Junio 30 2016. Colaboradores Agradecimientos  Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático  CONACYT, por los fondos del proyecto 00000181231 

Presentación del tema: "Junio 30 2016. Colaboradores Agradecimientos  Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático  CONACYT, por los fondos del proyecto 00000181231 "— Transcripción de la presentación:

1 Junio 30 2016

2 Colaboradores Agradecimientos  Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático  CONACYT, por los fondos del proyecto 00000181231  SEMARNAT. Fondo Climático. Proyecto asignado  Universidad Autónoma Metropolitana-Azcapotzalco  Colegio de Posgraduados Córdoba, Facultad de Biología de la Universidad Veracruzana, Universidad de Ciencias y Artes de Chiapas y Presidencia Municipal de Zacatepec por las facilidades brindadas para el muestreo.  Dr. Francisco Hernández Rosas. COLPOS  Mtro. Jesús Figueroa Lara. UAM  Dr. Adolfo hernández. UAM  Mtro. Javier Urbina Soria. UNAM  Dra. Karina Landeros. UNAM  Biol. Salvador Blanco. INECC  Dr. Miguel Magaña. INECC  M. en C. Naxieli Santiago de la Rosa  M. En Psic. Laura Sánchez de Jesús  Ing. Fernando Millán Vázquez  Lic. Pedro Gamas Luna  Ing. Gloria Teresa González Vázquez  Psic. Luis Vidrio Almazán  Psic. Daniel Briones Villegas  Estudiantes de UAM y COLPOS

3 C ONTENIDO

4 A EROSOLES CARBONÁCEOS IPCC (2001) Aerosoles Atmosféricos 0.01-10  m 40% PM2.5 aerosoles carbonáceos Provienen de combustión incompleta (OC y EC o BC) El carbono negro es un contaminante de forzamiento climático de vida corta (SLCF). (Feng et al., 2009; Mugica et al., 2009; Bergstrom et al., 2002; AIDA,2009 )

5 P RODUCCIÓN DE C AÑA DE AZÚCAR  México es el sexto productor mundial de caña de azúcar (CONADESUCA, 2013)  El principal productor nacional es el Estado de Veracruz con el 36%  La agroindustria cañera genera 300 mil empleos directos, y se estima que más de 3 millones de personas dependen directa o indirectamente de la agroindustria cañera” (Servín, 2003).

6 I MPLICACIONES DE LA COSECHA Y PROCESO DE LA CAÑA EN LA CALIDAD DEL AIRE Z

7 Quema en la pre-cosecha de la caña de azúcar. Facilita el corte manual. Quema de cañaveral. Corte manual de caña de azúcar. I MPLICACIONES DE LA COSECHA Y PROCESO DE LA CAÑA EN LA CALIDAD DEL AIRE

8 Implicaciones de la presencia de aerosoles carbonáceos Salud  Las partículas pueden provocar problemas cardiovasculares y respiratorios ( Riojas et al, 2006)  Entre las especies de OC se encuentran componentes tóxicos y cancerígenos como los Hidrocarburos policíclicos aromáticos (Mugica et al. 2010).  El BC es un posible agente cancerígeno (Kumar et al, 2011)  Anualmente 1.8 millones de muertes por exposición al BC en intramuros

9 Implicaciones en salud Un incremento de 10 μgm -3 en PM 2.5 aumenta 6% el riesgo de padecer enfermedades cardiopulmonares y 8% la mortalidad a causa de cáncer de pulmón (Pope et al., 2002). Los HPAs y sus derivados se hallan en el medio ambiente y son el producto de combustión incompleta. 9

10  El carbono negro modifica el balance radiativo del planeta (positivo) (Ramanathan y Carmichael, 2008)  Influencia sobre el ciclo hidrológico (Bachmann, 2009).  Después del CO 2 el BC es el principal causante del calentamiento global (40 %) (Baron et al., 2009).  El Índice del potencial de calentamiento global (GWP, por sus siglas en inglés) a 20 años del BC es de aproximadamente 2000 (UNEP y WMO, 2011). Implicaciones en el Forzamiento radiativo y clima

11 Forzamiento radiativo por cultivo y cosecha de caña

12 Compromisos de México ante la ONU INDC Disminuir los gases invernadero CO 2 y CH 4 en 25% para el año 2030 Disminuir en 51% las emisiones de carbono negro para el año 2030. En el Plan Especial de Cambio Climático 2012-2018 uno de los objetivos de control es el proceso de la caña. El Programa Especial de Cambio Climático (PECC, 2009), en su objetivo 2.3.2 contempló el Fomento a la cosecha en verde de la caña de azúcar. Meta M58 relacionada con la cosecha en verde de 188,000 ha de la superficie industrializable de caña de azúcar (Introducción de cosechadoras). Aunque se reporta como meta cumplida se desconoce en qué sitios. 12

