guia metodologica para estimacion de emisiones vehiculares en ciudades mexicanas

Upload: jose-adalberto-sarricolea-valencia

Post on 04-Jun-2018

226 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    1/112

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    2/112

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    3/112

    Gua metodolgica para la estimacinde emisiones vehiculares en ciudades mexicanas

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    4/112

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    5/112

    Secretara de Medio Ambiente y Recursos NaturalesInstituto Nacional de Ecologa

    Western Governors Association

    Gua metodolgica parala estimacin de emisionesvehiculares en ciudades mexicanas

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    6/112

    ISBN: 978-607-7908-01-2Impreso y hecho en Mxico Printed in Mexico

    Primera edicin: 2009

    Secretara de Medio Ambiente y Recursos NaturalesBlvd. Adolfo Ruiz Cortines 4209. Col. Jardnes de la MontaaC.P. 14210. Delegacin Tlalpan, Mxico, D.F.www.semarnat.gob.mx

    Instituto Nacional de Ecologa (INE-SEMARNAT)Perifrico Sur 5000. Col. Insurgentes CuicuilcoC.P. 04530. Delegacin Coyoacn, Mxico, D.F.www.ine.gob.mx

    COORDINADOR EDITORIAL Y FORMACIN: Ral Marc del Pont LalliDISEO DE LA PORTADA: lvaro FigueroaFOTO DE PORTADA: Claudio Contreras KoobEDICIN PARA INTERNET: Susana Escobar Maravillas

    D.R.

    Coordinacin del documentoGeorgina Echniz Pellicer. Subdirectora de Estudios Estratgicos de la Calidad del Aire,Direccin de Investigacin sobre la Calidad del Aire, Direccin General de Investigacin sobre laContaminacin Urbana y Regional, Instituto Nacional de EcologaVernica Garibay Bravo. Directora de Investigacin sobre la Calidad del Aire, Direccin General deInvestigacin sobre la Contaminacin Urbana y Regional, Instituto Nacional de Ecologa

    Elaboracin del documentoRodolfo Iniestra Gmez. Jefe de Departamento de Pronstico y Modelacin de la Calidad del Aire,Direccin de Investigacin sobre la Calidad del Aire, Direccin General de Investigacin sobre laContaminacin Urbana y Regional, Instituto Nacional de EcologaPorrio Franco Sandoval, Consultor independienteJohn Allen Rogers, Sustainable Transport and Emissions Services CompanyDzoara Tejeda Honstein, LT Consulting GroupJos Andrs Aguilar Gmez.- Subdirector de Modelos e Inventarios de Emisiones, Direccin deInvestigacin sobre la Calidad del Aire, Direccin General de Investigacin sobre la Contaminacin Urbanay Regional, Instituto Nacional de Ecologa

    Apoyo y colaboracin tcnicaCentro de Transporte Sustentable de Mxico, A.C.

    Revisores (en orden alfabtico)Ana Mara Contreras Vigil. Directora General de Gestin de la Calidad del Aire y Registro de Emisiones yTransferencia de Contaminantes, Secretara de Medio Ambiente y Recursos NaturalesVctor Hugo Pramo Figueroa. Director General de Gestin de la Calidad del Aire, Secretara del MedioAmbiente del Distrito FederalSebastian Tolvett. Investigador, International Sustainable Systems Research Center

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    7/112

    PREFACIO 11INTRODUCCIN 13ACRNIMOS Y SIMBOLOGA 19

    1. LOS VEHCULOS AUTOMOTORES COMO FUENTES DE EMISIN 251.1. Procesos de emisin de los vehculos que circulan por caminos yvialidades 26

    1.1.1. Emisiones evaporativas 261.1.2. Emisiones por el tubo de escape 27

    1.2. Contaminantes emitidos por las fuentes vehiculares ysus impactos en el medio ambiente y la salud 271.3. Importancia relativa de las emisiones de fuentes vehiculares30

    2. METODOLOGA DE ESTIMACIN DE EMISIONES VEHICULARES 352.1. Nmero de unidades (NU) 37

    2.1.1. Tipos de vehculos 372.1.2. Fuentes de informacin 40

    2.2. Datos de actividad (DA) 432.2.1. Distribucin por velocidad 432.2.2. Nmero de viajes por da 452.2.3. Uso del aire acondicionado 462.2.4. Fuentes de informacin 46

    2.3. Factores de emisin (FE) 49

    ndice

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    8/112

    2.3.1. Tcnicas directas para obtener factores de emisin 492.3.2. Tcnicas indirectas para obtener factores de emisin 51

    2.4. Otros factores a considerar 512.4.1. Datos de la localidad 52

    3. MODELOS EMPLEADOS EN LA ELABORACIN DE INVENTARIOS DE EMISIONES VEHICULARES 533.1. Modelo MOBILE 53

    3.1.1. Categoras vehiculares 543.1.2. Contaminantes 563.1.3. Insumos generales 57

    3.2. Modelo MOVES 58

    3.2.1. Categoras vehiculares 593.2.2. Contaminantes 603.2.3. Insumos generales 62

    3.3. Modelo IVE 633.3.1. Categoras vehiculares 643.3.2. Contaminantes 663.3.3. Insumos generales 66

    3.4. Modelo COPERT 673.4.1. Categoras vehiculares 683.4.2. Contaminantes 693.4.3. Insumos generales 703.5. Diferencias entre modelos 71

    3.6. Conclusiones y sugerencias 71

    4. EVALUACIN DE CALIDAD DEL INVENTARIO 754.1. Incertidumbre en la informacin y herramientas 75

    4.1.1. Incertidumbre asociada con el modelo de emisiones 76

    4.1.2. Incertidumbre en los datos de entrada a un modelo de emisiones784.2. Incertidumbre de un inventario por sus caractersticas 814.2.1. Precisin geogrca (resolucin) 814.2.2. Nivel requerido de conanza 82

    4.3. Criterios de evaluacin cualitativa de un inventario deemisiones vehiculares 84

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    9/112

    5. REPORTE DE UN INVENTARIO DE EMISIONES DE FUENTES VEHICULARES 915.1. Ttulo 925.2. Agradecimientos 925.3. ndice 935.4. Resumen ejecutivo 935.5. Introduccin 935.6. Caractersticas del inventario 945.7. Integracin del inventario y actualizacin 95

    5.7.1. Panorama general del proceso de desarrollo del inventario 965.7.2. Recopilacin de datos 965.7.3. Metodologa 975.7.4. Aseguramiento de calidad 97

    5.8. Presentacin de resultados 985.9. Anlisis de resultados 985.10. Conclusiones y recomendaciones 995.11. Bibliografa 995.12. Apndices 100

    6. GLOSARIO 101

    REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS 107

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    10/112

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    11/112

    11

    Prefacio

    Como parte del programa de capacitacin en materia de inventarios de emisio-nes, el Instituto Nacional de Ecologa (INE) presenta esta segunda gua anteautoridades, tanto federales como estatales, investigadores, consultores y otrosusuarios interesados en la estimacin de emisiones vehiculares. El objetivo de

    este nuevo instrumento es dar a conocer de manera general lo que son lasemisiones vehiculares, su relevancia y los diversos mtodos que existen paraestimarlas.

    La elaboracin de la presente Gua metodolgica para la estimacin deemisiones vehiculares en ciudades mexicanas fue posible gracias al esfuerzo ycolaboracin de muchos actores, entre ellos la Western Governors Association,la Sustainable Transport and Emissions Services Company y el Centro deTransporte Sustentable.

    En este esfuerzo, las autoridades estatales de medio ambiente tambin con-tribuyeron de manera importante, al proporcionar informacin y como partici-pantes activos en los eventos y talleres organizados por el Instituto Nacionalde Ecologa a lo largo de los cuatro aos que tom conformar esta gua. Enparticular, los gobiernos de Nuevo Len, Morelos, Baja California y del DistritFederal, proporcionaron comentarios de gran valor sobre el documento duranteel taller de retroalimentacin realizado por el INE en octubre de 2008.

    Con esta publicacin se aspira a guiar y orientar a usuarios con diferentes

    niveles de dominio sobre el tema con respecto a los conceptos bsicos, la me-

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    12/112

    12 GUA METODOLGICA PARA LA ESTIMACIN DE EMISIONES VEHICULARES

    todologa y las fuentes de informacin preferidos y ms comnmente utilizadosen la elaboracin de inventarios de emisiones de fuentes mviles, as como susventajas y sus inconvenientes. Tambin se incluyen recomendaciones sobrecmo documentar e interpretar los resultados de un inventario de emisiones defuentes mviles. Los usuarios ms experimentados podrn notar que esta guano es exhaustiva (con el propsito de no confundir al pblico menos conoce-dor del tema) y, sin embargo, constituye una referencia muy completa sobrelas herramientas y fuentes de informacin ms comnmente utilizadas en laestimacin de emisiones de vehculos.

    Por su parte, el Manual para la estimacin de emisiones vehiculares enciudades mexicanas que acompaa a esta gua trata con detalle el uso y lascaractersticas de una herramienta en particular conocida como el modeloInternacional de Emisiones Vehiculares (IVE, por sus siglas en ingls). Estemodelo tiene un amplio potencial de aplicacin en Mxico, por lo que el INEactualmente trabaja en su adaptacin a las condiciones de diferentes ciudadesen nuestro pas.

    Para una gestin de la calidad del aire bien fundamentada, se requiereninventarios de emisiones robustos, conables, transparentes y comparables.La intencin con esta gua es contribuir a lograr este objetivo en el medianoplazo y coadyuvar en el control de las fuentes de emisin que, como los veh-culos, contribuyen ms al deterioro de la calidad del aire en las zonas urbanasde nuestro pas.

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    13/112

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    14/112

    14 GUA METODOLGICA PARA LA ESTIMACIN DE EMISIONES VEHICULARES

    la vida animal y vegetal puede jugar un papel importante en el problema dela contaminacin. Es por ello que existen varias recomendaciones generalesque intentan atender los problemas de contaminacin atmosfrica para mega-ciudades (Mage, D. et. al., 1996; Plaut, P. 1998 y; Fu, L. et al., 2001). Noobstante, un requisito previo para el diseo e implementacin de medidas decontrol y abatimiento es la creacin de un inventario de emisiones con un altonivel de desagregacin espacial y temporal.

    Un inventario de emisiones de contaminantes atmosfricos es un instru-mento estratgico de gestin ambiental que permite identicar a los agentesgeneradores de emisiones, as como los tipos de contaminantes que emite cadauno y su aporte a la atmsfera, permitiendo as guiar las intervenciones o me-didas de control de manera eciente.

