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ACS ICA 140
Informe de Calibración e Implementación del Modelo de Dispersión de Contaminantes Atmosféricos en la Zona de Influencia de la
PTAR Salitre
PRODUCTO 4 CONTRATO No. 2-02-26100-0159-2010
“REALIZAR EL LEVANTAMIENTO DE LA LÍNEA BASE AMBIENTAL DE CALIDAD DEL AIRE EN LA PTAR SALITRE PARA LAS
UNIDADES DE TRATAMIENTO EXISTENTES Y LAS PROYECTADAS PARA SU AMPLIACIÓN A 8 m3/s Y
TRATAMIENTO SECUNDARIO”.
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CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN ......................................................................................................................... 5
2. OBJETIVOS ................................................................................................................................ 7
2.1. GENERAL .................................................................................................................................... 7 2.2. ESPECÍFICOS ............................................................................................................................. 7
3. MODELAMIENTO DE DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES. .................................................. 8
3.1. HIPÓTESIS DE BASE CONSIDERADAS EN LOS ALGORITMOS DE CÁLCULO. ................ 10 3.2. OPCIONES DE DISPERSIÓN .................................................................................................. 11 3.3. TIEMPOS DE PONDERACIÓN Y OPCIONES DEL TERRENO .............................................. 11 3.4. RECEPTORES .......................................................................................................................... 12 3.5. DEPOSICIÓN ............................................................................................................................ 13 3.6. DATOS METEOROLÓGICOS ................................................................................................... 14 3.6.1. DATOS PARA LA ESTIMACIÓN CON DEPOSICIÓN SECA Y HÚMEDA ....................... 16
4. DATOS DE EMISIÓN DE CONTAMINANTES ......................................................................... 20
4.1. FUENTES DE EMISIÓN FIJAS ................................................................................................. 21 4.2. FUENTES DE EMISIÓN MOVILES ........................................................................................... 24 4.3. UBICACIÓN DE LAS FUENTES ............................................................................................... 26
5. RESULTADOS Y ANÁLISIS ..................................................................................................... 27
5.1. GENERAL .................................................................................................................................. 27 5.2. DISPERSIÓN DE DIOXIDO DE AZUFRE. ................................................................................ 28 5.3. DISPERSIÓN DE ÓXIDOS DE NITRÓGENO. ......................................................................... 32 5.4. DISPERSIÓN DE MONÓXIDO DE CARBONO. ....................................................................... 34 5.5. DISPERSIÓN DE MATERIAL PARTICULADO ......................................................................... 37
6. CONCLUSIONES ...................................................................................................................... 42
7. RECOMENDACIONES ............................................................................................................. 44
BIBLIOGRAFÍA ................................................................................................................................ 45
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LISTA DE ANEXOS
ANEXO 1 PLANCHAS DE ISOPLETAS………………………………………………………….12 PLANOS.
ANEXO 2 REPORTE DE SALIDA ISC-AERMOD………………………………………………........33 PÁG.
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ESTADO DE REVISIÓN Y APROBACIÓN
Título Documento: Informe de calibración e implementación del modelo de dispersión de contaminantes atmosféricos en la zona de influencia de la PTAR El Salitre
Codificación ACS ICA 140
N ú m e r o d e R e v i s i ó n 3
Elaboración Nombre
I.Q. Juan Carlos Mendoza. I.Q. Diego Mauricio Alea Poveda
Firma
Revisó y aprobó: Nombre: Ing. Alexander Zúñiga
Firma:
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1. INTRODUCCIÓN
Con el fin de complementar el análisis de los resultados del monitoreo relacionado con el
Producto 1 (Informe ACS ICA 134)1 del presente contrato, se realizaron modelos de
dispersión de los contaminantes evaluados provenientes de las unidades existentes
presentando las observaciones correspondientes de su comportamiento y estimando el
área de influencia de la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales El Salitre (PTAR El
Salitre), tomando en cuenta la línea base ambiental del predio donde se realizará la
ampliación de la planta.
