FIGURA 1.15
Esquema de agrupamiento de fuentes pequeñas como fuentes de área
1.3.2 ¿Cómo se calculan los inventarios de emisiones?
Hay dos enfoques que se aplican para estimar emisiones atmosféricas: enfoque desde arriba (top-down) y enfoque desde abajo (bottom-up).
El enfoque desde arriba significa que las emisiones se estiman a partir de datos nacionales o regionales; por ejemplo: cantidad de combustible consumido, de productos manufacturados o la distancia recorrida por los vehículos en ruta. Luego los datos nacionales o regionales son escalados para el área del inventario usando alguna medida de actividad directa o indirectamente relacionada a las emisiones: datos demográficos, estadísticas de empleo, volúmenes de venta, etcétera. Por ejemplo, si se conocen las ventas totales de pintura a escala regional y la superficie construida en el área de estudio se pueden utilizar para escalar las emisiones de compuestos orgánicos volátiles (COV), producto de la evaporación de los solventes empleados en las pinturas.
En el enfoque desde abajo, las estimaciones se hacen para cada fuente y los resultados se suman para obtener la emisión en toda el área geográfica.
Las características de ambas metodologías se presentan en la Tabla 1.1. El número de fuentes cuyas emisiones se monitorean en forma continua es muy limitado, por lo que para la mayoría de las fuentes es necesario estimar las emisiones usando indicadores de actividad, tales como consumos de combustibles, kilómetros recorridos por los vehículos en ruta, producción industrial o alguna otra medida de actividad asociada a las emisiones. Las distintas alternativas que se pueden seguir se resumen en la Tabla 1.2.
TABLA 1.1 Características de las metodologías de estimación de emisiones
| Enfoque desde arriba | Enfoque desde abajo |
| Se usan para fuentes de área. Se necesitan recursos relativamente bajos para agregar todo un tipo de fuentes en una zona dada. | Se usan normalmente solo para fuentes puntuales, aunque cuando hay recursos suficientes y la emisión es relevante (caso del sector transporte), entonces se justifica dedicar recursos a estimar esa emisión a partir de datos detallados del tráfico en la zona. |
| Se emplean cuando no hay datos locales y es costoso recopilarlos, o bien el uso final no justifica mucho detalle espacial. | Se necesitan más recursos para recopilar información local sobre niveles de actividad, tipos de fuentes de emisión y sus factores de emisión representativos. |
| Se utilizan factores de emisión promedio o totales nacionales de emisiones (ya compilados) para estimar emisiones en una zona, escalando por población total, población empleada, etc. | Los resultados son más precisos debido a que son recolectados para cada fuente individual, sin hacer un proceso de extrapolación espacial. |
| Un problema potencial es la pérdida de precisión en la estimación debido al proceso de extrapolación. | Un problema potencial es que dejen de considerarse algunas fuentes en la recopilación, ya que no se consiguen todos los datos locales específicos (caso de actividades informales como venta de leña). |
Cuando se disponen de factores de emisión (Tabla 1.2) y niveles de actividad de la fuente, la emisión se estima mediante la expresión:
Emisión = Nivel de Actividad x Factor de Emisión Específico Ecuación 1.1
Para la mayoría de los contaminantes, la mayor fuente de emisión es el consumo de combustibles. Luego, la recopilación y análisis de datos de ventas de combustible es una parte significativa del procesamiento de la información para construir el inventario de emisiones. Un aspecto relevante es el análisis de combustibles que se almacenan, como es el caso de carbón y madera, donde las ventas no están necesariamente equiparadas temporalmente con los consumos. En el caso de los combustibles del transporte puede haber diferencias geográficas significativas entre el punto de distribución y donde se utiliza; el ejemplo típico son los puertos y aeropuertos.
En cuanto sea posible, se deberían emplear factores de emisión medidos localmente, que reflejan las condiciones locales y la práctica industrial. Sin embargo, esa información solo existe en detalle en países desarrollados, ya que en países en desarrollo el número de fuentes medidas en forma continua es limitado para producir estimadores robustos de factores de emisión. En esos casos solo queda como alternativa usar factores de emisión extranjeros, lo cual tiene las limitaciones implícitas en todo proceso de extrapolación: las condiciones de aplicación no son necesariamente las mismas que en las condiciones en que se obtuvieron los factores de emisión.
TABLA 1.2 Métodos de estimación de emisiones
| Monitoreo continuo de emisiones | Estos monitores (CEMS) miden con alta frecuencia las emisiones, las registran y entregan directamente el valor buscado (por ejemplo, con frecuencia horaria). También se pueden usar para estimar emisiones en distintas condiciones de operación, o para totales diarios, semanales, etc. Ejemplo: termoeléctricas. |
| Muestreos discretos en la fuente | Las tasas de emisión se miden a partir de muestreos realizados en chimeneas o ductos de descarga de gases. Con esas tasas instantáneas se pueden extrapolar las tasas anuales utilizando información de la fuente (% de horas anuales en operación, etc.). Ejemplo: chimeneas de calderas de procesos industriales. |
| Balances de masa | La emisión se estima a partir de datos de las entradas y salidas de una sustancia en un proceso dado. Ejemplo: SO2 de fundiciones de cobre. |
| Factores de emisión | Un factor de emisión es el cociente de la emisión de un contaminante a un nivel de actividad de la planta que se puede medir fácilmente, como el consumo de combustible o la cantidad de producto obtenido, de manera de aplicar la ecuación 1.1. Ejemplo: emisión de MP10 por tonelada de cemento producido.Los factores de emisión se determinan haciendo campañas de medición específicas dentro de una categoría de fuentes (ejemplo: plantas de celulosa), por lo que representan valores promedio típico de una categoría industrial, pero no necesariamente a una fuente específica. Se han publicado factores de emisión para muchas categorías de fuentes.4 |
| Análisis de combustibles | El contenido de ciertos elementos en un combustible permite estimar su presencia en la corriente gaseosa de salida mediante un balance de masa. Por ejemplo, la emisión de SO2 causada por la combustión de petróleo se puede calcular conociendo el porcentaje en masa del azufre en el petróleo, de manera que por cada kg de azufre quemado se forman 2 kg de SO2. |
| Modelos de estimación de emisiones | Se trata de expresiones empíricas que incluyen parámetros de un proceso industrial para estimar las emisiones. Ejemplo: modelo de estimación de emisiones evaporativas de COV almacenados en estanques, que usa la presión de vapor del COV almacenado en función de la temperatura del estanque. |