    Entonces, es necesario realizar un inventario de emisiones como punto departida en el diseo de cualquier programa de mejoramiento de la calidad delaire, ya que es una herramienta adecuada para (INE-SEMARNAT, 2005):

    Identicar y jerarquizar la contribucin de diferentes fuentes a las emisionestotalesIdenticar los principales contaminantes emitidos en un rea de intersDeterminar los efectos de las medidas de control en las tasas de emisin de

    una reginEstimar los efectos de las emisiones atmosfricas en la calidad del aire atravs de estudios de modelacinIdenticar posibles medidas de reduccin de emisionesApoyar el establecimiento de programas de intercambio de emisiones, yDeterminar las tendencias en los niveles de emisin

    Es claro que los inventarios de emisiones pueden apoyar, de manera e-

    ciente, muchas actividades sobre control y regulacin de emisiones. Sin em-bargo, si se basan en informacin incompleta, errnea o poco conable, estopuede tener graves consecuencias en trminos de costos y ecacia para elcontrol de las emisiones contaminantes. Una evaluacin reciente sobre elestado actual de los inventarios de emisiones en Canad, Estados Unidos yMxico (NARSTO, 2005), concluy que a pesar de los avances logrados enlos ltimos aos en los tres pases, los inventarios de emisiones poseen de-bilidades y deciencias considerables que exigen un esfuerzo adicional para

    ser atendidas.

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    15/112

    INTRODUCCIN 15

    En el caso de Mxico el plan de accin inicial para mejorar los inventa-rios de emisin contempla, entre otras cosas, crear y extender la capacidadde las autoridades ambientales para elaborar inventarios de emisiones. As,el Instituto Nacional de Ecologa ha desarrollado, desde hace ms de unadcada, diversos proyectos enfocados a la generacin de herramientas queayuden a los sectores interesados a elaborar inventarios de emisiones cadavez ms conables. En 1995, en colaboracin con la Agencia de ProteccinAmbiental de los Estados Unidos de Norteamrica (USEPA, por sus siglas eningls) y la Asociacin de Gobernadores del Oeste (WGA, por sus siglas eningls), tambin de los Estados Unidos, el INE llev a cabo elProyecto deInventarios de Emisiones para Mxico (Radian, 1997), el cual tuvo comoobjetivo fundamental proporcionar las herramientas bsicas necesarias parala planeacin, desarrollo y actualizacin de los inventarios de emisiones con-taminantes a la atmsfera y el propio desarrollo del primer inventario nacionalde emisiones. Como resultado, se publicaron ocho manuales que contienenmetodologas generales para la elaboracin de inventarios de emisiones a laatmsfera y que actualmente estn siendo actualizados y mejorados a travsde una nueva serie de guas.

    En el ao 2005 el INE en colaboracin con la WGA public laGua deelaboracin y uso de inventarios de emisionespara Mxico (INE-SEMARNAT2005), la cual integra cuatro de los ocho manuales que originalmente forma-ron parte delProyecto de Inventarios de Emisiones para Mxico, (volmenes I,II, III y VIII). Adems, se contina con la elaboracin de una serie de guas metodolgicas para la elaboracin y usos de inventarios de emisiones de fuentesespeccas, que puedan ser aplicadas en todo el pas por las autoridades locales,estatales y federales para la estimacin de emisiones que sean consistentes yque faciliten en un futuro cercano la integracin y actualizacin de inventariosde emisiones a escala local, regional y nacional. El objetivo de este nuevo ma-

    terial es actualizar los manuales anteriores para facilitar la homologacin de losesfuerzos desarrollados a nivel nacional para la elaboracin, mantenimiento yactualizacin de inventarios de emisiones en Mxico.

    As mismo, en el ao 2006 y gracias al apoyo brindado por la USEPA, laWGA y la CCA, se public elInventario Nacional de Emisiones de Mxico,1999 -INEM, 1999-, (INE-SEMARNAT, 2006), el cual fue desarrollado demanera conjunta por el INE y la Subsecretara de Gestin para la ProteccinAmbiental. El INEM, 1999 es el primer inventario de emisiones a nivel nacional

    en la historia de Mxico y uno de los resultados ms importantes que derivaron

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    16/112

    16 GUA METODOLGICA PARA LA ESTIMACIN DE EMISIONES VEHICULARES

    de este primer inventario fue la identicacin de diversas reas de oportunidad,tales como:

    Mejorar la cobertura y calidad de la informacin usada para estimar las emi-

    siones de las distintas fuentes a diferentes niveles de resolucin espacial ytemporalReducir la incertidumbre en la estimacin de emisiones en las diferentescategoras de fuenteEstablecer prioridades, por fuente de emisin, para la formulacin de facto-res de emisin y datos de actividad especcos para MxicoReforzar la capacidad institucional a nivel federal, estatal y municipal parafomentar la adecuada aplicacin de las metodologas de estimacin deemisionesElaborar y publicar guas y directrices para la homologacin de los inventa-rios locales y nacionales de emisionesPara el caso especco de las fuentes mviles:

    Recopilar e integrar un modelo de demanda de transporteRealizar estudios sobre actividad vehicular por ciudadContar con pruebas vehiculares adicionales para determinar factoresde emisin baseMejorar la informacin sobre caractersticas del parque vehicular

    En atencin a estas limitaciones, y considerando la importancia y la magni-tud de las emisiones generadas por las fuentes vehiculares, durante el ao 2006el INE llev a cabo, en colaboracin con el Centro de Transporte Sustentable(CTS), los estudios denominadosTaller sobre emisiones vehiculares (INE-CTS,2006a) yDiagnstico nacional sobre inventarios de emisiones de fuentes m-viles(INE-CTS, 2006b). Estos estudios tuvieron como objetivo primordial

    hacer un diagnstico sobre la informacin y las herramientas utilizadas paraestimar los inventarios de emisiones de fuentes vehiculares en el pas. A partirde ello, se plane el desarrollo y diseo de una nueva gua metodolgica para laestimacin de emisiones de fuentes vehiculares, que atendiera las necesidadestanto de homologar los inventarios de emisiones locales como de fomentar laadecuada aplicacin de las metodologas de estimacin de emisiones, acordecon las capacidades tcnicas y de informacin disponibles.

    Entre los resultados ms signicativos de los estudios antes mencionados

    destaca que:

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    17/112

    INTRODUCCIN 17

    A excepcin del Distrito Federal, ninguna entidad de la Repblica cuentacon un inventario de emisiones de fuentes vehiculares que cubra todo suterritorioNo existe un conocimiento detallado sobre los mtodos de elaboracin yusos de los inventarios de emisiones de fuentes mviles. Por ejemplo, slonueve entidades federativas tienen experiencia en la elaboracin de inven-tarios de emisiones de fuentes vehiculares y de ellas slo tres han realizadoactualizaciones sistemticas de sus inventarios al menos para alguna ciudaddentro de su territorioLos inventarios de fuentes mviles que existen actualmente han sido de-sarrollados con diferentes modelos, lo que diculta su comparacin. Porejemplo, mientras en unos inventarios se us el modelo de factores deemisin llamado MOBILE5, en otros se usaron las versiones MOBILE6 oMOBILE6-Mxico, generando datos distintos debido a las caractersticasde cada uno de ellosEn su mayora, los inventarios elaborados como parte de los PROAIREmuestran diferencias signicativas, entre s y con el Inventario Nacionalde Emisiones, 1999; por ejemplo, distintos aos base, divergencias en lacaracterizacin de los contaminantes (los hidrocarburos reportados comohidrocarburos totales en unos inventarios o como compuestos orgnicosvoltiles en otros), divergencias en la caracterizacin de la ota vehicular(por ejemplo, diferente nmero y denominacin de categoras vehiculares)y distintos dominios geogrcos (por ejemplo, zonas metropolitanas versusmunicipios), entre otrosLas fuentes de informacin y los mtodos empleados para caracterizar laota vehicular y estimar su actividad y factores de emisin (todos elloselementos indispensables para estimar un inventario de emisiones), son

    generalmente variados y en algunos casos incompletos, inadecuados y/oinsucientes, yNo existen procedimientos estandarizados de control de calidad, ni mane- jo de la incertidumbre asociada con la elaboracin de los inventarios deemisiones

    La presente gua, denominadaGua Metodolgica para la Estimacin deEmisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas, tiene por objeto poner a dispo-

    sicin de las autoridades locales, estatales y federales, responsables de la elabo-

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    18/112

    18 GUA METODOLGICA PARA LA ESTIMACIN DE EMISIONES VEHICULARES

    racin de inventarios de emisiones, as como de instituciones acadmicas y deinvestigacin, una herramienta que permita homologar los procedimientos parala elaboracin y actualizacin de inventarios de emisiones vehiculares en el pas.Es importante destacar que esta gua se reere slo a emisiones del escape devehculos automotores en circulacin, ya que las fuentes mviles que no circulanpor vialidades y caminos (tractores agrcolas, palas mecnicas, gras y equipo deconstruccin), as como otras fuentes de emisin mviles (aeronaves, locomoto-ras, embarcaciones), sern consideradas en otra gua. As mismo, detalles sobrelos diversos usos de los inventarios de emisiones y el tema de preparacin de in-ventarios para modelacin y otros temas generales sobre inventarios ya han sidocubiertos por la Gua de elaboracin y usos de inventarios de emisiones.

    El contenido de esta gua se organiza de la siguiente manera: El captulo 1brinda informacin general sobre los procesos de emisin de los vehculos, lostipos de contaminantes que generan y su importancia relativa, a nivel urbanoy nacional, en Mxico. El captulo 2 presenta la metodologa general utiliza-da para estimar un inventario de emisiones de fuentes vehiculares, as comosobre los insumos necesarios para su aplicacin. El captulo 3 describe cua-tro herramientas de modelacin empleadas en la elaboracin de inventarios deemisiones vehiculares: MOBILE6, MOVES, COPERT e IVE. El captulo 4 cubconceptos generales sobre la calidad del inventario y ofrece herramientas deorientacin hacia una evaluacin cualitativa y cuantitativa del inventario. Elcaptulo 5 describe el contenido mnimo a considerar en la elaboracin de unreporte sobre un inventario de emisiones de fuentes vehiculares, y nalmente,el captulo 6 presenta un glosario en el que se denen algunos de los trminostcnicos ms importantes usados a lo largo de los captulos anteriores.

    Esta gua se complementa con elManual para la estimacin de emisiones ve-hiculares en ciudades mexicanas, en el que se abunda en el uso del Modelo IVE yse proporciona informacin sobre cmo utilizar el modelo en diferentes ciudades,

    dependiendo el grado de avance en la generacin de informacin local con que secuente. Este modelo est siendo actualmente utilizado y alimentado con informa-cin generada por el INE a travs de estudios y mediciones en diversas ciudades.

    Es as que el INE presenta laGua metodolgica de estimacin de emi-siones vehiculares en ciudades mexicanasy elManual para la estimacin deemisiones vehiculares en ciudades mexicanas, con la nalidad de proporcionarelementos bsicos para estandarizar los procesos de elaboracin de inventariosde emisiones vehiculares y con ello fomentar su integracin, desarrollo y actua-

    lizacin de manera uniforme y homognea en el pas.