En el presente informe se encuentra una breve descripción técnica de la metodología
empleada para la evaluación del comportamiento de los contaminantes: material
particulado expresado como partículas suspendidas totales dadas como PST (dentro de
las cuales están contenidas las partículas respirables expresadas como PM-10), dióxido
de azufre expresado como SO2, óxidos de nitrógeno expresados como NO2 y monóxido
de carbono expresado como CO en la PTAR El Salitre.
Con el propósito de determinar las emisiones de PST, SO2, NO2 y CO necesarias para el
modelamiento de dispersión de contaminantes, se toman los datos de emisión
presentados en el Producto 1 (Informe ACS ICA 134), informes de emisión de
contaminantes de la PTAR El Salitre e información suministrada por la Gerencia de
Tecnología de Empresa de Acueducto y Alcantarillado de Bogotá (EAAB).
Es de vital importancia aclarar que para el modelamiento de dispersión es necesario
disponer de datos de fuentes fijas, datos que en el marco de este contrato no se tomaron,
pero están disponibles en los contratos No 2-05-26296-0792-2009 y No 2-05-26296-0150-
2010 desarrollados en el ACUEDUCTO DE BOGOTA con interventoría del CONSORCIO
DE GESTION INTEGRAL cuyos informes corresponden a las referencias ACS IE 289 y
1 AIR CLEAN SYSTEMS S.A. INFORME DE EVALUACIÓN DE CALIDAD DEL AIRE COMO
LÍNEA BASE DE LA AMPLIACIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES EL SALITRE. Informe ICA 134 (Producto 1) Contrato No. 2-02-26100-0159-2010.
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ACS IE 308 respectivamente.2. Por lo tanto se hizo uso de ellos para el modelamiento. Es
preciso aclarar que dichas emisiones corresponden a las fuentes fijas presentes en la
planta. Más adelante se especifica de manera más detallada la información recolectada
en el producto 1 (Informe ICA 134) del presente contrato y como ésta es comparada con
los datos de simulación en la sección de resultados y análisis.
La dispersión de concentración de contaminantes fue calculada mediante el software ISC-
AERMOD VIEW, un modelo de dispersión Gaussiano. El modelamiento se llevó a cabo en
tres escenarios con el fin de evaluar el comportamiento de los contaminantes en
condiciones de tiempo seco, en condiciones húmedas y en condiciones promedio
generales con el fin de observar su comportamiento sobre el área de influencia.
Adicionalmente, este informe describe la metodología aplicada, los recursos utilizados, los
resultados del modelamiento de dispersión, conclusiones y recomendaciones pertinentes.
2 AIR CLEAN SYSTEMS S.A. INFORME DE LAS EMISIONES ATMOSFÉRICAS DE
CONTAMINANTES DE LA PTAR EL SALITRE. Informe ACS IE 289 Contrato No 2-05-26296-0792-2009.
AIR CLEAN SYSTEMS S.A. INFORME DE LAS EMISIONES ATMOSFÉRICAS DE CONTAMINANTES DE LA PTAR EL SALITRE. Informe ACS IE 308 Contrato No 2-05-26296-0150-2010.
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2. OBJETIVOS
2.1. General
Construir, implementar y calibrar un modelo de dispersión para los parámetros material
particulado (PST), dióxido de nitrógeno (NO2), monóxido de carbono (CO) y dióxido de
azufre (SO2) con un modelo de dispersión apropiado, teniendo en cuenta las
características locales de la PTAR El Salitre y las condiciones meteorológicas propias
de la zona de estudio.
2.2. Específicos
Estimar el comportamiento de los contaminantes generados por la operación de la
PTAR El Salitre sobre el área de influencia a través de la dispersión de los mismos.
Conocer las tendencias y patrones que predominan en la dispersión de contaminantes
así como las zonas de mayor impacto.
