sobre toda la poblacin

dAQrCrFrI er )),(,()( Sobre el rea de impacto

donde: I, impacto estimado (casos anuales de enfermedad o aos de vida perdidos), Nrec, j, nmero de personas en el vector de localizacin rj,, r, distancia viento debajo de la fuente de contaminacin, Fer, funcin exposicin-respuesta, C(r,Q), cambio en el incremento de la concentracin de fondo en g/m3 para una tasa de emisin Q, en el vector de localizacin r, , densidad de la poblacin de riesgo en el vector de localizacin r (personas/km2), A, rea de impacto.

Los signos de sumatoria o de integracin incluyen a toda la poblacin expuesta a la contaminacin que, adems, experimenta sus efectos. El clculo se hace considerando un sistema de coordenadas polares con coordenada al origen en la fuente de contaminacin.

La funcin exposicin-respuesta Fer se puede expresar como el producto del incremento de la concentracin por la pendiente de la relacin exposicin-respuesta (fer), es decir,

Fer(r,C(r,Q))=ferC(r,Q), donde fer=Fer /C.

Exposicin

Funcin lineal

No lineal

Funcin linealcon umbral

Respuesta

Funcin con efecto fertilizador

17

Generalmente, la pendiente se calcula como el Incremento del Riesgo Relativo (IRR) al impacto en cuestin, multiplicado por la lnea base, tal como indica la ecuacin [3]. Tanto la pendiente de la Fer como el IRR y la lnea base son nmeros positivos.

)ao-persona

casos( _*)/

%(Re_ 3 baseLneamglativoRiesgoIncrementofer (3)

El IRR es el cambio en la tasa natural de incidencia de una enfermedad en particular (morbilidad) o en la mortalidad en una poblacin en riesgo (adultos, nios, y otros), por unidad de cambio en la concentracin ambiente (%/g/m3). La tasa natural de incidencia de una enfermedad en particular es la lnea base, que se expresa en casos anuales normalizada por persona. Esta tasa se calcula como el producto de la tasa de incidencia o basal, que es el nmero de nuevos casos de una enfermedad en un perodo en una poblacin dada, por la fraccin del grupo de riesgo receptor con respecto a la poblacin total. En consecuencia, la pendiente se expresa en casos anuales de enfermedad por grupo de riesgo por unidad de concentracin (casos/(ao-persona-g/m3)).

En el presente estudio, a fin de estimar el impacto en la mortalidad, se opt por utilizar el enfoque de prdida de la esperanza de vida, y la mortalidad se expresa en aos de vida perdidos (AVP) (Leksell y Rabl, 2001). En este caso, para obtener el valor de la pendiente de la funcin exposicin-respuesta, se multiplica el IRR por la tasa de mortalidad y por los aos de vida perdidos en cada caso.

El nmero de AVP para la muerte aguda vara desde unas pocas semanas hasta uno o dos aos, aun cuando se considera en la metodologa simplificada como valor promedio seis meses (0,5 aos), de acuerdo con los ltimos estudios del ExternE. En las muertes crnicas, el nmero de AVP depende de la tasa de mortalidad de la poblacin. A su vez, esta tasa obedece a las condiciones demogrficas, culturales, socioeconmicas y mdicas de la poblacin analizada, por lo que la generalizacin resulta a menudo difcil e incierta. En los estudios realizados en los Estados Unidos se ha considerado que en promedio una muerte crnica implica que se reduzca la esperanza de vida aproximadamente nueve aos, mientras que en Europa, 11 aos. En el presente anlisis se toma como promedio: 10 aos.

Cabe mencionar que otro enfoque para valorar la prdida de la esperanza de vida es considerar el nmero de muertes estadsticas adicionales en lugar del nmero de aos de vida perdidos. Dicho estudio no se utiliz en el presente porque la metodologa de ExternE no lo recomienda.

4. Cuarta etapa: evaluacin monetaria

El ltimo paso en el anlisis es la evaluacin monetaria de los impactos obtenidos en la etapa anterior. Para el caso se utiliza la ecuacin siguiente:

D = (I) (CU) (4) donde: D, costo estimado de la externalidad (dlares por ao), I, impacto calculado por la ecuacin (2) CU, costo unitario (por ejemplo, costo por ataque de asma).

18

Para determinar los costos unitarios de los impactos de morbilidad es posible aplicar tres enfoques: costos directos asociados a la enfermedad, gastos preventivos y valoracin contingente. Este ltimo, utilizado en el proyecto ExternE, se basa en las preferencias individuales y se expresa mediante la voluntad a pagar (en ingls, Willingness to Pay) por algo que mejora el bienestar individual, o voluntad de aceptar (Willingness to Accept), por algo que la reduce. Incluye el costo directo de la enfermedad, cualquier ingreso perdido (prdida de productividad) y cualquier costo social de la enfermedad. Es decir, comprende el costo de cualquier gasto para prevenir, mitigar o tratar los efectos de la enfermedad, el valor del tiempo perdido por sta y el valor del bienestar o utilidad perdidos por dolor y sufrimiento.

El costo directo de una enfermedad abarca el costo de atencin mdica (gastos por medicamentos, consultas con especialistas, hospitalizacin y anlisis de laboratorios, entre otros). Para determinarlos se requiere informacin del diagnstico y tratamiento tpico de cada enfermedad, as como el tipo de servicios disponibles en las localidades consideradas (tipo de hospital, recursos humanos y materiales disponibles). El costo del tiempo perdido o prdida de productividad se basa en el costo del tiempo que una persona pierde por enfermedad y la consecuente disminucin en la produccin. En ambos conceptos se utilizan como referencia los precios de mercado (costo de medicamentos, salario del trabajador, entre otros). Conviene mencionar que el costo directo de una enfermedad es slo una parte del costo total.