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    19/112

    19

    Acrnimos y simbologa

    ACET AcetaldehdoACRO AcrolenaBENZ BencenoBUTA Butadienocc CilindradaCCA Comisin de Cooperacin Ambiental de Amrica del NorteCd CadmioCICA Centro de Informacin sobre Contaminacin del Aire entre

    Mxico y Estados UnidosCr CromoCTS Centro de Transporte SustentableCu CobreCFC o CFC ClorouorocarbonosCH4 MetanoCO Monxido de CarbonoCO2 Bixido de CarbonoCONM Compuestos Orgnicos No MetnicosCOP Contaminantes Orgnicos PersistentesCOPERT Computer Programme to Calculate Emissions from Road

    Transport. Modelo europeo de estimacin de emisiones

    vehiculares

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    20/112

    20 GUA METODOLGICA PARA LA ESTIMACIN DE EMISIONES VEHICULARES

    COR Compuestos Orgnicos ReactivosCOT Compuesto Orgnicos TotalesCOV Compuestos Orgnicos VoltilesEEA Environmental European Agency (Agencia Ambiental

    Europea)EPA (1998, Estndares que establecen los lmites mximos permisibles2004 y 2007) de emisin para los vehculos nuevos a diesel con tecnologa

    norteamericana con peso bruto vehicular mayor a 3,856 Kg.EURO (I, II, III, Estndares que establecen los lmites mximos permisiblesIV y V) de emisin para los vehculos nuevos vendidos en Europa.FORM FormaldehdoGLP Gas Licuado de PetrleoGNC Gas Natural ComprimidoGONM Gases Orgnicos No MetnicosGOR Gases Orgnicos ReactivosGOT Gases Orgnicos TotalesGSSR Global Sustainable System Research (Investigacin en siste-

    mas globales sustentables)HAP Hidrocarburos Aromticos PolicclicosHC HidrocarburosHCFC HidroclorouorocarbonosHCNM Hidrocarburos No MetnicosHCT Hidrocarburos TotalesHDDBT Diesel Transit and Urban Buses (Autobuses de transporte ur-

    bano e inter-urbano a diesel)HDDV2b Class 2b Heavy-Duty Diesel Vehicles (8,501-10,000 lbs.

    GVWR) (Vehculos pesados a diesel clase 2b (PBV de 3,856a 4,536 kg))

    HDDV3 Class 3 Heavy-Duty Diesel Vehicles (10,001-14,000 lbs.GVWR) (Vehculos pesados a diesel clase 3 (PBV > 4,536 a6,350 kg))

    HDDV6 Class 6 Heavy-Duty Diesel Vehicles (19,501-26,000 lbs.GVWR) (Vehculos pesados a diesel clase 6 (PBV > 8,845 a11,794 kg))

    HDDV7 Class 7 Heavy-Duty Diesel Vehicles (26,001-33,000 lbs.GVWR) (Vehculos pesados a diesel clase 7 (PBV > 11,794

    a 14,969 Kg.))

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    21/112

    SIGLAS 21

    HDDV8a Class 8a Heavy-Duty Diesel Vehicles (33,001-60,000 lbs.GVWR) (Vehculos pesados a gasolina clase 8a (PBV >14,969 a 27,216 kg))

    HDDV8b Class 8b Heavy-Duty Diesel Vehicles (>60,000 lbs. GVWR) (Vehculos pesados a diesel clase 8b (PBV > 27,216 kg))HDGV2b Class 2b Heavy-Duty Gasoline Vehicles (8,501-10,000

    lbs. GVWR) (Vehculos pesados a gasolina clase 2b (PBV >3,856 a 4,536 kg))

    HDGV3 Class 3 Heavy-Duty Gasoline Vehicles (10,001-14,000 lbs.GVWR) (Vehculos pesados a gasolina clase 3 (PBV > 4,536a 6,350 kg))

    HDGV6 Class 6 Heavy-Duty Gasoline Vehicles (19,501-26,000 lbs.GVWR) (Vehculos pesados a gasolina clase 6 (PBV > 8,845a 11,794 kg))

    HDGV7 Class 7 Heavy-Duty Gasoline Vehicles (26,001-33,000lbs. GVWR) (Vehculos pesados a gasolina clase 7 (PBV >11,794 a 14,969 kg))

    HDGV8a Class 8a Heavy-Duty Gasoline Vehicles (33,001-60,000lbs. GVWR) (Vehculos pesados a gasolina clase 8a (PBV >14,969 a 27,216 kg))

    HFC HidrouorocarbonosINE Instituto Nacional de EcologaINEM Inventario Nacional de EmisionesISSRC International Sustainable System Research Center (Centro Internacional de Investigacin en Sistemas

    Sustentables)IVE International Vehicle Emission Model (Modelo Internacional

    de Emisiones Vehiculares )

    KRV Kilmetros Recorridos por VehculoLDDT12 Light-Duty Diesel Trucks 1and 2 (0-6,000 lbs. GVWR)(Camiones ligeros a diesel 1 y 2 (PBV de 0 a 2,722 kg))

    LDDT34 Light-Duty Diesel Trucks 3 and 4 (6,001-8,500 lbs. GVWR)(Camiones ligeros a diesel 3 y 4 (PBV > 2,722 a 3856 kg))

    LDDV Light-Duty Diesel Vehicles (Passenger Cars) (Vehculos lige-ros diesel (vehculos de pasajeros))

    LDGT1 Light-Duty Gasoline Trucks 1 (0-6,000 lbs. GVWR, 0-3,750

    lbs. LVW) (Camiones ligeros a gasolina 1 (PBV* de 0 a 2,722

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    22/112

    22 GUA METODOLGICA PARA LA ESTIMACIN DE EMISIONES VEHICULARES

    Kg.; PP** de 0 a 1,701 kg))LDGT2 Light-Duty Gasoline Trucks 2 (0-6,000 lbs. GVWR, 3,751-

    5,750 lbs. LV W) (Camiones ligeros a gasolina 2 (PBV de 0a 2,722 Kg.; PP > 1,701 a 2,608 kg))

    LDGT3 Light-Duty Gasoline Trucks 3 (6,001-8,500 lbs. GVWR,0-5,750 lbs. ALVW) (Camiones ligeros a gasolina 3 (PBV >2,722 a 3,856 Kg.; PPA*** de 0 a 2,608 kg))

    LDGV Light-Duty Diesel Trucks 3 and 4 (6,001-8,500 lbs. GVWR)(Vehculos ligeros a gasolina (autos de pasajeros))

    MC MotocicletasMDL Mecanismo de Desarrollo LimpioMOBILE Modelo para el clculo de factores de emisin de vehculos

    automotores de la EPAMOVES Motor Vehicle Emission Simulator (Simulador de emisiones

    vehiculares)MTBE Metil Ter Butil EterN2O xido nitrosoNARSTO North American Research Strategy for Tropospheric Ozone

    (Estrategia de Investigacin sobre Ozono Troposfrico enAmrica del Norte)

    NH3 AmoniacoNH4NO3 Nitrato de amonio(NH4)2SO4 Sulfato de amonioNi NquelNO Monxido de nitrgenoNO2 Bixido de nitrgenoNONROAD Modelo de estimacin de emisiones proveniente de vehculos

    automotores que operan fuera de vialidades y caminos.

    NOx xidos de nitrgenoOTAQ Ofce of Transport and Air Quality (Ocina de Transporte yCalidad del Aire de la EPA)

    Pb PlomoPBV Peso Bruto VehicularPFC PeruorocarbonoPM Partculas, tambin referido como material particuladoPM10 Partculas de dimetro aerodinmico menor a 10

    micrmetros

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    23/112

    SIGLAS 23

    PM2.5 Partculas de dimetro aerodinmico menor a 2.5micrmetros

    PP Peso de PruebaPPA Peso de Prueba AlternativoPROAIRE Programa de Mejoramiento de la Calidad del AireSe SelenioSEMARNAT Secretara de Medio Ambiente y Recursos NaturalesSO2 Bixido de azufreSUV Sport Utility Vehicle (Vehculo utilitario)Tier (I y II) Estndares que establecen los lmites mximos permisibles de

    emisin para los vehculos nuevos a gasolina con tecnologanorteamericana.

    UCR Universidad de California en RiversideULEV Ultra Low Emission Vehicle (Vehculo de ultra baja emisin)UNFCCC Convencin Marco de las Naciones Unidas sobre Cambio

    ClimticoUSEPA United States, Environmental Protection Agency (Agencia

    de Proteccin Ambiental de Estados Unidos)VIN Nmero de Identicacin VehicularVMT Vehicle Miles Traveled (Millas Recorridas por Vehculo)WGA Western Governors Association (Asociacin de Gobernadores

    del Oeste de los Estados Unidos)ZMG Zona Metropolitana de GuadalajaraZMM Zona Metropolitana de MonterreyZMVM Zona Metropolitana del Valle de MxicoZMVP Zona Metropolitana del Valle de PueblaZMVT Zona Metropolitana del Valle de TolucaZn Zinc

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    24/112

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    25/112

    25

    1. Los vehculos automotores comofuentes de emisin

    Esta gua se enfoca en la estimacin de las emisiones provenientes del escapede los vehculos automotores, tales como motocicletas, vehculos de pasajeros,camiones y autobuses, todos ellos diseados para circular en la va pblica. Porlo general las emisiones de una sola unidad, de cualquiera de estos vehculos,son muy bajas comparadas con las emisiones de una chimenea industrial. Sinembargo, debido a la cantidad de vehculos en circulacin, en muchas ciuda-des representan la fuente principal de contaminacin. Conducir un vehculode pasajeros privado es quizs la actividad diaria ms contaminante que elciudadano comn realiza y, a diferencia de las chimeneas industriales, es prc-ticamente imposible medir las emisiones de cada uno de los vehculos que cir-culan en una zona determinada; por lo tanto, se necesita utilizar herramientasdistintas y especializadas para estimar las emisiones de las fuentes mviles enconjunto.

    En las siguientes secciones de este captulo se brinda informacin generalsobre los procesos de emisin de los vehculos, ya que las emisiones del esca-pe no son las nicas que se asocian a stos. Tambin, se detallan los tipos decontaminantes que generan y su importancia relativa a nivel urbano y nacionalen Mxico.