Realizar la calibración del modelo de dispersión con base en los datos experimentales
encontrados en la zona de estudio, y determinar los mapas de dispersión de
contaminantes para los parámetros PST, SO2 y NO2, teniendo en cuenta las
condiciones meteorológicas y de operación de la planta que se presentaron durante el
estudio.
Realizar tres simulaciones de dispersión de contaminantes en la PTAR El Salitre para
diferentes épocas del año, con el fin de contar con una línea base de mapas de
dispersión de los parámetros de estudio, variando las condiciones ambientales y
meteorológicas base para el modelo.
Realizar el análisis e interpretación de los resultados obtenidos en el modelo de
dispersión y de las simulaciones realizadas.
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3. MODELAMIENTO DE DISPERSIÓN DE CONTAMINANTES.
La dispersión de contaminantes en la atmósfera sigue los mismos principios físicos de
mezclado de otros fluidos como el agua en un río.
Cuando una descarga vertical de aire caliente es descargada en la atmósfera libre, donde
existe un viento permanente, éste subirá primero y posteriormente se doblará y viajará
con el viento. El proceso diluye los contaminantes y los aleja de la fuente. Entre los
procesos que generan esta dispersión se encuentran los procesos de turbulencia y
variación en las condiciones atmosféricas (cambio de propiedades del fluido) que generan
dispersión vertical y horizontal.
Para analizar el comportamiento de los contaminantes en un área de influencia se
emplean modelos matemáticos útiles en la estimación de la calidad del aire en aquellas
zonas donde no se dispone de una red de vigilancia de contaminación atmosférica, o en
aquellas zonas donde el registro no sea suficiente. Naturalmente, el estudio de tal
influencia se puede determinar a través del modelamiento físico o químico.
Para su estudio, los modelos se pueden agrupar en cuatro clases genéricas:
- Gaussianos.
- Numéricos.
- Estadísticos o empíricos.
- Físicos.
Los modelos gaussianos son los que se utilizan con mayor frecuencia para estimar el
impacto de contaminantes no reactivos. Los modelos numéricos pueden ser más
apropiados que los gaussianos en el caso del estudio de fuentes superficiales urbanas
donde se analicen contaminantes reactivos. Este tipo de modelos precisan datos mucho
más detallados y extensos que los demás modelos, por este motivo, su uso no es muy
frecuente.
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Dentro de los diferentes modelos, existe el modelo U.S. EPA ISCST3 Model. Este modelo
es un modelo de pluma Gaussiano estacionario de penacho en estado estable que
incorpora factores relacionados con la fuente y factores meteorológicos para estimar la
concentración del contaminante proveniente de las fuentes de emisión, y el cual puede
ser empleado para determinar el comportamiento de contaminantes, y/o flujos de
deposición de una variedad de fuentes asociados con una fuente industrial compleja.
El programa empleado para la implementación del modelo se le conoce con el nombre de
AERMOD. La formulación de la dispersión que realiza representa uno de los mayores
avances en comparación con los modelos de dispersión existentes.
Dentro de la capa límite estable, el modelo considera una función de densidad de
probabilidad gaussiana para las concentraciones de contaminantes, tanto en el plano
horizontal como vertical. En cambio, en la capa límite convectiva la distribución de
concentraciones horizontal continúa siendo gaussiana pero la distribución de
concentraciones vertical se describe mediante una función bi-gaussiana. Es importante
aclarar que la capa límite estable se define como la región que se extiende desde la
superficie hasta el punto en el cual se alcanza una temperatura potencial constante
mientras que la capa límite convectiva es la parte más baja de la atmósfera y su
comportamiento es influenciado directamente por su contacto con una superficie
planetaria.
La distribución de las concentraciones de contaminantes en dirección vertical se
encuentra afectada por la distribución vertical de velocidades. Esta distribución de
velocidades en la CBL (Capa límite Convectiva), está constituida por una serie de
corrientes ascendentes y descendentes. A pesar de la velocidad vertical en esta capa,
dicha distribución puede ser prácticamente nula. Ocurre que las corrientes ascendentes
tienden a ser más fuertes (mayor velocidad) mientras que las descendentes tienden a
cubrir un área horizontal mayor.