Para estimar los costos del impacto en la mortalidad se pueden utilizar tres enfoques: valoracin contingente, diferencias salariales y capital humano. El primero, utilizado en ExternE, representa la medida ms completa de los beneficios individuales por reducir la mortalidad. Con ese propsito, se calcula inicialmente el Valor Estadstico de la Vida (VEV) (o Value of Statistical Life, VSL), a partir de la estimacin de la voluntad a pagar por un cambio en el riesgo de muerte. Luego se encuentra el Valor de un Ao de Vida Perdido (VAVP o Value of a Year of Life Lost) para la muerte aguda (aquella producida por un episodio de contaminacin), mediante el uso de la ecuacin (5) (Spadaro, 1999), para una tasa de descuento dada sobre el intervalo de tiempo considerado.

lT

aiai

r

iaAgudo d

PVEVVAVP)1(

1 (5)

donde: a, edad del individuo cuyo VAVP es calculado, aPi, probabilidad de que un individuo de edad a sobreviva hasta la edad i (valor esperado de la expectativa de vida para una edad especfica), Tl, expectativa mxima de vida (ejemplo: 100 aos), dr, tasa de descuento

En las fases iniciales del proyecto ExternE se consider un valor promedio estadstico de vida igual a 3,1 millones de ECU199510, o 3,9 millones dlares para una tasa de descuento base de 3% (dr = 0,03). Sin embargo, en estudios posteriores se han calculado VEV menores, de 1.500.000 dlares de 2000 (Markandya y otros, 2002), con el que se obtendra un VAVP de 174.000 dlares de 2000 para la misma tasa de descuento. Este valor se utiliza para determinar el costo de muertes agudas.

El anlisis de la mortalidad crnica es muy diferente al de la mortalidad aguda, pues la muerte no se produce inmediatamente despus de un episodio de exposicin, sino muchos aos despus. As, la 10 ECU (Eurpean Currency Unit) era una canasta de divisas de pases miembros de la Comunidad Europea, creada por el

Sistema Monetario Europeo, que serva como unidad de cambio o contabilidad como fase previa a la entrada del Euro, que reemplaz los ECU el 1 de enero de 1999 a una paridad de 1ECU = 1 EURO.

19

ecuacin debe ser modificada para tener en cuenta los efectos de una exposicin prolongada antes de la muerte. En los estudios de ExternE se calcul mediante un estimado del valor de un ao de vida perdido ponderado. La premisa fundamental es que el riesgo total de muerte est uniformemente distribuido en un perodo de 30 aos (en otras palabras, cada ao contribuy 1/30 al impacto total). El VAVP para casos de mortalidad crnica se calcula mediante la ecuacin (6) (Spadaro, 1999).

70

11)1(i ir

Agudo

tot

iCrnico d

VAVPAVPAVPVAVP (6)

donde: AVPi, nmero de aos de vida perdidos en el ao i como resultado del incremento del riesgo o dao, AVPtot, nmero total de aos de vida perdidos en la poblacin entera durante un perodo de 70 aos.

Si se considera el VEV en 1.500.000 dlares de 2000, se encuentra un VAVP para muerte crnica de 101.000 dlares del mismo ao para una tasa de descuento de 3%. Como se mencion anteriormente, se estiman en promedio unos 10 AVP por cada muerte crnica relacionada con la contaminacin atmosfrica. Dentro del grupo de riesgo, slo se consideran las personas mayores de 30 aos debido a que se supone que en las personas menores de 30 aos el cuerpo es capaz de neutralizar con sus propios mecanismos los efectos negativos de la contaminacin atmosfrica (Spadaro, 1999).

Cabe destacar que los costos de mortalidad crnica, calculados mediante el VEV, son mayores que los calculados mediante el AVP11.

B. METODOLOGA SIMPLIFICADA Y MODELO SIMPACTS DEL OIEA

El modelo SIMPACTS consta de tres mdulos principales: AIRPACTS, NUKPACTS e HYDROPACTS. En el primero se estima el impacto en la salud humana, las cosechas agrcolas y los materiales a causa de su exposicin a la contaminacin. En los otros dos mdulos se analiza el impacto de las centrales nucleares e hidroelctricas, respectivamente. Gracias a su carcter significativo, en el presente estudio slo se utiliz el primero, restringido al impacto en la salud humana.

Para evaluar el impacto en la salud, AIRPACTS incluye varios modelos con diversos procedimientos de clculo que representan diferentes niveles de acercamiento analtico al problema en cuestin, segn la informacin disponible:

1) Modelo Simplificado Bsico (SUWM, por sus siglas en ingls). Es el ms simple, ya que slo considera como parmetros la densidad de poblacin regional en un radio de 500 km, a 1.000 km de la fuente y la tasa de emisin de contaminantes para resolver de una manera aproximada la ecuacin de impacto (ecuacin 2).

2) Modelo Simplificado Mejorado (RUWM, por sus siglas en ingls) que consta de tres versiones (Estimaciones Bsica, Media y Superior). Considera los parmetros reales de la fuente en su estimacin ms exacta o superior (en particular, la altura de la chimenea y el flujo de gases), pero aplica un tratamiento simplificado para resolver la ecuacin de funcin del dao, al suponer una distribucin uniforme de la poblacin a nivel local y otra a nivel regional.

11 En estudios de valoracin de la vida se ha encontrado que la prdida tpica de la vida vara entre 30 y 40 aos. Estas cifras

son tres a cuatro veces mayores que el resultado obtenido por la cuantificacin de aos de vida perdidos que, como ya se indic, se estiman en 10 AVP por cada muerte relacionada con la contaminacin.

20

3) Modelo para la estimacin de los impactos en la salud (QUERI, por sus siglas en ingls), que consta de tres versiones (Estimaciones Bsicas, Media y Superior). Evala el impacto en la salud debido a los contaminantes primarios y secundarios presentes en la atmsfera por medio de un enfoque semiemprico que utiliza factores de correccin, determinados con base en los resultados de anlisis con modelos detallados de la Metodologa Vas de Impacto, en algunas localizaciones en Europa con diferentes caractersticas de la fuente emisora. La estimacin ms exacta o superior requiere de informacin meteorolgica detallada, en tanto que la media considera slo valores promedio de velocidad y direccin del viento.