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    26/112

    26 GUA METODOLGICA PARA LA ESTIMACIN DE EMISIONES VEHICULARES

    1.1. PROCESOS DE EMISIN DE LOS VEHCULOSQUE CIRCULAN POR CAMINOS Y VIALIDADES

    Los vehculos automotores propulsados por motores de combustin interna pro-ducen, en general, tres tipos de emisiones de gases contaminantes: a) emisionesevaporativas y b) emisiones por el tubo de escape (Figura 1-1), as como c)emisiones de partculas por el desgaste tanto de los frenos como de las llantas. Acontinuacin se comentan nicamente las emisiones evaporativas y las emisio-nes por el tubo de escape, ya que las emisiones de partculas por el desgaste de losfrenos y de las llantas no son cubiertas por el alcance de esta gua.

    FIGURA 1.1. PROCESO DE EMISIN DE CONTAMINANTES EN VEHCULOS AUTOMOTORES

    Evaporacin de hidrocarburos:En reposo con el motor calienteEn circulacinEn reposo con el motor fro

    Evaporacin de hidrocarburos:Ciclo diurnoDurante la recarga de combustible

    Emisiones deescape:HidrocarburosMonxido decarbonoxidos de nitrgenoPartculasSulfatosContaminantestxicos

    Fuente:INE-SEMARNAT, 2005.

    1.1.1. Emisiones evaporativas

    Las emisiones causadas por la evaporacin de combustible pueden ocurrircuando el vehculo est estacionado y tambin cuando est en circulacin; sumagnitud depende de las caractersticas del vehculo, factores geogrcos ymeteorolgicos, como la altura y la temperatura ambiente y, principalmente,de la presin de vapor del combustible. La variedad de procesos por los que sepresentan emisiones evaporativas en los vehculos incluye:

    Emisiones diurnas: Son generadas en el sistema de combustible del ve-hculo debido a los cambios de temperatura a travs de las 24 horas

    del da.

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    27/112

    LOS VEHCULOS AUTOMOTORES COMO FUENTE DE EMISIN 27

    Emisiones del vehculo recin apagado con el motor caliente: Se presentanuna vez que se apaga el motor, debido a la volatilizacin del combustiblepor su calor residual.Emisiones evaporativas en circulacin: Se presentan cuando el motor est

    en operacin normal.Emisiones evaporativas del vehculo en reposo con el motor fro: Ocurrenprincipalmente debido a la permeabilidad de los componentes del sistemade combustible.Emisiones evaporativas durante el proceso de recarga de combustible:Consisten de fugas de vapores del tanque de combustible durante el proce-so de recarga; se presentan mientras el vehculo est en las estaciones deservicio y para efectos de inventarios de emisiones, son tratadas tpicamen-te como fuente de rea.

    1.1.2. Emisiones por el tubo de escape

    Las emisiones por el tubo de escape son producto de la quema del combustible(sea ste gasolina, diesel u otros como gas licuado o biocombustibles) y com-prenden a una serie de contaminantes tales como: el monxido y bixido de car-bono, los hidrocarburos, los xidos de nitrgeno y las partculas. Adems, ciertoscontaminantes presentes en el combustible como el azufre y, hasta hace algunosaos, el plomo se liberan al ambiente a travs del proceso de combustin. Lasemisiones por el tubo de escape dependen de las caractersticas del vehculo, sutecnologa y su sistema de control de emisiones; los vehculos ms pesados oms potentes tienden a generar mayores emisiones por kilmetro recorrido y lasnormas que regulan la construccin de vehculos determinan tanto su tecnologaas como la presencia o ausencia de equipos de control de emisiones, como losconvertidores catalticos. El estado de mantenimiento del vehculo y los factores

    operativos, la velocidad de circulacin, la frecuencia e intensidad de las aceleraciones y las caractersticas del combustible (como su contenido de azufre) juegan unpapel determinante en las emisiones por el escape.

    1.2. Contaminantes emitidos por las fuentes vehicularesy sus impactos en el medio ambiente y la salud

    La gasolina y el diesel son mezclas, principalmente, de hidrocarburos, com-

    puestos que contienen tomos de hidrgeno y carbono. Si la combustin en

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    28/112

    28 GUA METODOLGICA PARA LA ESTIMACIN DE EMISIONES VEHICULARES

    un motor fuera perfecta, el oxgeno en el aire convertira todo el hidrgenodel combustible en agua y todo el carbono en dixido de carbono. En la reali-dad, el proceso de combustin no es perfecto y, en consecuencia, los motoresde los automviles emiten varios tipos de contaminantes. En el cuadro 1-1se muestran algunos de los contaminantes que son emitidos por las fuentesvehiculares.

    CUADRO 1.1. ALGUNOS CONTAMINANTES EMITIDOS POR LOS AUTOMVILES

    Tipo de emisin Contaminantes emitidosPor el tubo de escape Hidrocarburos, monxido de carbono, xidos de nitr-

    geno partculas, bixido de carbono, bixido de azufre,plomo (slo en el caso de gasolinas con plomo), amo-niaco y metano

    Evaporativas Hidrocarburos

    A continuacin se describen de manera muy breve su importancia es-peccamente en trminos de sus impactos en la salud y el ambiente (INE-SEMARNAT, 2005):

    Hidrocarburos (HC): Las emisiones de hidrocarburos resultan cuando no se

    quema completamente el combustible en el motor. Existe una gran varie-dad de hidrocarburos emitidos a la atmsfera y de ellos los de mayor inters,por sus impactos en la salud y el ambiente, son los compuestos orgnicosvoltiles (COV). Estos compuestos son precursores del ozono y algunosde ellos, como el benceno, formaldehdo y acetaldehdo, tienen una altatoxicidad para el ser humano.Monxido de carbono (CO): El monxido de carbono es un producto de

    la combustin incompleta y ocurre cuando el carbono en el combustible seoxida slo parcialmente. El monxido de carbono se adhiere con facilidad ala hemoglobina de la sangre y reduce el ujo de oxgeno en el torrente san-guneo ocasionando alteraciones en los sistemas nervioso y cardiovascular.xidos de nitrgeno (NOx): Bajo las condiciones de alta temperatura ypresin que imperan en el motor, los tomos de nitrgeno y oxgeno delaire reaccionan para formar monxido de nitrgeno (NO), bixido de nitr-geno (NO2) y otros xidos de nitrgeno menos comunes, que se conocen

    de manera colectiva como NOx. Los xidos de nitrgeno, al igual que los

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    29/112

    LOS VEHCULOS AUTOMOTORES COMO FUENTE DE EMISIN 29

    hidrocarburos, son precursores de ozono. As mismo, con la presencia dehumedad en la atmsfera se convierten en cido ntrico, contribuyendo deesta forma al fenmeno conocido como lluvia cida. La exposicin agudaal NO2 puede incrementar las enfermedades respiratorias, especialmenteen nios y personas asmticas. La exposicin crnica a este contaminantepuede disminuir las defensas contra infecciones respiratorias.Bixido de azufre (SO 2): El SO2 es un gas incoloro de fuerte olor, que seproduce debido a la presencia de azufre en el combustible. Al oxidarse enla atmsfera produce sulfatos, que forman parte del material particula-do. Este compuesto es irritante para los ojos, nariz y garganta, y agravalos sntomas del asma y la bronquitis. La exposicin prolongada al bixi-do de azufre reduce el funcionamiento pulmonar y causa enfermedadesrespiratorias.Partculas (PM): Las partculas tambin son producto de los procesos decombustin en el motor de los vehculos. Este contaminante es uno delos que tiene mayores impactos en la salud humana; ha sido asociado conun aumento de sntomas de enfermedades respiratorias, reduccin de lafuncin pulmonar, agravamiento del asma, y muertes prematuras por afec-ciones respiratorias y cardiovasculares.Plomo (Pb) y otros aditivos metlicos: Su empleo como antidetonante en

    la gasolina ha propiciado durante mucho tiempo emisiones que han de-mostrado tener impactos nocivos en el coeciente intelectual de los nios.Sin embargo, desde 1998 las gasolinas que se comercializan en Mxico nocontienen plomo.Amoniaco (NH 3): Las emisiones de amoniaco cobran importancia am-biental por el hecho de que este contaminante suele reaccionar con SOxy NOx para formar partculas secundarias tales como el sulfato de amonio[(NH4)2SO4] y el nitrato de amonio (NH4NO3), las cuales tienen un im-

    pacto signicativo en la reduccin de la visibilidad. La exposicin a concen-traciones altas de este contaminante puede provocar irritacin de la piel,inamacin pulmonar e incluso edema pulmonar.Bixido de carbono (CO 2): El bixido de carbono no atenta contra la saludpero es un gas con importante efecto invernadero que atrapa el calor de latierra y contribuye seriamente al calentamiento global.Metano (CH 4): El metano es tambin un gas de efecto invernadero genera-do durante los procesos de combustin en los vehculos. Tiene un potencial

    de calentamiento 21 veces mayor al del bixido de carbono.

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    30/112

    30 GUA METODOLGICA PARA LA ESTIMACIN DE EMISIONES VEHICULARES

    xido nitroso (N 2O): Este contaminante, que pertenece a la familia de losxidos de nitrgeno, tambin contribuye al efecto invernadero y su poten-cial de calentamiento es 310 veces mayor que el bixido de carbono.

    1.3. Importancia relativa de las emisiones de fuentes vehiculares

    La contribucin de las emisiones de los vehculos automotores en Mxico a lasemisiones totales a nivel nacional es considerable. De acuerdo con el primerInventario Nacional de Emisiones de Mxico, 1999, los vehculos automotorescontribuyeron con el 31% de las emisin de xidos de nitrgeno, 62% de mo-nxido de carbono y 22% de las emisiones totales estimadas de compuestosorgnicos voltiles. Al mismo tiempo son una fuente importante de emisin departculas y sobre todo de las partculas ms nas, y aunque las emisiones sonmenores que las de otros contaminantes, sus impactos en la salud son mayores(gura 1.2), (INE-SEMARNAT, 2006).

    FIGURA 1-2. EMISIONES ANTROPOGNICAS POR TIPO DE FUENTE A NIVEL NACIONAL (INEM,1999)

    Fuente: Elaboracin propia, INE, con datos de INE-SEMARNAT, 2006.

    El cuadro 1.2 muestra la contribucin porcentual del sector transporte a lasemisiones de origen antropognico en diversas ciudades, con base en sus inventa-rios de emisiones o programas PROAIRE. En este cuadro se pueden observar dosaspectos relevantes. Por un lado, se aprecia que los vehculos automotores con-tribuyen mayormente a las emisiones totales de contaminantes como CO, NOx

    y PM, y en menor magnitud a las emisiones de contaminantes como SO2 y NH3.

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    31/112

    LOS VEHCULOS AUTOMOTORES COMO FUENTE DE EMISIN 31

    Por otro lado, resalta tambin evidente el hecho de que en los diferentes inventa-rios locales, se consideran diversas formas de representar a los hidrocarburos.