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Como consecuencia de este fenómeno, la distribución de masa de contaminantes no
resulta ser gaussiana (simétrica), sino que presenta sesgo vertical positivo. Así, en
condiciones convectivas, AERMOD utiliza una función de densidad de probabilidad
sesgada para caracterizar la distribución vertical de concentraciones.
En AERMOD, los parámetros de dispersión horizontal y vertical son resultado de la
combinación de dos efectos diferentes:
- Dispersión debida a la turbulencia ambiente.
- Dispersión inducida.
3.1. HIPÓTESIS DE BASE CONSIDERADAS EN LOS ALGORITMOS DE CÁLCULO.
Las hipótesis de base aplicadas al modelo AERMOD son las siguientes:
Considera los algoritmos de cálculo para procedimientos recomendados para
periodos de calmas o velocidades del viento inferiores a 0,5 m/s.
Incorpora los algoritmos de cálculo para completar los datos faltantes.
.
Principales opciones de selección en el modelo:
Elección entre dispersión rural o dispersión urbana.
Elección de la totalidad de las hipótesis de la opción “Regulatory default Option” o
cualquier combinación que utilice las hipótesis reguladoras y no reguladoras en el
caso de determinar dispersiones de olores.
Las ecuaciones empleadas por el simulador y la teoría se explican más profundamente en
el informe ACS IOL 1093 del presente contrato ya que la base del modelo es la misma
para todos los modelamientos, la diferencia radica en los datos que se ingresan.
3 AIR CLEAN SYSTEMS S.A. INFORME DE CALIBRACIÓN E IMPLEMENTACIÓN DEL MODELO DE DISPERSIÓN DE SULFURO DE HIDRÓGENO PARA LA PTAR EL SALITRE Y SU ZONA DE INFLUENCIA. Informe IOL 109 (Producto 3) Contrato No. 2-02-26100-0159-2010.
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3.2. OPCIONES DE DISPERSIÓN
Como opciones de dispersión se utilizó la opción Regulatory Default para zona urbana,
opción ya incluida en el programa la cual considera:
El descenso desde la descarga de las fuentes (Stack-tip downwash). Importante en la
capa límite convectiva (capa de aire cercana al suelo que se ve afectada por la
convección debida al intercambio diurno de calor, humedad y momento con el suelo)
ya que considera la cima de la pluma de dispersión de forma vertical desde la fuente.
La dispersión de flotación inducida (Buoyancy – induced dispersión). Este componente
es necesario para determinar la varianza corregida para los componentes horizontales.
Las rutinas de procesamiento en estado de calma (Calms procesing routines). Es decir
que no emplea correcciones por condiciones en flujo turbulento.
Los exponentes de perfil de vientos por defecto (Default wind profile exponents).
Los gradientes potenciales de temperatura vertical (Default vertical potencial
temperature gradients).
3.3. TIEMPOS DE PONDERACIÓN Y OPCIONES DEL TERRENO
En el programa AERMOD se pueden establecer tiempos de ponderación para la
dispersión del contaminante, estos periodos de ponderación son establecidos a
partir de los datos empleados para realizar el modelamiento de dispersión y por lo
tanto solo es útil para aclarar qué periodo de tiempo tienen los datos que se están
ingresando al programa. Los tiempos de ponderación pueden ser diarios, mensuales
o anuales.
Para el área de la PTAR El Salitre se asumió que en general la altura del terreno no
excede la altura de descarga de las unidades porque se desea evaluar el
comportamiento de los contaminantes al nivel del suelo, donde hay mayor riesgo de
exposición a éstos. Al contemplar una altura de descarga diferente se obtendrían
concentraciones más elevadas y no se estaría evaluando el comportamiento al nivel
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del suelo que es el de interés. Similarmente la altura de referencia de los receptores
se estableció en cero (0) metros. Esto facilita el modelamiento ya que no considera
interferencias por terrenos elevados en el área de dispersión y permite evaluar el
comportamiento a las condiciones más críticas. Como a las condiciones más críticas
no se presenta incumplimiento de la norma, tampoco lo habrá si hay barreras
naturales, así se pude observar en los resultados a las condiciones más críticas
presentados en la sección 5.