4) Modelo para ambientes urbanos (URBAN, por sus siglas en ingls); consta de dos versiones (Estimaciones Bsica y Superior). Estima el impacto en la salud y los costos respectivos resultantes de los contaminantes primarios y secundarios emitidos por una fuente ubicada en un ambiente urbano o cercano a ste. Considera una rosa de vientos uniforme y velocidades medias de viento, y estima una distribucin de poblacin aproximada por una funcin tipo gaussiana, aunque tambin puede aceptar los valores reales de poblacin en celdas de 5 x 5 km.

A pesar de las simplificaciones del SUWM y el RUWM, los estimados del impacto son razonablemente prximos a los valores obtenidos en Europa cuando se aplic la versin detallada de la Metodologa Vas de Impacto (Spadaro, 1999). Los resultados se aproximan an ms cuando la fuente se localiza en un rea rural o poco poblada. En particular, los estimados del SUWM para una fuente de altura de chimenea de 25 m o ms varan dentro de un orden de magnitud con respecto a los valores obtenidos en la versin detallada de la Metodologa Vas de Impacto, aun cuando las fuentes estn localizadas cerca de ciudades densamente pobladas.

La estimacin superior del QUERI es el procedimiento de clculo del modelo AIRPACTS que proporciona resultados ms exactos, ya que considera una gran cantidad de informacin detallada como: distribucin de la poblacin local en una resolucin de 5 x 5 km, datos meteorolgicos detallados para un ao de referencia y todos los parmetros de la fuente emisora. El QUERI calcula los efectos locales causados por los contaminantes primarios, as como los efectos regionales por contaminantes primarios y secundarios (Turts, 2003). En estudios comparativos de los resultados del modelo detallado y del QUERI en varias localidades europeas se reportan desviaciones comprendidas entre 30% (Spadaro, 1999).

La dispersin local de los contaminantes primarios en el QUERI se calcula mediante un modelo de dispersin gaussiano, el Industrial Source Complex Long Term Model (ISCLT2) de la Environmental Protection Agency (EPA) de los Estados Unidos. Para estimar el impacto regional, se aplica la frmula simplificada del modelo bsico SUWM, ya que no cuenta con un modelo de dispersin regional. Esta frmula requiere conocer la velocidad de remocin de los diferentes contaminantes, la que se puede estimar mediante modelos de simulacin o a partir del tiempo de residencia de los contaminantes en la atmsfera. En caso de no tener esta informacin para la zona de estudio, se pueden utilizar los valores que recomienda el mdulo AIRPACTS.

En el cuadro 1 se resume la informacin requerida para cada uno de los procedimientos de clculo descritos anteriormente, relativa a la fuente de emisin, datos meteorolgicos y datos de los receptores. Segn la disponibilidad de los datos en cada caso, el mdulo AIRPACTS selecciona de manera automtica el procedimiento de clculo ms completo aplicable.

Para cada central de produccin de electricidad estudiada se deben usar los datos meteorolgicos de la estacin ms cercana, con condiciones geogrficas y fsicas similares, recomendadas por el Servicio Meteorolgico Nacional. Aunque el AIRPACTS incluye variables por defecto, conviene utilizar

21

metodologas nacionales para calcular las variables meteorolgicas secundarias, como la estabilidad atmosfrica y las alturas de la mezcla urbana y rural.

CUADRO 1 INFORMACIN REQUERIDA POR LAS DIFERENTES VERSIONES DEL MDULO AIRPACTS

Parmetros SUWM RUWM QUERI

URBAN Media Superior Bsica Media Superior

Dominio local: datos de la fuente Ubicacin, latitud y longitud Zona horaria Altura de la chimenea Dimetro de la chimenea Temperatura de gases de escape Velocidad de gases de escape Tasa de emisin

Dominio local: datos meteorolgicos Velocidad media del viento Temperatura ambiente media Estadsticas de estabilidad atmosfrica

Datos meteorolgicos * * Altura del anemmetro

Dominio local: datos de los receptores Localizacin urbana o rural Zonas urbanas Densidad local de receptores Distribucin de los receptores

Dominio regional Densidad regional de los receptores Fuente: Turts (2003), Revisin de metodologas utilizadas para la estimacin de las externalidades, Proyecto Uso Sustentables de Hidrocarburos.

Dato imprescindible. Si se conoce, los resultados son ms exactos. * Puede ser sustituido por los valores medios estadsticos. Puede ser sustituido por la densidad local de los receptores.

Asimismo, se requieren los datos de poblacin, ya sea densidades regionales o locales, o la distribucin en una resolucin de 5 x 5 km. Para ello se debe usar un Sistema de Informacin Geogrfica (SIG) con capas de poblacin actualizadas al menos hasta el nivel municipal.

Con respecto a las funciones exposicin-respuesta, lo ptimo es contar con funciones propias del lugar donde se lleva a cabo el estudio. Debido a su alto costo, a nivel internacional se ha realizado un nmero muy reducido de estudios epidemiolgicos destinados a definir estas funciones. Por ello, es recomendable emplear toda la informacin local y compararla con los estudios internacionales, a fin de hacer compatibles los resultados y definir las funciones que se utilizarn para calcular los impactos en el sitio seleccionado.

Es conveniente conocer tambin la distribucin de la poblacin por grupos de riesgo (nios, adultos, ancianos, asmticos, adultos mayores de 30 aos), ya que algunas Fer estn referidas a estos

22

grupos y no a la poblacin en general. Asimismo, conviene disponer de los ndices bsicos de mortalidad y de incidencia de las enfermedades ms relacionados con la contaminacin atmosfrica cuando se usen Fer donde se conozca el incremento del riesgo.