    CUADRO 1.2. CONTRIBUCIN PORCENTUAL DE LAS EMISIONES VEHICULARES AL TOTAL DE EMISIONES EN DIFERENTES CIUDADES O ZONAS METROPOLITANAS DE MXICO

    NE: no estimado.1. Inventario de emisiones 2004 de la Zona Metropolitana del Valle de Mxico ZMVM-,

    (SMA-GDF, 2004)2. Programa para el mejoramiento de la calidad del aire de la Zona Metropolitana de Gua-

    dalajara ZMG-, 1997-2001 (GEJ et al., 1997)3. Programa de administracin de la calidad del aire del rea Metropolitana de Monterrey

    ZMM-, 1997-2000, (GENL et al., 1997)4. Programa de gestin de la calidad del aire en la Zona Metropolitana del Valle de Puebla

    ZMVP-, 2006-2011, (SMRN-Puebla, 2006)5. Aire limpio: programa para el valle de Toluca, 1997-2000, (GEM et al., 1997)6. Programa para mejorar la calidad del aire en Salamanca, 2003-2006, (GEG et al.,

    2004)7. Programa de gestin de la calidad del aire de Ciudad Jurez, 2006-2012, (HECH et al.,

    2006)8. Programa para mejorar la calidad del aire de Mexicali, 2000-2005, (GEBC et al.,

    1999)9. Programa para mejorar la calidad del aire Tijuana-Rosarito, 2000-2005, (GEBC et al.,

    2000)

    Fuente: Elaboracin propia INE.

    Ciudad ozona

    Contaminante

    CO NOx NH3 SO2 COT/GOT/HC

    COV PM10 PM2.5 Partculas

    ZMVM1 99 82 22 50 25 36 24 59 NEZMG2 100 91 NE 30 57 NE NE NE 78ZMM3 100 64 NE 8 66 NE NE NE 11ZMVP4 96 81 NE 3 51 NE 5 NE NEZMVT5 100 90 NE 16 58 NE NE NE 65Salamanca6 87 38 NE 1 74 NE 11 NE NECd. Jurez7 91 51 NE 2 55 NE 9 18.2 NEMexicali8 91 81 NE 25 61 NE 1 NE NETijuanaRosarito9

    94 82 NE 3 48 NE 4 NE NE

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    32/112

    32 GUA METODOLGICA PARA LA ESTIMACIN DE EMISIONES VEHICULARES

    F I G U R A 1

    . 3 . D

    E S C R I P C I N D E L O S G R U P O S D E H I D R O C A R B U R O S

    C a r b o n a t o s

    C a r b u r o s m e t

    l i c o s

    M o n

    x i d o

    d e c a r b o n o

    B i x i d o

    d e c a r b o n o

    c i d o c a r b

    n i c o

    M e t a n o

    E t a n o

    A l d e h

    d o s

    B e n c e n o

    X i l e n o

    T o l u e n o

    E t i l - b e n c e n o

    P r o p a n o

    O t r o s

    h i d r o c a r

    b u r o s

    A c e

    t o n a

    P e r c

    l o r o e t

    i l e n o

    C l o r u r o

    d e m e t

    i l e n o

    M e t

    i l c l o r o f o r m o

    C F C s

    H C F C

    H F C s

    P F C s

    C o m

    p u e s

    t o s

    O r g

    n i c o s

    T o t a l e s

    C O T

    G a s e s

    O r g

    n i c o s

    T o t a l e s -

    G O T

    C o m p u e s

    t o s

    O r g

    n i c o s

    V o l

    t i l e s

    C O V

    G a s e s

    O r g

    n i c o s

    R e a c t

    i v o s

    G O R

    C o m p u e s

    t o s

    O r g

    n i c o s

    R e a c t

    i v o s -

    C O R

    C a r

    b o n a

    t o s

    C a r

    b u r o s m e t

    l i c o s

    M o n

    x i d o

    d e c a r b o n o

    B i x i

    d o d e c a r b o n o

    c i

    d o c a r b

    n i c o

    A c e t o n a

    P e r c l o r o e

    t i l e n o

    C l o r u r o

    d e m e t

    i l e n o

    M e t i

    l c l o r o

    f o r m o

    C F C s

    H C F C

    H F C s

    P F C s

    M e t a n o

    E t a n o

    A l d e h

    d o s

    B e n c e n o

    X i l e n o

    T o l u e n o

    E t i l - b e n c e n o

    P r o p a n o

    O t r o s

    h i d r o c a r

    b u r o s

    C a r

    b o n a

    t o s

    C a r

    b u r o s m e t

    l i c o s

    M o n

    x i d o

    d e c a r b o n o

    B i x i

    d o d e c a r b o n o

    c i

    d o c a r b

    n i c o

    B e n c e n o

    X i l e n o

    T o l u e n o

    E t i l - b e n c e n o

    P r o p a n o

    O t r o s

    h i d r o c a r

    b u r o s

    H i d r o c a r b u r o s

    N o

    M e t a n o -

    H C N M

    C a r

    b o n a

    t o s

    C a r

    b u r o s m e t

    l i c o s

    M o n

    x i d o

    d e c a r b o n o

    B i x i

    d o d e c a r b o n o

    c i

    d o c a r b

    n i c o

    A c e

    t o n a

    P e r c

    l o r o e t

    i l e n o

    C l o r u r o

    d e m e t

    i l e n o

    M e t

    i l c l o r o f o r m o

    C F C s

    H C F C

    H F C s

    P F C s

    M e t a n o

    E t a n o

    A l d e h

    d o s

    B e n c e n o

    X i l e n o

    T o l u e n o

    E t i l - b e n c e n o

    P r o p a n o

    O t r o s

    h i d r o c a r

    b u r o s

    H i d r o c a r b u r o s

    T o t a l e s

    H C T

    H i d r o c a r b u r o s -

    H C

    C a r

    b o n a

    t o s

    C a r

    b u r o s m e t

    l i c o s

    M o n

    x i d o

    d e c a r b o n o

    B i x i

    d o d e c a r b o n o

    c i

    d o c a r b

    n i c o

    A c e

    t o n a

    P e r c

    l o r o e t

    i l e n o

    C l o r u r o

    d e m e t

    i l e n o

    M e t

    i l c l o r o f o r m o

    C F C s

    H C F C

    H F C s

    P F C s

    M e t a n o

    E t a n o

    A l d e h

    d o s

    B e n c e n o

    X i l e n o

    T o l u e n o

    E t i l - b e n c e n o

    P r o p a n o

    O t r o s

    h i d r o c a r

    b u r o s

    A c e

    t o n a

    P e r c

    l o r o e t

    i l e n o

    C l o r u r o

    d e m e t

    i l e n o

    M e t

    i l c l o r o f o r m o

    C F C s

    H C F C

    H F C s

    P F C s

    G a s e s

    O r g

    n i c o s

    N o

    M e t a n o

    G O N M

    C o m p u e s

    t o s

    O r g

    n i c o s

    N o M

    e t a n o -

    C O N M

    M e t a n o

    E t a n o

    A l d e h

    d o s

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    33/112

    LOS VEHCULOS AUTOMOTORES COMO FUENTE DE EMISIN 33

    En conjunto, los gases considerados como hidrocarburos son conocidoscomo compuestos orgnicos totales (COT). Este concepto incluye a todoslos compuestos carbonados excepto los carbonatos, carburos metlicos, mo-nxido de carbono y bixido de carbono. Con frecuencia, en el contexto dela gestin de la calidad del aire, los COT tambin son referidos como gasesorgnicos totales (GOT) o como hidrocarburos totales (HCT o HC). Desdeuna perspectiva de calidad del aire, es importante sealar que algunos de losCOT emitidos a la atmsfera tienen una reactividad fotoqumica muy baja, obien, carecen de ella. Por otra parte, los compuestos considerados fotoqumi-camente reactivos son denominados compuestos orgnicos voltiles (COV)o gases orgnicos reactivos (GOR). Entonces, por denicin, los COV o GORson un subconjunto de los hidrocarburos totales, y son gases fotoqumica-mente reactivos que pueden participar en la formacin del ozono. Algunosde los compuestos en esta categora de contaminantes incluyen aldehdostales como el formaldehdo y acetaldehdo, adems de compuestos arom-ticos como el benceno. En general, es recomendable que se desarrollen esti-maciones de emisiones tanto para COT como para COV, de manera tal queel usuario tenga exibilidad para elegir el grupo de contaminantes adecuadopara el propsito del inventario de emisiones.

    Otras deniciones de hidrocarburos que en ocasiones aparecen en la lite-ratura de calidad del aire y de factores de emisin incluyen: gases orgnicosno metnicos (GONM), hidrocarburos no metnicos (HCNM), hidrocarburostotales (HCT) e hidrocarburos (HC). La consideracin de diferentes subca-tegoras de hidrocarburos es importante en la denicin de contaminantes ainventariar a n de evitar confusiones. Por ello, en la gura 1.3 se ilustra larelacin entre las diversas deniciones de hidrocarburos. Las reas sombreadasindican los compuestos incluidos en cada denicin.

    Finalmente, es importante mencionar que la gestin de la calidad del aireen relacin con las fuentes mviles implica todo un reto en materia de coordi-nacin de los diferentes mbitos de gobierno, pues como se ha establecido enla Gua de elaboracin y usos de inventarios de emisiones, la jurisdiccin a lacul pertenecen los diversos tipos de vehculos puede variar. As, sabemos quehay vehculos que cuentan con una placa de circulacin estatal y estn sujetosa la legislacin estatal y normatividad federal, o bien, como el caso de algunostransportes de carga y pasajeros, cuentan con placa de circulacin federal y no

    quedan sujetos a los programas estatales. Por ello, se reitera que para lograr una

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    34/112

    34 GUA METODOLGICA PARA LA ESTIMACIN DE EMISIONES VEHICULARES

    buena gestin en esta materia es indispensable contar con un inventario deemisiones que permita identicar la contribucin de diversas clases de fuentesmviles, y contar con una buena coordinacin estatal y federal para implemen-tar las medidas correspondientes.

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    35/112

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    36/112

    36 LECCIONES APRENDIDAS DEL MANEJO DE CUENCAS

    E = NU * DA * FEDonde:E = Emisin total del contaminante de inters (CO, NOx, o HC, etc.)NU = Nmero total de vehculos de inters (automvil, taxi, microbs, pic

    up, etc.)DA = Actividad vehicular, expresada como la distancia total recorrida por

    vehculos de inters en un tiempo determinado y bajo condiciones de circulaciconocidos (generalmente se expresa en kilmetros recorridos por da o ao)

    FE = Factor de emisin para el contaminante de inters, para el tipo de vehcuen cuestin y para las condiciones de circulacin de los vehculos expresado

    unidades de masa (por ejemplo gramos de contaminante emitido) por distancirecorrida (por ejemplo kilmetros).