3.4. RECEPTORES
Los receptores son los puntos sobre los cuales se desea determinar la concentración del
contaminante. Para efectos de cálculo, el programa ISCST3 genera automáticamente una
grilla (receptores organizados en red o cuadricula) donde estima nodo a nodo (receptor a
receptor) la inmisión de contaminantes. A partir de estos puntos de inmisión, el programa
genera las curvas de concentración uniforme.
La grilla del área de estudio se definió para ingresar al programa con las siguientes
características:
Enmallado uniforme en coordenadas geográficas planas.
Unidades: metros.
Punto inferior izquierdo: 984660 m Oeste, 1068730 m Norte (Coordenadas planas
Gaussianas, Instituto Geográfico Agustín Codazzi, Observatorio Bogotá).
Número de intervalos en dirección x: 50.
Número de intervalos en dirección y: 50.
Espaciado de cada intervalo: 30 metros en x: 30 metros en y.
Longitud x: 1500 m.
Longitud y: 1500 m
El número de intervalos es necesario para la resolución de la pluma de dispersión. Es
decir que a mayor número de intervalos más puntos generará el programa, aumentando el
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tiempo de compilación o simulación del programa. Por este motivo se selecciona un
número de intervalo adecuado para disminuir el tiempo de compilación, de tal manera que
no se vea afectada la resolución de la pluma de dispersión.
En la Figura 1 se muestra el punto de referencia y la malla cartesiana sobre la cual se
realizó la dispersión del contaminante. La imagen del mapa empleada para los planos de
dispersión, fue tomada de la herramienta Google Earth [6].
Punto de referencia
Figura 1. Esquema de la Malla Cartesiana y el Punto de Origen o Referencia.
3.5. DEPOSICIÓN
La deposición corresponde al mecanismo por el cual los compuestos se mueven de forma
vertical y llegan al suelo.
Se seleccionó la salida del modelo en concentración expresada como microgramos de
contaminante por metro cúbico de aire. Si se consideran mecanismos de deposición seca
o húmeda, es decir, si en el modelamiento se considera que el contaminante está
expuesto a condiciones de humedad (lluvias y humedad ambiental) estos pueden
disminuir la concentración de contaminante en el área de influencia.
Los contaminantes pueden llegar a la superficie terrestre mediante dos mecanismos que
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son: la deposición seca y la deposición húmeda según la fase en que se encuentren al
incidir sobre la superficie.
En condiciones de humedad el agua arrastra consigo contaminantes que en general
(incluidos aerosoles) pueden estar dentro de las gotas de nubes, niebla, lluvia y nieve.
Cuando estos hidrometeoros impactan sobre el suelo, la deposición del contaminante es
húmeda. Asimismo los contaminantes en fase gas pueden llegar al suelo debido a la
turbulencia atmosférica.
Los valores adoptados para los efectos del terreno son seleccionados directamente en el
programa
3.6. DATOS METEOROLÓGICOS
AERMOD acepta valores de parámetros meteorológicos medidos a un gran número de
niveles de altura diferentes con objeto de calcular perfiles verticales de dichos parámetros.
Este modelo, mediante su interfase meteorológica y utilizando relaciones de semejanza
con los parámetros de la PBL (Capa Límite de Flujo) y las medidas de datos
meteorológicos, calcula perfiles verticales hasta una altura de 5.000 m, de las siguientes
variables:
Velocidad de viento.
Es el parámetro que indica que tan rápido recorre una distancia el contaminante en el
tiempo. Es de importancia en el modelo ya que determina la velocidad de dispersión
del H2S para generar la pluma de dispersión.
Dirección de viento.