13 I MPLICACIONES DEL PROCESO DE LA CAÑA EN LA CALIDAD DEL AIRE MALA CALIDAD DEL AIRE Quema de residuos postcosecha Quema pre- cosecha Emisiones de los Ingenios azucareros Operaciones de transporte

14 FACTOR DE EMISIÓN (FE):es un valor representativo que relaciona la cantidad de contaminante emitido a la atmósfera con una actividad asociada con la emisión de dicho contaminante. En la quema de biomasa el FE se calcula como la cantidad del contaminante por el peso de la biomasa incinerada. PM 2.5 Carbono orgánico Carbono elemental CultivoReferencia 2.49±0.660.16+0.090.71+0.22Caña de azúcar Hall et al., 2012 3.0±0.601.9+1.10.35+0.16TrigoDhammapala et al., 2007 12.95+0.308.94+0.420.17+0.04ArrozHays et al., 2005

15 O BJETIVO G ENERAL Realizar un estudio sobre el impacto en la calidad del aire en zonas cañeras, determinar los factores de emisión de carbono negro debidos a la quema de caña de azúcar y establecer criterios para la propuesta de un marco normativo.

16 J USTIFICACIÓN Se requieren inventarios de emisión de los SLCF No hay estudios sobre emisiones de CO y BC en México por la quema de la caña Información necesaria para diseño de políticas públicas Exposición de la población a partículas carbonáceas tóxicas

17 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Llevar a cabo campañas de muestreo de partículas en varias zonas cañeras de México Determinar el impacto de la época de zafra en la calidad del aire Cuantificar las emisiones de carbono negro en la época de zafra Realizar un levantamiento de datos socioeconómicos en la zona de estudio Diseñar y construir un equipo para la determinación de emisiones de gases y partículas por la quema de biomasa. Formular un marco normativo que conlleve a la eliminación gradual de las quemas en el proceso cañero Determinar los factores de emisión de gases y carbono negro por la quema de caña de azúcar

18 METODOLOGIA Muestreo  Muestreo en época de zafra  Muestreo en ausencia de zafra, Córdoba, Veracruz  Zacatepec, Morelos  Huixtla/Tapachula, Chiapas  Partículas PM10 y PM2.5 Tratamiento de muestras Filtro de cuarzo Calcinado 500°C/8 h Pesado Filtro de cuarzo Desecado 24h Pesado Análisis de OC y EC OC/EC Analizador termoóptico SunsetLab Sootscan Analizador óptico

19  Diseño y construcción de un quemador  Masa, tiempo de quema controlados  Proceso isocinético METODOLOGIA  Pruebas isocinéticas  Gravimetría de filtros  Quema a varios tiempos  Análisis de gases CO y CO 2  Análisis de carbono negro

20 METODOLOGIA Marco normativo  Revisión normatividad internacional  Normatividad nacional  Determinación de barreras por actores involucrados  Cortadores de caña  Productores  Ingenio

21 RESULTADOS

22 RESULTADOS CÓRDOBA

23 RESULTADOS ZACATEPEC FECHA PM 2.5 (µg/m^3)IMECA CALIDAD DEL AIRE 26-mar-13 96.45168.87 MUY MALA 28-mar-13 91.13165.80 MUY MALA 30-mar-13 197.07263.20 EXTREMADAMENTE MALA 31-mar-13 161.90216.23 EXTREMADAMENTE MALA 1-abr-13 143.78196.18 MUY MALA 2-abr-13 88.91164.51 MUY MALA 3-abr-13 83.47185.56 MALA 4-abr-13 89.38164.79 MUY MALA 5-abr-13 72.24163.46 MALA 6-abr-1379.21177.18MALA

24 Individuo de cañaPromedio y DS Altura promedio3.41± 0.48 m Peso promedio en verde3.37± 0.42 Kg Peso promedio seca1.78± 0.37 Kg Humedad promedio65.9 ± 4.32 % RESULTADOS

25 CO 2 COPSTPM2.5ECOC Este trabajo 1,752±36739±73.25±2 0.17±0.010.971 Hays et al., 2005. NR 12.95±0.30.17±0.04NR Neto et al, 2012 1,303±21865±14NR2.6±1.6NR0.928 Hall et al. 2012 1,255±2879.4±3.3NR2.49±0.660.71±0.220.985 López-Carvalho 2009 1,288±16728±3NR Yokelson et al, 2008 1,83828.3NR2.17NR0.976 Le Canut et al, 1996 NR 2.8NR0.965 Andreae and Merle, 2001 1,515±17792±84NR3.9NR0.943 AP-42, 1995 NR30-40NR FACTORES DE EMISIÓN g/Kg de biomasa

26 INCERTIDUMBRE EN LA DETERMINACIÓN DE F.E. Diferencias entre especies agrícolas derivadas del contenido de lignina. Factores de emisión determinados solamente en la fase de pre-ignición y llama y no en la fase de humo.