Para determinar los costos del impacto en ausencia de estimaciones nacionales, se pueden utilizar los costos reportados por el Proyecto ExternE para la Unin Europea (costosUE) o los de otros estudios internacionales, y transferirlos a las condiciones nacionales o locales de un pas (costospas), de acuerdo con la relacin siguiente:

Costopas = (CostosUE) (Rajt [dlares/caso]) (7)

donde: costopas es el costo unitario en el pas donde se aplica el estudio Rajt es un factor de ajuste

Existen varias formas de determinar el valor del factor de ajuste Rajt, entre ellas las siguientes:

a) Rajt =(PPA_INBp_Pas / PPA_INBp_UE)E,

donde:

PPA_INBp_pas es la paridad del poder adquisitivo del ingreso nacional bruto del ao de referencia del pas a evaluar y se divide entre la paridad correspondiente al pas donde se realiz el estudio (Unin Europea o los Estados Unidos) y E es un coeficiente de elasticidad-ingreso, al que generalmente se le asigna un valor comprendido entre 0,35 y 1. En este estudio se consider E = 1.

b) Rajt =(PIBp_pas / PIBp_UE)E, donde: PIBp es el producto interno bruto per cpita (dlares/persona).

c) Rajt = 1, en casos en que los costos de la salud sean iguales a los de la Unin Europea.

La elasticidad-ingreso de la demanda mide el cambio en la cantidad demandada de un bien cuando cambia el ingreso de los consumidores. Se expresa mediante la siguiente ecuacin:

I %QD%I donde: I, es la elasticidad-ingreso de la demanda %QD, es el cambio porcentual en la cantidad demandada %I, es el cambio porcentual en el ingreso

En funcin de la elasticidad-ingreso, los bienes pueden clasificarse en bienes inferiores (elasticidad-ingreso negativa) y bienes normales (elasticidad-ingreso positiva). Dentro de los bienes normales se encuentran los bienes de primera necesidad, definidos como aqullos con elasticidades entre 0 y 1 (0>I>1). Un valor unitario para la elasticidad ingreso indica que los gastos en salud se consideran de primera necesidad.

Utilizar un valor igual a la unidad en la transferencia de costos implica que se considera un cambio en el valor de voluntad a pagar proporcional al diferencial existente entre los ingresos per cpita de los pases que se compara, mientras que usar un valor igual a cero implicara que no hay ningn ajuste (Comisin Europea,

23

2005). Es recomendable analizar la sensibilidad de este parmetro en la transferencia de costos. Para este estudio se utiliza una elasticidad unitaria, que es la misma empleada en el estudio realizado para Mxico.

C. INCERTIDUMBRES

La incertidumbre en la evaluacin de los costos externos se debe al insuficiente conocimiento disponible de las variables o procesos involucrados. Las fuentes de incertidumbre para la Metodologa Vas de Impacto son variadas. Entre ellas se pueden mencionar las siguientes (Rabl, 2002):

1) Incertidumbre en los datos, por ejemplo, la ausencia de informacin meteorolgica detallada, la complejidad del terreno, la velocidad de remocin de los contaminantes, la pendiente de las funciones exposicin-respuesta, el costo de un da de actividad restringida, entre otros. Por el contrario, los anlisis tcnicos y los datos disponibles sobre las emisiones de los principales contaminantes (CO2, PM10, SO2 y NOx) sugieren que la incertidumbre es baja. La fiabilidad de los datos recopilados por los operadores y los equipos de las estaciones meteorolgicas, en cambio, no siempre es alta.

2) Incertidumbre en los modelos de simulacin de la dispersin atmosfrica y la transformacin qumica, las suposiciones acerca de las relaciones causales entre un contaminante y su impacto en la salud, las suposiciones sobre la forma de la funcin exposicin-respuesta (con umbral o sin umbral), la transferencia de dicha funcin de un sitio geogrfico a otro, la falta de consideracin de algunos efectos por falta de conocimiento actualizado, y otras.

3) Incertidumbre debido al proceso de seleccin de variables polticas o ticas, por ejemplo la tasa de descuento intergeneracional, la variacin por edad o ubicacin geogrfica del valor de la vida, el valor estadstico de la vida, la aversin al riesgo, entre otros.

4) Incertidumbre acerca del futuro, por ejemplo los avances en el tratamiento de enfermedades, el desarrollo de variedades agrcolas genticamente ms resistentes, cambios en los estilos de vida y otros.

5) Idiosincrasia del analista, por ejemplo interpretaciones diferentes de informacin ambigua o incompleta, errores humanos, fallas al no reconocer la importancia de la incertidumbre en ciertas reas, entre otros.

La funcin general de los costos externos en la Metodologa Vas de Impacto es un proceso multiplicativo que comprende cuatro variables independientes aleatorias: el incremento de la concentracin, la funcin exposicin-respuesta, la densidad de la poblacin y el costo econmico. Para este tipo de funcin general, de acuerdo con el teorema del lmite central de estadsticas, la distribucin natural es log normal, definida por la media geomtrica g y la desviacin geomtrica estndar g. El intervalo de confiabilidad de 68% se expresa como: [g/g, g*g].

Segn Ari Rabl, la incertidumbre en la evaluacin de los costos externos es muy grande, con valores tpicos de desviacin geomtrica estndar entre 3 y 5. Esto significa que el valor real podra ser de 3 a 5 veces menor o mayor que el estimado de la media geomtrica. De forma que el intervalo entre el valor superior y el inferior de los costos slo vara por un orden de magnitud. En el caso de los contaminantes primarios (PM10, SO2 y NOx), dicha desviacin se ubica alrededor de 3, siendo mayor en los contaminantes secundarios, particularmente el ozono. Sin embargo, tal como lo expresa Rabl: un estimado con una incertidumbre muy alta es mejor que no tener ninguno.

24

II. INFORMACIN PARA LOS MODELOS UTILIZADOS

La aplicacin de la Metodologa Vas de Impacto mediante el modelo SIMPACTS para evaluar externalidades en la produccin de electricidad en Centroamrica requiri de una serie de datos tcnicos, econmicos y de salud. Toda la informacin utilizada corresponde a 2008, salvo cuando se aclare expresamente. Ese ao se considera como referencia base por el Consejo de Electrificacin de Amrica Central (CEAC) en su Plan Indicativo de Expansin de la Generacin, perodo 2009-2023. Con los datos disponibles se pudo correr la versin del RUWM#1 del AIRPACTS.

