ASOCIACION DE EMPRESAS CONSULTORAS DE CALCULO DE EMISIONES TRANSABLES INGENIERIA – CHILE COMITÉ DE MEDIO AMBIENTE CALCULO DE EMISIONES TRANSABLES METODOLOGÍA Y APLICACIONES Roberto M. Corvalán P. DEPARTAMENTO D EINGENIERÍA MECÁNICA FACULTAD DE CIEMCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE SEMINARIO: COMPENSACIÓN DE EMISIONES EN LA REGIÓN METROPOLITANA Santiago - Chile Septiembre - 2004

CLASIFICACION DE FUENTES POLVO NATURAL DESDE FTES. FUGITIVAS ESTACIONARIAS MOVILES PUNTUALES DE AREA EN RUTA FUERA DE RUTA Combustión Procesos Evaporativas Residencial Comercial Otras Buses Camiones V. Particulares V. Comerciales Taxis Motocicletas Aeropuertos Máq. Agrícolas Máq. Construcción Puertos POLVO NATURAL DESDE FTES. FUGITIVAS CONSTR. Y DEMOLIC. POLVO RESUSPENDIDO PREP. TERRENOS AGR. Edificios Caminos Calles pavimentadas Calles no pavimentadas DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

ESTIMACION DE EMISIONES METODOLOGIAS PARA LA ESTIMACION DE EMISIONES Expresión general: ETi = FEi · NA ETi : emisiones totales del contaminante i FEi : factor de emisión del contaminante i NA : nivel de actividad de la fuente en estudio DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

NATURALEZA DE LOS FACTORES DE EMISION De programas experimentales locales: Vehículos livianos a gasolina Polvo resuspendido desde calles Algunas fuentes estacionarias puntuales de combustión De literatura internacional: Fuentes móviles fuera de ruta Vehículos livianos, medianos y pesados Diesel Fuentes estacionarias de área y puntuales Fuentes de emisiones fugitivas DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

ESTIMACION DE EMISIONES METODOLOGIAS PARA LA ESTIMACION DE EMISIONES

FUENTES ESTACIONARIAS DE COMBUSTIÓN E = FE · CC · Na · (1-Eff) E : Emisión anual de cada fuente [ton/año]. FE : Factor de emisión para un contaminante y combustible dado, por consumo de combustible. CC : Consumo de combustible diario de la fuente considerada. Na : Nivel de actividad diaria, semanal y mensual de la fuente estudiada. Eff : Eficiencia de equipo de abatimiento DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

Fuentes Estacionarias de Combustión Fuentes de Información Parámetros Consumo de combustible Horas de operación por día Días de operación al año Fuentes de Información Base de datos FFFIJAS (SESMA) Declaración de emisiones (SESMA) SEC Visitas a industrias Estudios previos DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

GRANDES PROCESOS INDUSTRIALES E = FE · P · Na· (1-Eff) E : Emisión anual de cada fuente [ton/año]. FE : Factor de emisión para un contaminante por unidad de producción. P : Producción de la fuente considerada. Na : Nivel de actividad diaria, semanal y mensual de la fuente estudiada. Eff : Eficiencia de equipo de abatimiento DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

Procesos Industriales Fuentes de Información Parámetros Datos de producción Tipo de proceso Fuentes de Información Base de datos FFFIJAS (SESMA) Declaración de emisiones (SESMA) INE Estudios previos DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

Etotal = Ecaliente + Epartidas en frío + Eevaporativas FUENTES MOVILES Etotal = Ecaliente + Epartidas en frío + Eevaporativas Etotal : Emisiones totales del contaminante considerado [gramos] Ecaliente : Emisiones en caliente, fase estabilizada del motor [gramos] Epartidas en frío : Emisiones por partidas en frío [gramos] Eevaporativas : Emisiones por evaporación [gramos]. DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

(Metodología Agregada) Expresión General para Emisiones en Caliente por el Tubo de Escape de Fuentes Móviles en Ruta (Metodología Agregada) Ei,k = Nk · (  FEi,k · NAk ) E i,k : Emisiones del contaminante i producidas por la categoría vehicular k FE i,k : Factor de emisión del contaminante i para las fuentes de la categoría k NA k : Nivel de actividad de la categoría k N k : Número de fuentes de la categoría k DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