    La frmula indica que la cantidad total de emisiones de un contaminante determinado es una funcin de la cantidad de vehculos considerados en el anlisas como de la distancia total recorrida por cada uno de stos y de los factores emisin asociados con cada tipo o categora de vehculo. Esto es, los elementoclave en la estimacin de un inventario de emisiones de fuentes vehiculares son

    El nmero de vehculos de cada tipo o categora,La distancia recorrida por unidad de tiempo (da o ao) por cada tipo devehculo,Las condiciones de circulacin entre las cuales destacan las velocidades dcirculacin, aceleraciones, pendientes del camino, uso del aire acondicionaetc.; yLos factores de emisin asociados a cada contaminante, condicin de circula

    cin y tipo de vehculo.Existen varias formas de derivar estos insumos, cada uno con distintos bene

    cios y problemas de aplicacin. A continuacin se describen con mayor detalas consideraciones generales que se deben atender cuando se recopila y procela informacin necesaria para poder aplicar de manera apropiada la frmula anmencionada.

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    37/112

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    38/112

    38 LECCIONES APRENDIDAS DEL MANEJO DE CUENCAS

    basta con conocer el nmero total de vehculos que circulan en la regin de intersino que es necesario caracterizar a la ota vehicular de tal forma que los vehclos puedan ser agregados en grupos o categoras con caractersticas de emisisimilares, para posteriormente tratar de cuanticar las emisiones para cada grupLas variables o criterios de agregacin de vehculos comnmente usados al llevcabo una caracterizacin de la ota vehicular son:

    Tipo de vehculo (auto, microbs, autobs, camin, motocicleta, etc.)Combustible utilizado (gasolina, diesel, gas, etc.)Peso vehicular (agrupando vehculos de un mismo tipo en subclasicacionesimilares como autos compactos, medianos, grandes, SUVs, etc.)

    Desplazamiento del motor (o cilindrada, en cm 3 o litros)Uso vehicular (un taxi, por ejemplo, tpicamente recorre ms kilmetros por d

    que un auto particular y por lo tanto las emisiones de los taxis son proporcionalmente mayores)Nivel tecnolgico (estndares de emisin Tier 0, Tier I, Tier II, EPA98, EURIII, EURO IV, etc.)Edad del vehculo (que afecta su nivel tecnolgico, recorrido anual y calidad mantenimiento, entre otros)

    La clasicacin por nivel tecnolgico se reere al tipo de control de emisionen cada vehculo. Generalmente, las nuevas tecnologas van cambiando para adatarse a la regulacin vigente. En este contexto son relevantes los estndares demisin Tier y EPA, establecidos en los Estados Unidos para vehculos a gasoly diesel, respectivamente; as como los estndares EURO, para este mismo tipde vehculos, que rigen en la Unin Europea. Su importancia para Mxico raden el hecho de que stos han sido utilizados como referencia para el desarrollo

    nuestra normatividad con respecto a los lmites mximos permisibles de emisincontaminantes en vehculos nuevos; y an cuando no se ha logrado homologar lnormas ociales mexicanas con los estndares americanos y europeos, la tendencdebe ser hacia lograrlo.

    Los estndares de emisin evolucionan en el tiempo y se hacen cada vez mestrictos, lo que hace que la composicin relativa de los tipos de vehculos qucirculan en una ciudad tambin evolucione y se haga ms compleja. De ah la ncesidad de considerar esta variable en la caracterizacin de la ota vehicular de

    ciudad o regin.

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    39/112

    METODOLOGA DE ESTIMACIN DE EMISIONES 39

    Las herramientas ms detalladas para estimar un inventario de emisiones defuentes vehiculares contienen otras subclasicaciones basadas en otros criteriosadems de los antes sealados. Por ejemplo, el modelo para estimar factores deemisin MOBILE6 utiliza 28 clases vehiculares sobre la base del peso bruto vehi-cular y tipo de combustible empleado por el vehculo. El cuadro 2.1, muestra lascategoras vehiculares usadas en el reporte del inventario de emisiones 2004 de laZona Metropolitana del Valle de Mxico (SMA-GDF, 2004) y su homologacincon algunas de las categoras usadas en el modelo MOBILE6.

    CUADRO 2.1. HOMOLOGACIN DE CATEGORAS VEHICULARES DEL INVENTARIO DE EMISIONES 2004 DE LA ZMVMCON MOBILE6

    Categora vehicularZMVM 2004

    Correspondencia con las categoras de Mobile6Vehculos a gasolina Vehculos a diesel

    Auto particular LDGV LDDVTaxi LDGV -----Combi LDGT1 -----Microbs HDGV3 HDDV3Pick up LDGT1

    LDGT2LDDT12

    Vehculos < 3 toneladas LDGT3 LDDT34Tractocamiones ----- HDDV8bAutobs ----- HDDBTVehculos 3 toneladas HDGV2b

    HDGV3HDGV6HDGV7HDGV8a

    HDDV2bHDDV3HDDV6HDDV7HDDV8a

    Motocicletas MC -----

    Por lo anterior, es evidente que para estimar un inventario de emisiones defuentes mviles se necesita conocer el nmero total de vehculos de cada categoraque circulan en el rea de inters; y mientras mejor se conoce la caracterizacin dela ota vehicular, mejor ser la estimacin del inventario de emisiones.

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    40/112

    40 LECCIONES APRENDIDAS DEL MANEJO DE CUENCAS

    2.1.2. Fuentes de informacin

    Conforme a los resultados obtenidos en el estudio denominado Estudio sobrinformacin y herramientas para la estimacin de emisiones de fuentes mviles Mxico, desarrollado por el INE durante el 2006 (INE-CTS, 2006b), la informcin necesaria para determinar el tamao y la caracterizacin de la ota vehicuen ciudades de Mxico puede ser obtenida de diferentes fuentes, tales como:

    Bases de datos para el pago del impuesto sobre tenencia vehicular de lassecretaras estatales de nanzas

    Las bases de datos sobre el pago del impuesto de tenencia vehicular normalmencontienen informacin sobre el lugar de registro del vehculo, su uso, ao modemarca y submarca. Por ello, en los casos en que estas bases de datos cuentan cotoda esta informacin, son una referencia adecuada para apoyar la caracterizacide la ota vehicular en una ciudad.

    Algunas de las principales desventajas de las bases de datos sobre tenencivehicular disponibles en las secretaras estatales de nanzas son que normalmenno cuentan con el detalle tcnico necesario como para asignar de manera direc

    a cada vehculo una subcategoras vehicular y as asignarle el factor de emisiapropiado. Esto requiere de un trabajo adicional. Ms an, en algunos casos lcampos de los datos necesarios para la caracterizacin vehicular, como por ejeplo submarca, son de captura libre y generalmente no son conables. As mismalgunas de estas bases de datos no se encuentran capturadas en archivos electrnicos, lo que diculta su uso. Finalmente, otra implicacin importante relacionacon el uso de esta informacin consiste en que se podra sobreestimar el tamareal de la ota en circulacin debido a que es posible que las bases de datos de

    secretaras de nanzas de los estados no registren las bajas de los vehculos queno circulan.

    Bases de datos del programa de vericacin vehicular

    Las bases de datos de los diferentes programas de vericacin vehicular existenen el pas suelen incluir informacin sobre: marca, submarca, ao modelo, pevehicular y tipo de tecnologa, lo que las convierte en una buena fuente de inform

    cin para llevar a cabo la caracterizacin de la ota vehicular en las ciudades do

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    41/112

    METODOLOGA DE ESTIMACIN DE EMISIONES 41

    dichos programas operan, particularmente cuando stos son de carcter obligatorioy adems son ecientes en su aplicacin.

    En el caso especco del Distrito Federal, por ejemplo, los datos derivados delPrograma de Vericacin Vehicular (PVV) de la ZMVM han sido muy tiles en lacaracterizacin de la ota vehicular ya que, por un lado, este programa cuenta con lainformacin detallada de los vehculos y, por otro, el programa es realmente obliga-torio, lo que implica que los vehculos que estn registrados en la base de datos de laSecretara de Finanzas del DF deben cumplir con este programa y estar registradostambin en las bases de datos del PVV. Adems, la eciencia de este programa es altadebido a que los ciudadanos han llegado a entender las metas y objetivos del mismoy a que, adicionalmente, las multas por incumplimiento son elevadas.

    Estudios desarrollados por las autoridades de transporte

    En algunos estados existen estudios sobre ota vehicular y actividad, realizadospor las autoridades estatales de transporte; sin embargo, este tipo de estudios nodeben considerarse como fuente principal de informacin para caracterizar la o-ta vehicular, ya que sus datos no fueron generados con nes de elaboracin deinventarios y pueden diferir de otros datos generados para la misma ciudad. Esta

    informacin puede ser utilizada para complementar la informacin de las bases dedatos de nanzas y, en su momento, para validarla.

    Bases de datos de aforos vehiculares

    Un aforo vehicular es un conteo de los vehculos que pasan por un punto determi-nado y a partir de l se puede obtener informacin sobre los volmenes vehicularesque transitan en un punto de inters por periodo de tiempo, su velocidad y hasta

    el tipo de vehculo. Por ello, mediante el uso de aforos vehiculares tambin es po-sible llegar a caracterizar la ota vehicular. Sin embargo, la caracterizacin que sobtiene con estos datos es parcial y es necesario llevar a cabo un trabajo adicionalde encuesta o evaluacin de la venta de vehculos nuevos para complementar lacaracterizacin por tipo de combustible y ao modelo, por ejemplo.

    Es importante mencionar que la utilidad y conabilidad de los datos generadospor los aforos vehiculares, en trminos de la caracterizacin de la ota vehicular deuna ciudad con nes de generacin de un inventario de emisiones, ser mayor en

    la medida en que:

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    42/112

    42 LECCIONES APRENDIDAS DEL MANEJO DE CUENCAS

    La cantidad y tipo de vialidades aforadas sean representativas de la red vide la regin de estudio (vialidades primarias, secundarias, etc.). As mismes importante que se considere el tipo de zona en la que se localizan las vialidades, ya que esto inuye en el tipo y cantidad de vehculos que circulan eella (por ejemplo, zona habitacional, zona comercial, etc., de distintos nivelsocioeconmicos)Los aforos vehiculares sean realizados en pocas del ao y horarios que rpresenten la actividad vehicular tpica de la zona de estudio. Se deben selecionar das representativos de actividades cotidianas en la regin, es decidas laborables, con actividad escolar, evitando manifestaciones y accident

    viales, entre otros.