A. CENTRALES DE GENERACIN

Con base en la informacin estadstica de la produccin de electricidad contenida en el documento Istmo Centroamericano: Estadsticas del Subsector Elctrico (CEPAL, 2009) se seleccionaron las centrales de generacin cuyos costos externos seran evaluados. Se procedi entonces a recopilar la informacin requerida por los modelos.

1. Seleccin de las centrales termoelctricas

De acuerdo con el citado compendio de estadsticas del subsector elctrico de 2009 de la CEPAL, la generacin neta de electricidad total del Centroamrica fue de 39.398,7 GWh, producidos a partir de las siguientes fuentes: hidrulica (50,3%), derivados del petrleo (34,5%), geotermia (7,9%), bagazo de caa en ingenios azucareros (4,1%), carbn (2,7%) y viento (0,5%) (vase el grfico 4). La ubicacin de las principales plantas de generacin se muestra de manera esquemtica en el mapa 1.

Las plantas seleccionadas para los propsitos del estudio son aquellas que en su conjunto contribuyeron con 90% de la electricidad generada en plantas trmicas. Con base en la informacin presentada para cada pas en el compendio estadstico sobre las empresas elctricas generadoras en operacin en 2008, se ordenaron todas las plantas pblicas y privadas que se encontraran en la categora de trmicas segn su generacin. Las plantas que resultaron seleccionadas por el estudio son: ICE (CR1), Energy Int. (CR2), Duke (ES1), Nejapa (ES2), Inversiones Energticas (ES3), Textufil (ES4), San Jos (G1), Duke E.I.G. (G2), Ingenios, Poliwatt (G3), Genor (G4), Lufussa (H1), Enersa (H2), EMCE (H3), ELCOSA (H4), GEOSA (N1), EEC (N2), Tipitapa (N3), GECSA (N4), NSEL (N5), CENSA (N6), Monte Rosa (N8), PAN-AM (P1), Egeminsa (P2) y Pedregal (P3). Entre parntesis se muestra el identificador de cada una de las centrales que se utilizar en lo sucesivo para cada central; la primera letra corresponde a la inicial o iniciales del pas donde se ubica la central (vase el cuadro 2).

Es conveniente remarcar que el criterio de seleccin fue la generacin de las centrales y su aporte al total de Centroamrica. Debido al perfil de generacin de cada pas, algunos pases contribuyen ms con la generacin con base en combustibles fsiles, hecho que se refleja en la cantidad de plantas que se evaluaron para cada pas. En el captulo de resultados se presenta un anlisis comparativo con indicadores para los distintos pases y para Centroamrica en su conjunto.

25

GRFICO 4 GENERACIN DE ENERGA ELCTRICA EN CENTROAMRICA, 2008

(En porcentajes)

Hidroelctrica 49%

Geotermia8%

Vapor5%

Disel28%

Gas2%

Carbn3% Cogeneracin

4%

Elica0%

Fuente: Elaboracin propia con datos oficiales (CEPAL 2009), Istmo Centroamericano: Estadsticas del Subsector Elctrico, Informe preliminar del segmento de la produccin de electricidad.

GRFICO 5 CONTRIBUCIN POR PAS A LA GENERACIN TRMICA

EN CENTROAMRICA EN 2008 (En porcentajes)

El Salvador14%

Guatemala26%

Honduras29%

Panam12%

Costa Rica4%

Nicaragua15%

Fuente: Elaboracin propia con datos oficiales (CEPAL 2009).

Las plantas seleccionadas aportaron 14.151 GWh, 90% del total generado en plantas trmicas, y 36% del total generado por todas las tecnologas en Centroamrica.

26M

APA

1

CEN

TRA

LES

ELC

TRIC

AS

EN C

ENTR

OA

MR

ICA

, 200

8 a

Fu

ente

: Cen

tro N

acio

nal d

e Pl

anifi

caci

n E

lct

rica,

Inst

ituto

Cos

tarr

icen

se d

e El

ectri

cida

d.

a Lo

s lm

ites y

los n

ombr

es q

ue fi

gura

n en

est

e m

apa

pued

en n

o co

inci

dir c

on lo

s de

las N

acio

nes U

nida

s.

27M

APA

2

PLA

NTA

S SE

LE

CC

ION

AD

AS

PAR

A E

L E

STU

DIO

a

Fuen

te: E

labo

raci

n p

ropi

a.

a Lo

s lm

ites y

los n

ombr

es q

ue fi

gura

n en

est

e m

apa

pued

en n

o co

inci

dir c

on lo

s de

las N

acio

nes U

nida

s.

28

CUADRO 2 CENTROAMRICA: CENTRALES TRMICAS SELECCIONADAS

Nombre de la central

Nmero de centrales

Potencia instalada

(kW)

Generacin en 2008 (MWh)

Identificador de la central en este estudio

ICE 7 422 609 473 503 CR1 Energy Int. 1 140 920 143 395 CR2 Duke 2 338 300 809 500 ES1 Nejapa 1 144 000 521 100 ES2 Inv. Energticas 1 51 200 312 900 ES3 Textufil 1 44 100 161 700 ES4 San Jos 1 139 000 1 016 630 G1 Duke E.I.G. 2 231 335 962 250 G2 Ingenios 1 350 844 870 020 G3 Poliwatt 2 151 400 601 060 G4 Genor 1 46 200 192 340 G5 Lufussa 3 386 900 2 068 574 H1 Enersa 1 259 000 1 507 160 H2 EMCE 2 141 600 243 935 H3 ELCOSA 1 80 000 198 838 H4 GEOSA 2 120 000 559 600 N1 EEC 1 74 000 518 840 N2 Tipitapa 1 52 200 392 960 N3 GECSA 4 243 600 382 610 N4 NSEL 1 59 300 189 860 N5 CENSA 1 63 900 153 500 N6 Monte Rosa 1 67 500 147 970 N7 PAN-AM 1 99 000 663 619 P1 Egeminsa 1 280 000 654 376 P2 Pedregal 1 55 350 404 564 P3 Total 41 4 042 258 14 150 804 P3

Fuente: Elaborada con base en informacin de CEPAL, 2009. Se precisa que en el identificador se consideran las primeras letras del pas en que est ubicada la central CR = Costa Rica; ES = El Salvador; G = Guatemala; H = Honduras; N = Nicaragua, y P = Panam.