27 Estudio psicosocial

28 Estudio con productores

29 FACTORES DE EMISIÓN

30 CONSIDERACIONES PARA MITIGAR LAS EMISIONES DURANTE LA ZAFRA  Como una medida inmediata para abatir las emisiones de dióxido de carbono, partículas y carbono negro en la zona de cañaverales, debe considerarse la prohibición de la quema post-cosecha que realizan los agricultores para preparar el terreno, ya que adicionalmente empobrece el suelo.  En cuanto a la toma de medidas para evitar la quema en la pre-cosecha esta es una situación más compleja. El uso de maquinaria aunque facilita la cosecha en verde es costosa y tiene una importante implicación socioeconómica.  Se requieren medidas de protección a los cortadores y los empresarios tendrían que pagar más cara la tonelada de caña a los cortadores, ya que sin la quema les representa una merma de al menos 30%.

31 CONCLUSIONES  La concentración de PM 2.5 y PM 10 aumenta significativamente en la época de zafra.  Las concentraciones de partículas, principalmente de PM 2.5 exceden en forma frecuente las normas de calidad del aire durante la época de quema de la caña en las zonas de cañaverales.  El caso más crítico es Zacatepec donde se registra frecuentemente la calidad del aire extremadamente mala en las PM2.5. Esta situación representa un importante riesgo a la salud para la población expuesta.  Se determinaron por primera vez en México en forma experimental los factores de emisión por la quema de caña. Los estimados promedio en gkg-1 fueron: 1,752 ± 367 para CO2, 39 ± 7 para CO, 3.25 ± 2 para PST y de 0.13±0.03 para el carbón elemental. Deben ser ajustados para incluir todas las fases de quemado.  Es necesario que el proceso agrícola en México se modifique, con base en un desarrollo tecnológico adecuado a la región tomando en cuenta el aspecto social.

32 R EFERENCIAS AIDA (2009) El Carbono Negro:Concepto, Efectos Climáticos y Oportunidades En Su Control Asociación Interamericana para la Defensa del Ambiente. Bachmann, J. (2009) BLACK CARBON:A Science/Policy Primer, Pew Center on Global Climate Change. Badu,S.S. y Moorthy K.K. (2002) Aerosol Black Carbon over a Tropical Coastal Station in India, Geophysical Research Letters, 29(23), 2098. Eck, T.F., Holben B.N., Reid J.S., et al. (1999) Wavelength Dependence of the Optical Depth of Biomass Burning, Urban, and Desert Dust Aerosolos, Journal of Geophysical Research 104 (D24), 31333–31349. Feng, J., Chan, C.K., Fang, M., Hu, M., He, L., Tang, X., 2006. Characteristics of organic matter in PM2.5 in Shanghai. Chemosphere 64, 1393–1400. Fruin, S.A., Winer, A.M., y Rodes, C.E. (2004) Black Carbon Concentrations in California Vehicles and Estimation of In-vehicle Diesel Exhaust Particulate Matter Exposures, Atmospheric Environment 38, 4123–4133. IPCC, 2007. Changes in Atmospheric Constituents and Radiative Forcing, Contribution of Working Group to the 4th Assessment Report of the IPCC. Cambridge University Press, New York. Kumar, K.R., Narasimbulu, K., Balakrishnaiah, G., et al. (2011) Characterization of Aerosol Black Carbon over a Tropical Semi-arid Region of Anantapur, India, Atmospheric Research, 100, 12–27. Lara, L.L., Artaxo, P., Martinelli, L.A., et al. (2005) Properties of Aerosols from Sugar-cane Burning Emissions in Southeastern Brazil, Atmospheric Environment 39, 4627–4637. Mugica, V., Hernández, S., y Torres, M. (2010) a. Seasonal Variation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Exposure Levels in Mexico City. Journal of the Air & Waste Management Association, 60. 548-555. May 2010. Ramanathan, V., Crutzen, P.J., Kiel, J.T., Rosenfeld, D., 2001. Aerosols, climate, and the hydrological cycle. Science 294, 2119–2124

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