Éste parámetro indica el lugar predominante a donde se dispersa el sulfuro de
hidrógeno en el modelamiento de dispersión de olores.
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Temperatura.
Hace referencia a la temperatura ambiente del lugar. Es de importancia en el modelo
ya que determina la concentración de olores por tener relación proporcional
Gradiente de temperatura potencial vertical.
Es el cambio de temperatura potencial con la altura, se emplea en el modelamiento de
la pluma de dispersión.
un valor positivo significa que la temperatura potencial incrementa con la altura e indica
una atmosfera estable.
Turbulencia Mecánica.
La turbulencia mecánica es una función de la velocidad del viento y la rugosidad de la
superficie. Ocurre cuando cambia la velocidad del viento cerca a la superficie. Puede
ocurrir un cambio en la velocidad del viento cuando existe un obstáculo que interrumpe
el flujo del viento sobre la superficie.
Turbulencia Térmica.
La turbulencia térmica también es conocida como turbulencia inducida ascendente.
Esta ocurre cuando el aire caliente cercano al suelo se eleva, disturbando el aire sobre
este. La turbulencia térmica tiende a ser máxima cuando comienza la tarde y mínima
cuando se acerca el ocaso, siguiendo una tendencia de temperatura diurna de la
superficie de la Tierra.
Para construir estos perfiles, AERMOD necesita disponer de medidas de velocidad de
viento, dirección de viento y temperatura a una altura determinada. En cambio, la
turbulencia se puede parametrizar sin necesidad de tener medidas directas de ella.
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Para desarrollar el modelo, se utilizó como base, la información meteorológica disponible
de la estación en funcionamiento instalada en el sitio de medición perteneciente a la
EAAB. Dicha información corresponde a los valores medios mensuales para el año 2009 y
2010 (ver Tabla 1).
3.6.1. DATOS PARA LA ESTIMACIÓN CON DEPOSICIÓN SECA Y HÚMEDA
Para la estimación del modelo en condiciones de deposición seca y húmeda se observó
que el terreno donde esta instalada la PTAR El Salitre posee características de pradera y
llanura moderada (Grassland). Esto significa que se considera una extensión de terreno
plana donde no hay elevación de terrenos que necesiten correcciones y datos adicionales
para desarrollar el modelo de dispersión, a excepción de las barreras naturales instaladas
que son puestas con previa planificación.
Además, es necesario ingresar las propiedades representativas del sitio de medición. En
la Tabla 2 se resumen las propiedades seleccionadas del sitio de medición.
Las principales variables meteorológicas cruciales para la dispersión de contaminantes
son: Temperatura ambiente, Velocidad y dirección del viento, y Nubosidad.
El viento es el principal agente meteorológico que determina las condiciones de dispersión
de la contaminación, tanto horizontal como verticalmente. Sus características de velocidad
y dirección son importantes para determinar lo que se denomina área de dispersión o
alcance.
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Tabla 1. Condiciones meteorológicas alimentadas al modelo4.
Mes/Año Temperatura media (°C)
Velocidad del viento (km/h)
Dirección del viento
Abril-09 14.8 2.3 SE Mayo-09 14.3 2.3 SSE Junio-09 14.5 2.6 SSE Julio-09 12.4 1.8 SE
Agosto-09 14.1 2.4 SSE Septiembre-09 14.7 3.4 SSE
Octubre-09 14.4 2.4 SSE Noviembre-09 14.9 2.2 SE Diciembre*-08 14.3 2.1 SE
Enero*-09 14.3 2.3 SE Febrero-10 15.7 2.5 SE Marzo-10 15.8 2.3 SSE Abril-10 15.4 1.6 SSE
* Para el mes de Diciembre se utilizaron los datos recopilados durante el año 2008 y para el Mes
de Enero se tomaron los datos del 2009 por la estación instalada en la PTAR El Salitre.
Tabla 2. Resumen propiedades del sitio de medición5.