2. Datos tcnicos de las centrales seleccionadas

Para cada una de las 25 centrales estudiadas se recopil informacin geogrfica, como su ubicacin (coordenadas geogrficas) y la densidad de poblacin local y de poblacin regional (vase el cuadro 3). Para ello se utiliz la base de datos georreferenciada del Sistema de Informacin Ambiental Mesoamericano de la Comisin Centroamericana de Ambiente y Desarrollo12. Para el caso de la informacin sobre poblacin de Honduras y El Salvador, al no estar disponible en dicha base de datos, se utilizaron los censos de 2001 y de 2005, respectivamente, ltimos disponibles para cada pas13. Con informacin de la CEPAL sobre la distribucin espacial de la poblacin y urbanizacin en Amrica

12 Base de Datos SIG de Mesoamrica/CCAD-BM 2002 (http://www.ccad.ws/mapas/mapoteca.htm). 13 Censo de poblacin de El Salvador (http://www.digestyc.gob.sv/); Censo de poblacin de Honduras (http://www.ine-hn.org/).

29

Latina y El Caribe14 y el uso de un sistema de informacin geogrfica se agreg la informacin sobre densidad de poblacin para dichos pases. Se utiliz asimismo el Mapa 1, informacin sobre el municipio en que se encuentran las plantas y el programa Google Earth15.

CUADRO 3 CENTROAMRICA: UBICACIN DE LAS CENTRALES TERMOELCTRICAS

Y DENSIDAD DE POBLACIN (Latitud y longitud en grados; densidad en habitantes/km2)

Central a Latitud Longitud Densidad de

poblacin local en 50 km

Densidad de poblacin regional en

500 km CR1 95922.53N 83 533.01O 39 45 CR2 101220.92N 834721.26O 187 41 ES1 13350.15N 894926.22O 152 56 ES2 13496.32N 891437.89O 411 61 ES3 133630.46N 894542.98O 248 66 ES4 134320.42N 89 822.39O 415 60 G1 14144.18N 90490.56O 78 61 G2 142752.60N 90384.23O 108 59 G3 151515.21N 90 738.19O 32 55 G4 135524.72N 904652.73O 36 62 G5 154221.83N 88350.40O 59 49 H1 132430.10N 871952.52O 26 52 H2 153349.25N 875748.68O 165 49 H3 154559.62N 864719.48O 65 47 H4 155121.84N 875719.57O 192 48 N1 121637.23N 86340.15O 204 62 N2 122916.06N 871014.00O 99 62 N3 121147.83N 86 548.55O 244 63 N4 125255.22N 87 832.24O 88 58 N5 125255.22N 87 832.24O 88 58 N6 122213.15N 87 144.27O 91 63 N7 124210.29N 871357.38O 93 60 P1 9 332.89N 794542.73O 212 33 P2 92219.87N 794924.63O 154 36 P3 92219.87N 794924.63O 154 36

Fuente: Elaboracin propia con base en informacin oficial. a Para la identificacin de las siglas, vase el cuadro 2 en la pgina 28.

A fin de estimar las emisiones de 2008, se utiliz informacin sobre el consumo de combustibles fsiles y carbn para generar electricidad proporcionada por la CEPAL, desglosada por tipo de combustible, volumen y pas. Se estima que en 2008 el subsector elctrico en Centroamrica consumira 17.818.000 barriles de derivados de petrleo, 1.945 correspondientes a disel y 15.873 a fuel oil. Para estimar las emisiones se utilizaron los factores de emisin del IPCC16. En el caso de Guatemala, al no

14 Distribucin Espacial de la Poblacin y Urbanizacin en Amrica Latina y El Caribe (http://www.eclac.cl/celade/depualc/). 15 (http://earth.google.com/). 16 Revised 1996 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: Reference Manual, excepto para Partculas PM10 de

Environmental Protection Agency (1997). Compilation of Air Pollutant Emission Factors. AP-42.

30

contar con los consumos de combustibles se asumi un incremento proporcional de las emisiones, de acuerdo con el aumento de la generacin en 2008 por tipo de combustible. Con esta informacin, se tiene una emisin total en el Istmo Centroamericano (ICA) de 8.283.569 toneladas de CO2, 12.484 toneladas de CO, 28.805 toneladas de NOx, 86.632 toneladas de SO2 y 15.478 de partculas. La contribucin por pas se muestra en el grfico 6.

GRFICO 6 CENTROAMRICA: EMISIONES DE CONTAMINANTES PRIMARIOS, 2008

(En toneladas)

0 50 000 100 000 150 000

Costa Rica

El Salvador

Guatemala

Honduras

Nicaragua

Panama

ICA

CO NOX SO2 Particulas

Fuente: Elaboracin propia.

Al considerar el total de emisiones asociado a la generacin por combustibles fsiles en cada pas y la generacin especfica de cada planta reportada para 2008, se estimaron las emisiones por planta. Ello fue necesario pues no se cont con informacin especfica sobre consumo de combustible para cada una de las plantas en el ao base. Este procedimiento significa que las plantas estudiadas corresponden a casos tpicos representativos de las condiciones de generacin de cada pas, aunque se precisa que las emisiones de cada una de las instalaciones pueden variar si se considera el consumo de combustibles especfico de cada central.