Eij = k FEik(v) · FTj · Ckj · Lj Emisiones Horarias desde Fuentes Móviles en Ruta (Modelo de Emisiones MODEM) Eij = k FEik(v) · FTj · Ckj · Lj Eijk : Emisiones horaria del contaminante considerado i en un arco j, [gr] FTk : Flujo vehicular de la categoría k en el arco j a la hora evaluada, [veh/h] Lj : Largo del arco evaluado j [km]. FE ik : Factor de emisión del contaminante i para la categoría k evaluada [gr/km] Ckj : Composición o fracción del flujo total en el arco j perteneciente a la categoría k para la hora evaluada DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

Metodología para Cálculo de Emisiones -MODEM DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

Programa Experimental de Factores de Emisión para Fuentes Móviles Modo de conducción <V< = 40 [km/h] 10 20 30 40 50 60 70 80 120 160 200 240 Tiempo [seg] Velocidad [km/hr] PRIVATE CATALYTIC VEHICLES 2 4 6 8 12 AVERAGE SPEED (km/h) CO (g/km) EXP. DATA COPERT II AP-42 BEST FIT DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

Ciclos de Conducción DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

Caracterización de Flujos DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

Emisiones Evaporativas Diurnal EevapDk = Nvk · FEevapDk EevapDk : Emisiones evaporativas totales debidas a las variaciones de temperatura de la categoría k, en el área de estudio [gr/día] Nvk : Número de vehículos de la categoría k en el área de estudio. FEevapDk : Factor de emisión para emisiones diarias debidas a cambios en la temperatura ambiente correspondiente a la categoría k [gr/día] DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

Emisiones Evaporativas Detenciones en caliente (hot soak) EevapHSk = Nvk · Nvdk · FEevapHSk EevapHSk : Emisiones evaporativas totales debidas a las detenciones en caliente (hot o warm soak según corresponda) de la categoría k, en el área de estudio expresadas en [gr/día] Nv k : Número de vehículos de la categoría k en el área de estudio. Nvd k : Número de viajes diarios promedio realizado por la categoría k. FEevapHSk : Factor de emisión para emisiones por detenciones en caliente (hot o warm soak) correspondiente a la categoría k [gr/detención] DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

Emisiones Evaporativas Pérdidas durante el recorrido (running losses) EevapRLkj =  ( FEevapRLk · Fkj · Lj ) EevapRLkj : Emisiones evaporativas totales debidas al recorrido diario (running losses) de la categoría k por arco de la red vial j [gr/hr] FE evapRLk : Factor de emisión para emisiones evaporativas debidas al recorrido diario (hot running losses o warm running losses según corresponda) de la categoría k en estudio [gr/km] Fkj : Flujo de vehículos de la categoría k en el arco j evaluado. Lj : Longitud del arco j [km] DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

Emisiones adicionales por partidas en frío EFrío k = FEcal · FLvfrío · KMak · (efrío /ecal - 1) · Nvk EFrío k : Emisiones al año producto de las partidas en frío en la categoría k [gr] FEcal : Factor de emisión usado en el cálculo de las emisiones en caliente [gr/km] KMak : kilómetros recorridos anualmente por vehículo de la categoría k [km] FLvfrío : Fracción del kilometraje recorrido realizada con el motor frío efrío /ecal : Razón “emisión partida en frío / emisión en caliente” Nvk : Número de vehículos de la categoría k en estudio DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

Emisiones adicionales de MP por desgaste de frenos y neumáticos MP frenos = 0.0128 * PSBRK MP neumáticos = 0.002 * PSTIRE * N°neum PSBRK : Fracción del particulado menor o igual al punto de corte involucrado. Para el caso de PM10 corresponde al 98% (0.98). PSTIRE : Fracción del particulado menor o igual al punto de corte involucrado . Para el caso de PM10 corresponde al 100% y el N°neum corresponde al número de neumáticos promedio utilizado por la categoría evaluada DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

RESULTADOS DE APLICACIONES DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA MECÁNICA – FACULTAD DE CIENCIAS FÍSICAS Y MATEMÁTICAS UNIVERSIDAD DE CHILE

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CONCLUSIONES La medición de emisiones no siempre es posible y, además, no siempre representativa de la operación real de una fuente Se dispone de metodologías aceptables para la estimación de emisiones tanto de fuentes móviles como estacionarias Es posible aplicar estas metodologías para estimar reducciones de emisiones c/r a cupo de emisión (créditos) a través de la acreditación de parámetros medibles y fiscalizables (nivel de actividad, consumo de combustible, etc)