Propiedad del sitio Valor
Longitud mínima de Monin-Obukov Tipo de terreno Agricultura (abierto)
2 m
Longitud de rugosidad Tipo de terreno Pradera
0.05 m
Noon Time Albedo Tipo de terreno Pradera
0.18 m
Bowen ratio o humedad superficial Tipo de terreno Pradera
0.4 deposición húmeda 2.0 deposición seca
0.8 Promedio Flujo de calor antropogénico 117 W/m2 Longitud de rugosidad Tipo de zona Rural
0.15 m
4 Información suministrada por la Planta de Tratamiento PTAR Salitre. 5 Los valores de estas propiedades son sugeridas por el programa de simulación. Para más detalle
de su selección y la teoría del modelamiento remítase al informe ACS IOL 109 del presente contrato.
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Normalmente los vientos en Colombia son débiles, con valores menores de 3 m/s. Sin
embargo, dependiendo de la localización geográfica y la temporada del año pueden ser
considerables. De acuerdo a la rosa de vientos (ver Gráfico 1) y a los datos de la estación
meteorológica de la PTAR El Salitre, predominan los vientos provenientes del Noroeste
(es decir que la dirección del viento va hacia el Sureste) con velocidades de 1,0 a 3,0
m/s. En la Tabla 1, se observa un resumen mensual de las condiciones meteorológicas
alimentadas al modelo de dispersión para la PTAR El Salitre.
Finalmente los resultados obtenidos de la simulación se generarán para los tres
escenarios seleccionados que corresponden a las condiciones meteorológicas:
Promedio anual.
Periodo de sequía con deposición seca.
Período húmedo con deposición húmeda
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Gráfico 1. Rosa de Vientos6.
6 Gráfico Elaborado con el Reporte Histórico suministrado por la planta de tratamiento PTAR El
Salitre.
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4. DATOS DE EMISIÓN DE CONTAMINANTES
La planta de tratamiento de aguas residuales El Salitre opera desde el año 2000 tratando
las aguas residuales del norte de la ciudad. Estas aguas residuales, son tratadas en la
planta por procesos físicos y químicos para retornarla al río Bogotá en unas mejores
condiciones y así disminuir la contaminación generada.
Para modelar la dispersión de contaminantes sobre el área de influencia es necesario
conocer las emisiones generadas ya sea con un estimado para toda la planta (fuente de
área) o estimando las emisiones de cada una de las unidades. Es preciso aclarar que
dichas emisiones corresponden a las fuentes fijas presentes en la planta y los valores de
dichas fuentes se tomaron de informes generados en un marco diferente al del presente
contrato pero que son necesarios para el modelamiento. Estos contratos corresponden al
No 2-05-26296-0792-2009 y al No 2-05-26296-0150-2010 desarrollados en el
ACUEDUCTO DE BOGOTA con interventoría del CONSORCIO DE GESTION INTEGRAL
cuyos informes corresponden a las referencias ACS IE 289 y ACS IE 308
respectivamente. Las fuentes móviles también influyen dentro del modelamiento de
dispersión y serán nombradas posteriormente. Sin embargo por la naturaleza del modelo
y del programa de simulación se tendrán en cuenta solo las fuentes fijas. El objeto del
contrato 2-05-26296-0792-2009 es el de determinar las concentraciones de material
particulado (MP), óxidos de azufre (SO2), óxidos de nitrógeno (NO2) y monóxido de
carbono (CO) para las dos calderas Guillot y los dos electrógenos ubicados en la PTAR El
Salitre de la EAAB y el del contrato 2-05-26296-0150-2010 es el de determinar las
concentraciones de material particulado (MP), dióxido de azufre (SO2), óxidos de
nitrógeno (NO2) y monóxido de carbono (CO) para los dos electrógenos ubicados en la
PTAR El Salitre de la EAAB comparándolos con las emisiones límite registrados en la
resolución 1309 de 2010 del Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial.