Es necesario contar con un inventario detallado a nivel de central, y de cada una de las unidades en las centrales, de informacin sobre los combustibles utilizados (segn sus caractersticas de contenido de azufre y otros compuestos), as como sobre las tecnologas de combustin y en su caso de control de emisiones, para hacer estudios ms detallados que representen con mayor confianza las condiciones de cada planta. Dicho inventario no est disponible para Centroamrica, por lo que en esta evaluacin se ha hecho el supuesto de que las centrales existentes no cuentan con tecnologas de control. Se reconoce que este supuesto puede cambiar en los prximos aos y que algunas plantas, particularmente las financiadas con fondos internacionales, pueden contar con controles para las emisiones.

Dado que el objetivo de este estudio es tener una primera evaluacin de externalidades para Centroamrica con el fin de tener una primera aproximacin sobre los impactos ambientales, se considera que los supuestos son razonables, ya que representan las condiciones de las centrales y las emisiones de los pases. Las emisiones consideradas para cada central se muestran en el grfico 7.

31

GRFICO 7 CENTROAMRICA: EMISIONES DE CONTAMINANTES PRIMARIOS DE LAS

CENTRALES SELECCIONADAS, 2008 (En toneladas)

0 5 000 10 000 15 000 20 000 25 000

G5

N7

H4

N5

CR2

G4

N4

G3

G2

G1

N2

CR1

H1

CO NOX SO2 PM10

Fuente: Elaboracin propia con datos de CEPAL. Nota: Las siglas del eje Y de este grfico representan las centrales trmicas consideradas por este estudio. Vase el cuadro 2 en la pgina 28 para su desglose.

GRFICO 8 CENTROAMRICA: EMISIONES DE GASES DE EFECTO INVERNADERO

DEL SUBSECTOR ELCTRICO, 2008 (En toneladas)

0

200 000

400 000

600 000

800 000

1 000 000

1 200 000

1 400 000

1 600 000

1 800 000

2 000 000

2 200 000

2 400 000

2 600 000

Costa Rica El Salvador Guatemala Honduras Nicaragua Panam

Fuente: Elaboracin propia.

32

B. DISPERSIN DE CONTAMINANTES

Como se mencion, en este estudio se utiliza el modelo RUWM del modelo SIMPACTS, proporcionado por la Agencia Internacional de Energa Atmica. En dicho modelo se incluyen ecuaciones basadas en estudios para simplificar la metodologa vas de impacto aplicada por la Unin Europea en el proyecto ExternE. Como se explic en la metodologa, el modelo, permite determinar de forma aproximada el impacto fsico y los costos en salud humana ante la exposicin a contaminantes primarios y secundarios. Resuelve de forma analtica la funcin de dao. Para la estimacin considera informacin meteorolgica promedio o condiciones tpicas y asume una rosa de vientos uniforme.

Este modelo mejora las estimaciones del modelo bsico SUWM tambin incluido en el SIMPACTS por medio de la aplicacin de cinco coeficientes, que a su vez dependen de las variables ms relevantes que influyen en la dispersin de contaminantes: la altura de la chimenea, las caractersticas de la localidad (urbana o rural), la velocidad de decaimiento de los gases y de las partculas, entre otros17. Se precisa que en este estudio se consider conveniente correr este modelo a fin de poder modelar ms plantas y tener una evaluacin representativa de los seis pases centroamericanos analizados. Sin embargo, en futuros estudios se recomienda aplicar modelos de dispersin ms detallados, particularmente en las plantas que en este estudio se identifican como de mayor impacto.

C. FUNCIONES EXPOSICIN-RESPUESTA CONSIDERADAS

En rigor, las funciones exposicinrespuesta deberan obtenerse en el sitio de la fuente de emisin, para tomar en cuenta la incidencia de factores naturales y socioeconmicos locales. Sin embargo, debido al costo y complejidad de los estudios epidemiolgicos, no se cuenta con estudios por sitio, por lo que se recurri a estudios realizados en otras zonas o pases, incluidos algunos meta-anlisis, para seleccionar las IRR. El meta-anlisis, conocido tambin como anlisis de anlisis, incluye un conjunto de procedimientos estadsticos que combinan los resultados de varios estudios epidemiolgicos independientes, considerados compatibles, con el propsito de integrarlos en un resultado global.

En general, aseverar que la contaminacin produce daos en la salud humana pareciera contar con un mayor grado de certeza que atribuir un dao especfico a un contaminante en particular. Sin embargo, a nivel mundial, los resultados ms consistentes se han encontrado al determinar los efectos de las partculas, las que comprenden una mezcla de contaminantes slidos o lquidos cuya composicin vara de un lugar a otro (Rabl, 2002).

De acuerdo con el enfoque de la metodologa ExternE, las funciones exposicin-respuesta para las partculas PM10, el SO2 y el ozono (que no fue considerado en este estudio) se definen de forma independiente, y a partir de ellas se derivan las funciones para PM2,5, sulfatos y nitratos.

1. Tasas de incremento de riesgo relativo

En este proyecto se utilizaron como referencia principal los valores de IRR resultantes del meta-anlisis del proyecto Ecosistema Urbano y Salud de los Habitantes de la Zona Metropolitana del Valle de Mxico (ECOURS) (Csar y otros, 2000). Para este meta-anlisis se consideraron los estudios publicados sobre efectos en la salud humana por exposicin a ozono y PM10 en las bases de datos Medline, Pubmed, Biomednet,

17 Para mayor detalle sobre los coeficientes de transferencia, consltese Spadaro, 2002.

33

Aries, y se incluy tambin un anlisis de las principales publicaciones mexicanas. Al aplicar criterios de exclusin e inclusin, se seleccionaron un total de 126 estudios. Adems, se consideraron las recomendaciones de la metodologa del OIEA para el modelo SIMPACTS, elaboradas por Ari Rabl (Rabl, 2002), quien analiz una serie de estudios epidemiolgicos relacionados con partculas PM10, y recomend valores de IRR. Se utiliz tambin el estudio de Ostro sobre el mismo contaminante publicado por la OMS. Los valores de las tres referencias se muestran en el cuadro 4.