    Datos obtenidos mediante encuestas

    Se pueden conocer tambin datos de caracterizacin vehicular a travs del uso encuestas a los conductores. Estas encuestas generalmente se realizan en sitioconcurridos donde el conductor puede tomarse el tiempo de contestar la encuesty el encuestador tiene oportunidad de tomar datos ms detallados del vehcul

    (marca, submarca, etc.), por ejemplo centros comerciales o gasolineras. Para realizacin de este tipo de encuestas, es importante denir:

    Tamao de la muestra. Debe de ser representativo, es decir, al realizar la encuesta se debe considerar el tamao de la poblacin y de la ota vehicular, dmanera que la muestra sea estadsticamente representativa.Diseo de la encuesta. Las encuestas deben estar enfocadas a obtener los datorequeridos; sin embargo hay que tomar en cuenta que muchos conductores no

    conocen los datos tcnicos de sus vehculos.Seleccin de puntos de encuesta. Derivado de un anlisis econmico de la zonse deben seleccionar puntos en los cuales conuyan vehculos con diferentecaractersticas, de lo contrario se dejaran fuera algunas clases de vehculos. Pejemplo, si se eligen nicamente estacionamientos de centros comerciales, lmuestra estar sesgada ya que en su mayora se encontrarn vehculos de modelos recientes y de uso particular y no tantos vehculos de modelos anterioro de transporte pblico o carga.

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    43/112

    METODOLOGA DE ESTIMACIN DE EMISIONES 43

    Finalmente, conviene destacar que algunas fuentes adicionales de informacina las ya mencionadas, incluyen: a) anuarios de transporte y vialidad, b) estads-ticas vehiculares disponibles en el Instituto Nacional de Estadstica, Geografa eInformtica (INEGI) y c) padrones vehiculares locales, entre otros.

    2.2. DATOS DE ACTIVIDAD (DA)

    El trmino dato de actividad se reere a los kilmetros recorridos por un vehculo(KRV) en un tiempo y espacio determinados donde, adems, las condiciones decirculacin son conocidas (nmero de viajes, velocidad de circulacin, aceleracinpendientes del camino, uso del aire acondicionado, etc.) Bajo este concepto gene-

    ral, para estimar un inventario de emisiones para una regin, se necesita determinarlos kilmetros totales recorridos en la regin por todos los vehculos de cada sub-clasicacin en el perodo de inters.

    Como una primera aproximacin, se podr determinar el recorrido anual pro-medio por vehculo de cada tipo o clase y multiplicarlo por el nmero total de ve-hculos de ese tipo. Por ejemplo, si el recorrido promedio de 10,000 automvilesparticulares es de 10,000 kilmetros por ao, los KRV para este tipo de vehculosser de 100 millones de kilmetros por ao. Sin embargo, hay que recordar que

    las emisiones de los vehculos no slo dependen del nmero de unidades y delkilometraje que recorre cada uno de ellos, sino que existen factores tales como lavelocidad a la que se recorren esos kilmetros y el nmero de viajes realizados povehculo, que tambin inciden en las emisiones generadas por un automvil.

    Para llevar a cabo la estimacin de un inventario de emisiones vehiculares deuna forma conable y precisa, resulta indispensable estimar la actividad vehiculaconsiderando estos factores, como se explica en las siguientes secciones.

    2.2.1. Distribucin por velocidadLas emisiones por el escape de un vehculo varan sensiblemente con la velocidady las tasas de aceleracin a las cuales ste se sujeta. Por ejemplo, en condiciones detrco muy congestionado, donde el vehculo pasa mucho tiempo parado y expe-rimenta arranques y paros continuos, se consume ms combustible y se emite unamayor cantidad de contaminantes por kilmetro recorrido, en comparacin con loque sucede a velocidades medias donde el ujo del trco es ms libre y continuo.

    A altas velocidades aumenta la resistencia del aire al paso del vehculo lo que nue-

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    44/112

    44 LECCIONES APRENDIDAS DEL MANEJO DE CUENCAS

    vamente conduce a que se gaste ms combustible y se emitan ms contaminantepor kilmetro recorrido que a velocidades medias (gura 2.1). Por ello, para esmar un inventario de emisiones de fuentes vehiculares de manera precisa, resuimportante determinar el dato de actividad (KRV) tomando en consideracin ladiferentes formas o patrones de manejo en la zona que cubre el inventario.

    La estimacin de las velocidades vehiculares promedio en un municipio, ciudo regin no es una tarea sencilla, debido a que son muchos los factores que inciden los patrones de manejo que pueden desarrollar los vehculos (en el Manual qacompaa a esta gua se presenta la medicin de recorridos utilizando GPS).

    Otra prctica comn para obtener el dato de actividad desagregado en diferentes velocidades consiste en medir el ujo vehicular en cada clase de va en la zo

    de inters y multiplicar el resultado (vehculos/da) por la longitud de la va (KmEste mtodo se basa en el hecho de que, por sus caractersticas, en cada tipo dva las velocidades alcanzadas son diferentes. Por ejemplo, en las autopistas y vrpidas las velocidades promedio alcanzadas tienden a ser superiores a las quealcanzan en los bulevares y arterias, que a su vez tienen velocidades promedio myores que las alcanzadas en los caminos locales.

    En Mxico, estudios recientes orientados a caracterizar la ota vehicular deZona Metropolitana del Valle de Mxico por tipo de va (Davis et al., 2004), ha

    considerado los siguientes tipos de vialidad:

    Va rpidanormalmente cuenta con camelln y no permite el acceso de vehculos pesadosVa arterialcamino principal frecuentemente con semforos y cruces; yVa residencial o rural.

    En Estados Unidos frecuentemente se considera, adems de las vas rpida, re

    dencial y arterial, a las rampas de aceleracin entrando a las autopistas, las cuales supresentar mayores tasas de emisin por kilmetro que cualquier otro tipo de caminoOtra consideracin importante al determinar la actividad vehicular por velo

    dad, es su distribucin horaria pues, an en un mismo tipo de vialidad, la velocia la que son conducidos los vehculos es diferente de acuerdo al ujo vehiculaste ltimo vara de acuerdo con la hora del da. Por ejemplo, en las reas urbanlas variaciones del congestionamiento del trco afectan de manera signicatilas velocidades promedio de circulacin. Es necesario, por tanto, calcular la act

    dad y la velocidad vehicular para cada hora del da.

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    45/112

    METODOLOGA DE ESTIMACIN DE EMISIONES 45

    2.2.2. Nmero de viajes por da

    Tradicionalmente, un viaje se dene como un recorrido de un origen a un destino.El nmero de viajes por vehculo por da normalmente es determinado a travs demodelos de demanda o de mediciones directas en campo.

    Esta informacin se utiliza ya que las emisiones de un vehculo se elevan du-rante su arranque; por tanto, el inventario de emisiones debe tomar en cuenta cadaarranque, sea en caliente o en fro. Los viajes cortos, por ejemplo para cambiar delugar en un estacionamiento, frecuentemente son olvidados en las encuestas de

    actividad vehicular, aunque sera importante considerarlos.Por otra parte es importante determinar los periodos de inactividad entre via- jes pues se emiten hidrocarburos evaporativos tanto cuando el vehculo est sien-do conducido como cuando est parado. El tiempo de inactividad antes de cadaarranque afecta la magnitud de las emisiones en el arranque. Por estas razones, elinventario de emisiones debe tomar en cuenta el perl de tiempo de reposo delvehculo (concepto que tambin es conocido como soak time en ingls).

    FIGURA 2.1. FACTORES DE EMISIN PROMEDIO DEL PARQUE VEHICULAR PARA GOT, NOX Y COA DIFERENTES VELOCIDADES PROMEDIO DEL VEHCULO

    Fuente: Radian, 1997

    0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 1000 120.0

    Velocidad promedio del vehculo (km/hr)

    7.00

    6.00

    5.00

    4.00

    3.00

    2.00

    1.00

    0.00

    7.00

    60.00

    5.000

    40.00

    30.00

    20.00

    10.00

    0.00

    F a c t o r e s

    d e e m

    i s i n

    d e G O T y

    N O

    x ( g / k m

    )

    F a c t o r e s

    d e e m

    i s i n

    d e C O

    ( g / k m

    )

    GOT

    NOx

    CO

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    46/112

    46 LECCIONES APRENDIDAS DEL MANEJO DE CUENCAS

    2.2.3. Uso del aire acondicionado

    El uso del aire acondicionado en un vehculo consume potencia del motor, aumetando su consumo de combustible y sus emisiones por el escape. A baja velociden trco congestionado, el impacto (en g/Km.) es mayor que a alta velocidadPor ello, es importante que cuando se lleven a cabo estudios de campo para caraterizar la actividad vehicular se tenga en consideracin este factor.

    Los factores que inuyen en el uso del aire acondicionado son, entre otros:

    Caractersticas del clima en la zona (temperatura y humedad)El nivel socioeconmico de la poblacin, ya que los vehculos con aire acon

    cionado son tpicamente ms caros, yEl nivel de seguridad personal en la zona, ya que afecta la disposicin de lconductores con respecto a mantener una ventana abierta

    2.2.4. Fuentes de informacin

    La caracterizacin apropiada tanto de los patrones de conduccin como de arranqrequiere de la realizacin de estudios de campo especcos en la zona de inters.

    embargo, si no se cuenta con toda la informacin necesaria sobre actividad vehiculcondiciones de operacin para una ciudad en particular, en una primera estimacin inventario de emisiones vehiculares puede ser suciente con disponer de informacrelativa a la cantidad de kilmetros recorridos por cada categora vehicular. Para louna adecuada caracterizacin de la actividad vehicular, el Estudio sobre informaciherramientas para la estimacin de emisiones de fuentes mviles en Mxico, desarllado por el INE (INE-CTS, 2006b), identic las siguientes fuentes de informacin

    Bases de datos del programa de vericacin vehicular (PVV)

    Las bases de datos de algunos de los programas de vericacin vehicular existenen el pas adems de incluir informacin sobre marca, submarca, ao modelo, pvehicular y tipo de tecnologa, pueden incluir las lecturas del odmetro, por lo qse les puede considerar una posible fuente de informacin sobre actividad vehcular. Sin embargo, para dar certeza al uso de los datos generados a travs de lprogramas de vericacin vehicular, es necesario que dichos programas sean tan

    detallados como obligatorios y ecientes.

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    47/112

    METODOLOGA DE ESTIMACIN DE EMISIONES 47

    Otras consideraciones importantes al hacer uso de los datos del odmetro sonque, por un lado, los odmetros pueden haber sufrido daos o alteraciones, acci-dentales o intencionales, y por tanto sus lecturas resultan errneas. Por otro lado,se debe considerar que no hay certeza de que los kilmetros registrados por el od-metro, estando ste en buen estado, hayan sido necesariamente recorridos dentrode la regin de estudio.

    Estudios desarrollados por las autoridades de transporte

    En algunos estados existen estudios realizados por las autoridades de transporteen los que se ha recopilado informacin sobre kilmetros recorridos por tipo de

    vehculo en la ciudad, as como sobre las caractersticas de la red vial. Sin embargoestos estudios no son actualizados con la frecuencia deseada, es decir, con la mis-ma frecuencia que se desarrollan los inventarios de emisiones (cada dos aos en elcaso del Distrito Federal, por ejemplo), por lo que cuando esta informacin existees necesario extrapolar los datos reportados a aos posteriores.