CUADRO 4 INCREMENTO DE RIESGO RELATIVO (IRR) PARA PM10 DE DIFERENTES REFERENCIAS

(En porcentajes de incremento por g/m3)

Impactos en salud Poblacin afectada ECOURS a Rabl b Ostro c

1. Mortalidad crnica + 30 aos 0,384 0,46 0,42 2. Mortalidad aguda Total 0,101 0,123 3. Bronquitis crnica + 18 aos 0,360 2,14 0,0000612 d 4. Admisiones hospitalarias Respiratorias Total 0,139 0,04 0,000012 d Cardio-cerebro vasculares Total 0,060 0,1 5. Visitas a salas de urgencia Total 0,311 0,0000235 d 6. Das de actividad restringidos + 18 aos 0,774 0,26 0,3 7. Crisis aguda de asma Asmticos 0,774 0,059 d 8. Tos crnica Nios 0,030

Fuente: Especificadas en las columnas respectivas. a En el estudio de la zona del Valle de Mxico, los IRR estn dados en porcentaje de cambio por cada 10 g/m3 de PM10, de forma que se volvieron a calcular para este cuadro. b Vase Rabl (2002). c Vase Ostro (1996). d Para este caso, el IRR est dado en nmero de casos por g/m3 de PM10 anual. Para compararlos con los valores de los otros estudios de referencia, los IRR del estudio ECOURS y los propuestos por Rabl se multiplicaron por la tasa basal, quedando en casos por g/m3 de PM10 anual.

Con base en la informacin analizada se decidi utilizar el IRR de menor valor para cada impacto (vase el cuadro 5), con objeto de realizar una estimacin conservadora del dao. En este cuadro no se contempl la mortalidad aguda por PM10, para evitar incurrir en un doble conteo, pues se supone que est incluida en la mortalidad crnica, de acuerdo con la metodologa de ExternE.

A partir de las funciones para PM10 se derivaron las correspondientes a PM2,5, sulfatos y nitratos, tomando en consideracin los criterios de ExternE en su actualizacin de 2005. Dichos criterios reparan en las siguientes relaciones de toxicidad para estimar las pendientes de las funciones para los sulfatos y nitratos:

Toxicidad de sulfatos igual a la de PM10 (SFER sulfatos = SFER PM10),

Toxicidad de nitratos igual a la mitad de PM10 (SFER nitratos = 0,5 SFER PM10).

Estas aproximaciones introducen algunas imprecisiones, ya que se les ha asignado un efecto que corresponde a una mezcla de contaminantes. En realidad, no se puede precisar con exactitud qu contaminante de la mezcla es el responsable de los mayores efectos. Esto se complica si se considera que los estudios epidemiolgicos para PM10 se han realizado en la atmsfera de ciudades con diferente

34

composicin qumica de partculas, y no slo las provenientes de la generacin de electricidad, como es el caso del presente estudio.

No existe informacin de estudios locales sobre los efectos de los xidos de azufre en la salud, que pudiera ser utilizada en este estudio. Se decidi as analizar el impacto de estos contaminantes solamente por su contribucin en la formacin de sulfatos, contaminantes secundarios, cuyo impacto en la salud, como se seal anteriormente, se trata en este estudio como partculas PM10.

Es por ello que con base en el anlisis de otros estudios de referencia, especialmente ExternE, se seleccionaron los impactos que se muestran en el cuadro 5. En dicho cuadro se presentan tambin los valores de IRR seleccionados para este estudio debido a que conllevan un menor impacto, a fin de realizar una estimacin conservadora del dao. Se precisa que para evitar un problema de doble conteo, se decidi utilizar nicamente el impacto de das de actividad restringidos (DAR) y no el indicador de das de trabajo perdidos (DTP). En algunos estudios ambos indicadores se utilizan de forma simultnea, aunque podra existir un problema de doble conteo.

El problema del doble conteo aparece principalmente en el tratamiento de los das de actividad restringidos (DAR) y los das de trabajo perdidos (DTP). Las admisiones hospitalarias y los das de trabajo perdidos se incluyen en los das de actividad restringidos (Rabl, 2002). Por ello, se recomienda calcular un valor de DAR neto, es decir, se debe restar a su valor inicial una porcin de los das de trabajo perdidos y las admisiones hospitalarias (respiratorias y cardiovasculares). Al no contar con funciones para los das de trabajo perdidos, se calcul la variacin de los costos del dao al usar un valor total de DAR (a pesar de incurrir en doble conteo) o un valor neto de DAR. Se pudo apreciar que el doble conteo no super 1% de los costos totales, por lo que se decidi considerar la funcin de das de actividad restringidos sin restar la prdida laboral por admisiones hospitalarias.

CUADRO 5 IRR SELECCIONADOS PARA PM10, SULFATOS Y NITRATOS

(En porcentajes de incremento en el riesgo relativo por g/m3)

Impactos en salud Poblacin IRR para PM10 a

sulfatos IRR para nitratos 1. Mortalidad crnica + 30 aos 0,384 0,192 2. Bronquitis crnica + 30 aos 0,360 0,180 3. Admisiones hospitalarias Respiratoria Total 0,040 0,020 Cardio-cerebro vasculares +65 0,060 0,030 4. Das de actividad restringidos + 20 aos 0,260 0,130 5. Crisis aguda de asma Asmticos 0,774 0,387 6. Tos crnica Nios 0,030 0,015

Fuente: (CEPAL-SEMARNAT, 2004 y 2007). a Casos por g/m3 de PM10 anual.

2. Tasas de incidencia y de mortalidad

Para evaluar la morbilidad se usaron las tasas de referencia de Mxico (CEPAL-SEMARNAT, 2004 y 2007), al no contar con las tasas para cada localidad donde se encuentran las instalaciones analizadas. Emplear las tasas de incidencia de Mxico u otra que no corresponda a la regin donde se realiza el estudio no es lo ptimo, pues existen muchos factores locales que inciden en el nmero de casos de una enfermed