    Otro inconveniente en el uso de esta informacin es que, con frecuencia, di-chos estudios no estn documentados apropiadamente y por ello no cuentan conun registro detallado de la metodologa empleada para la realizacin de los recorri

    dos o aforos y la determinacin de KRV, lo que limita su uso en la generacin de uninventario de emisiones de fuentes vehiculares.

    Bases de datos de aforos vehiculares

    La Agencia de Proteccin Ambiental de Los Estados Unidos, recomienda que losdatos de actividad vehicular (KRV) correspondientes a la zona del estudio se de-terminen con base en aforos vehiculares en las diferentes vas de la ciudad o a

    travs de un modelo de transporte.Mediante el uso de aforos vehiculares es posible conocer de manera efectiva loskilmetros recorridos por las diferentes categoras vehiculares en la zona de intersLo anterior se obtiene a partir de los datos del aforo propiamente (contabilizacindel ujo de vehculos por hora) y de la longitud de la vialidad (ya sea mediantecartografa o mediante recorridos). El nmero de vehculos de cada categora quehan circulado en la vialidad se multiplica entonces por la longitud de la misma y deesta forma se obtiene un estimado de la actividad vehicular en el sitio de inters.

    Para que los datos de actividad obtenidos mediante aforos vehiculares sean con-

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    48/112

    48 LECCIONES APRENDIDAS DEL MANEJO DE CUENCAS

    ables se recomienda que tomen en cuenta la representatividad de las vialidadque se aforan (en trminos de longitud, nmero de carriles, tipo de vehculos qcirculan en ellas, etc.), as como de los periodos de tiempo en los que se realizdichos aforos. Evidentemente, mientas ms extenso sea el aforo, ms certidumbtendrn los resultados del inventario.

    Por lo que respecta a los modelos de transporte, es importante destacar queaunque en el mercado existen varios modelos y con diferente nivel tanto dcomplejidad de uso como de demanda de insumos, en Mxico existe poca experiencia en su aplicacin. Sin embargo, no deben descartarse como una herrmienta valiosa en la determinacin de la actividad vehicular en una ciudad municipio, a pesar de que ningn modelo podr generar datos tiles si no est

    adecuadamente calibrado con datos provenientes de mltiples aforos vehiculares en la ciudad bajo estudio.

    Datos sobre consumo de combustible

    El empleo de datos sobre consumo de combustible puede ayudar a estimar de mnera indirecta el dato de actividad vehicular en una ciudad o municipio. Existen,embargo, varios factores que elevan la incertidumbre en estos resultados. Por un la

    no se tiene control sobre aquellos vehculos que han cargado combustible fuera dezona de estudio y posteriormente circulan en sta y, por otro lado, no puede asumirque aquellos vehculos que cargan combustible en la regin de estudio nicamencircularn en esta zona. Este puede ser el caso de los vehculos de transporte de caque utilizan diesel, o incluso de vehculos particulares a gasolina.

    Por lo anterior, el uso de estos datos es recomendable slo como un mediopara validar los datos de actividad vehicular obtenidos a partir de otras fuentes informacin, siempre y cuando se disponga de datos de consumo de combustib

    por marca y submarca. Normalmente, el uso de estos datos es ms conable ereas de estudio grandes que en reas de estudio pequeas; para el pas complepueden ser una fuente vlida de informacin pero no proporciona el grado de delle que se requiere para un municipio o ciudad en particular.

    Uso de datos de inventarios de emisiones anteriores

    En el proceso de elaboracin de actualizaciones de inventarios de emisiones

    fuentes vehiculares es prctica comn utilizar como punto de partida los datos d

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    49/112

    METODOLOGA DE ESTIMACIN DE EMISIONES 49

    inventario inmediato anterior. Esto puede resultar positivo ya que le da cierta con-sistencia a la estimacin; sin embargo, existe el riesgo de que si se cometi algnerror en la primera estimacin, este error sea acarreado en cada actualizacin delinventario.

    2.3. FACTORES DE EMISIN (FE)

    Un factor de emisin es una relacin entre la cantidad de contaminante emitidoa la atmsfera y una unidad de actividad o consumo de combustible. En el casode los vehculos automotores, los factores de emisin se expresan en unidades demasa de contaminante emitido por distancia recorrida. En Mxico estos factores

    tienen unidades de gramos por kilmetro recorrido (g/km).Como se ha mencionado en las secciones anteriores de este captulo, las emi-siones contaminantes de un vehculo son inuenciadas por su edad, la tecnologadel motor, la velocidad de circulacin, las caractersticas del combustible, las con-diciones de operacin, las condiciones meteorolgicas y muchos otros elementos.Esto es, las emisiones vehiculares son complejas y dinmicas, lo que diculta ladeterminacin de sus factores de emisin. Sin embargo, a travs de los aos sehan desarrollado diferentes tcnicas para la determinacin los factores de emisin

    de fuentes mviles, las cuales se pueden clasicar en: 1) tcnicas directas, y 2)tcnicas indirectas. En las siguientes secciones se describen, de manera genrica,cada una de ellas.

    2.3.1. Tcnicas directas para obtener factores de emisin

    Las tcnicas directas para la obtencin de factores de emisin vehiculares estnbasadas en mediciones directamente en la fuente. Algunos ejemplos de estas tc-

    nicas son el uso de monitoreo a bordo (mtodo en el que a partir de un sistema demedicin autotransportado se miden las emisiones bajo condiciones de operacinreales de los vehculos) y las pruebas dinamomtricas (realizadas sobre dinam-metros de chasis donde se aplican diferentes cargas y velocidades a los vehculosautomotores en funcin del ciclo o patrn de manejo utilizado). An cuando lamedicin puede ser precisa, cualquier diferencia entre el ciclo de manejo utilizadocomo referencia (por ejemplo el Ciclo de manejo LA4) y el uso o condicionesreales de operacin de los vehculos (en cada clase de va y hora del da), puede

    implicar diferencias considerables en las emisiones; es por ello que las nuevas me

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    50/112

    50 LECCIONES APRENDIDAS DEL MANEJO DE CUENCAS

    todologas de estimacin consideran tambin los patrones de manejo y la potencespecca vehicular (PSV). Estas pruebas directas, generalmente, tienen un alcosto de implementacin; sin embargo, si se hace una seleccin apropiada de lvehculos y se cuenta con una cantidad suciente de ellos para la prueba, se tenduna muestra representativa con informacin estadsticamente signicativa pardeterminar los factores de emisin correspondientes a una ota general.

    Existen otras tcnicas directas, como las mediciones con equipo de detecciremota, que permiten realizar miles de mediciones por da bajo una sola condicinmanejo (como a la entrada a una autopista). El costo por medicin en este caso ebajo, pero depende de una inversin de capital considerable. Los resultados permigenerar factores de emisin, aunque por las condiciones de operacin de los veh

    los evaluados, no son necesariamente representativos de todos los vehculos en cculacin. A pesar de ello, los datos obtenidos a travs de programas de monitoreo equipo de deteccin remota son extremadamente tiles cuando incluyen lectoreautomticos de las placas de los vehculos. Utilizando este dato, es posible referirsbases de datos (de la Secretara de nanzas o de programas de vericacin vehiculy obtener informacin especca sobre cada vehculo, como por ejemplo:

    Tipo de vehculo y uso

    Marca y submarca

    Ao modeloNmero de cilindrosCilindradaTipo de combustibleEstado y municipio del registro vehicular

    Debido a las limitaciones de costo y tiempo que implican las mediciones d

    rectas, es muy difcil determinar los factores de emisin para cada clase y tipovehculo en circulacin a travs de las tcnicas antes mencionadas. Por ello, genralmente es ms recomendable invertir los recursos que se tengan disponibles encaracterizacin de la actividad vehicular (en una muestra de vehculos tan grancomo sea posible), y utilizar tcnicas o mtodos indirectos para la determinacide los factores de emisin. En estos casos, las tcnicas directas resultan de grautilidad como mtodo de calibracin de las tcnicas indirectas, generando factorde correccin con base en las condiciones locales, especcas de la zona, y a tra

    de la medicin de un nmero limitado de vehculos.

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    51/112

    METODOLOGA DE ESTIMACIN DE EMISIONES 51

    2.3.2. Tcnicas indirectas para obtener factores de emisin

    Las tcnicas indirectas no involucran mediciones en cada fuente en el lugar o zonade estudio, sino que utilizan los resultados de miles de mediciones directas realiza-das en otros lugares y las correlacionan con la ota especca que se estudia y losparmetros locales que afectan sus emisiones. Un ejemplo de este tipo de tcnicases el uso de factores de emisin, que pueden ser estimados para cada tipo o cate-gora vehicular de manera general constituyendo lo que se conoce como factoresde emisin globales, o bien pueden ser desagregados por ao modelo.

    Debido a la complejidad del manejo de las mltiples variables que afectan a la

    ota y sus emisiones, existen modelos computacionales diseados expresamentepara estimar los factores de emisin de las fuentes vehiculares. Bsicamente, atravs del anlisis de bases datos provenientes de mediciones directas realizadas enuna gran cantidad de vehculos, estos modelos determinan el factor de emisin (eng/Km.) para cada contaminante de acuerdo a cada combinacin de:

    Tipo de vehculoTipo de combustible

    Nivel tecnolgico y edad del vehculo

    Nivel de actividad distribuido por velocidadPerl de nmero de viajes y arranquesOtros factores, como temperatura ambiental y altitud

    2.4. OTROS FACTORES A CONSIDERAR

    En esta seccin se agrupan los elementos o variables externas al vehculo que se

    deben considerar en la determinacin del inventario de emisiones vehiculares encirculacin, los cuales estn relacionados con las caractersticas de la localidad y eperiodo seleccionado para desarrollar el inventario. A continuacin se presentanestos datos en forma de listados; sin embargo, en la seccin 4.1.2. se ha proporcio-nado mayor detalle sobre cmo inuye cada uno de estos factores en las emisionesvehiculares.

  • 8/13/2019 Guia Metodologica Para Estimacion de Emisiones Vehiculares en Ciudades Mexicanas

    52/112

    52 LECCIONES APRENDIDAS DEL MANEJO DE CUENCAS

    2.4.1. Datos de la localidad

    Existen una serie de datos requeridos para estimar el inventario de emisiones qestn relacionados con elementos de la localidad, tales como:

    Temperatura ambienteCaractersticas del combustible (contenido de azufre y presin de vapor ReidAltitud (alta o baja)Humedad relativaEfectividad del programa de vericacin vehicularEfectividad de controles para evitar modicaciones no-apropiadas al sistema

    control de emisiones de los vehculosEfectividad de los sistemas de control de emisiones eva