Dentro del proceso de tratamiento, la PTAR El Salitre cuenta con dos calderas Guillot que
funcionan con el biogás generado durante el proceso de tratamiento, y suministran calor
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al proceso de digestión de lodo. La empresa cuenta también con dos generadores
eléctricos Cumis Barcila (Electrógenos) que funcionan con ACPM, y son empleados como
sistema auxiliar de suministro de energía eléctrica en caso de cortes de energía. Y
finalmente se encuentra una TEA que realiza el quemado de gas en exceso proveniente
del proceso de digestión.
A continuación se presentan los datos de emisión de las fuentes móviles y fijas
presentadas en la PTAR El Salitre.
4.1. FUENTES DE EMISIÓN FIJAS
Las fuentes fijas son las fuentes industriales estacionarias que generan emisiones desde
puntos fijos (por ejemplo, chimeneas o respiraderos).
La planta de tratamiento de aguas residuales El Salitre cuenta con las siguientes fuentes
fijas de emisión de contaminantes atmosféricos:
1. Dos (2) calderas que proveen energía térmica para el proceso de digestión. Estas
calderas son alimentadas con el biogás generado en el proceso.
2. Dos (2) electrógenos que funcionan como sistemas auxiliares de energía eléctrica
para la planta de tratamiento.
3. Una (1) TEA empleada para la quema de biogás generado en exceso por la
operación de la planta.
En las Figuras 2, 3 y 4 se muestran imágenes de las fuentes de emisión en la PTAR El
Salitre.
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Figura 2. Chimeneas de las calderas Figura 3. TEA
Figura 4. Chimeneas de los electrógenos
En las Tablas 3 y 4 se presenta información relacionada con las especificaciones y las
emisiones de las fuentes en el marco de los contratos 2-05-26296-0792-2009 y 2-05-
26296-0150-2010 mencionados anteriormente. El monitoreo del 2009 fue realizado
durante los días 24, 25 y 27 de Noviembre de 2009 por AIR CLEAN SYSTEMS - ACS,
empresa acreditada por el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales
(IDEAM) mediante Resolución Nº 1090 del 8 de julio de 2009 de acuerdo a la Norma
internacional ISO/IEC 17025:2005 (se anexan copias de los oficios), siguiendo las
Caldera 1 Caldera 2
Electrógeno 1
Electrógeno 2
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técnicas de muestreo y análisis normalizados de los Métodos EPA (Agencia de Protección
Ambiental de los Estados Unidos), 1 al 5, EPA 6 y EPA 7, y el monitoreo del 2010 fue
realizado los días 24 y 26 de marzo de 2010 por AIR CLEAN SYSTEMS S.A. – ACS S.A.,
utilizando la consola C-5000 de la marca Environmental Supply. Los parámetros
evaluados para ambos monitoreos fueron las concentraciones de material particulado,
dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno y monóxido de carbono, expresados como MP,
SO2, NO2 y CO respectivamente. De este proceso se obtienen muestras sólidas y líquidas
que posteriormente son analizadas en el Laboratorio Quimicontrol LTDA, entidad
igualmente acreditada bajo la norma ISO/IEC 17025:2005 para análisis en matrices de
fuentes fijas.
Tabla 3. Especificaciones de las fuentes fijas PTAR El Salitre7
Identificación de la fuente
Caldera 1 Caldera 2 TEA Electrógeno 1 Electrógeno 2
Tipo de combustible
Biogás del proceso ACPM
Tiempo de operación
24 horas Lunes a Domingo 2 semanas al mes
1 h/mes
Tipo de sección de la chimenea
Circular
Dimensiones chimenea
Altura 15,9 m Diámetro 0,68 m
Altura 8 m Altura 14,4 m
Diámetro 0,60 m
7 Información tomada de los informes:
- AIR CLEAN SYSTEMS S.A. INFORME DE LAS EMISIONES ATMOSFÉRICAS DE CONTAMINANTES DE LA PTAR EL SALITRE. Informe ACS IE 289 Contrato No 2-05-26296-0792-2009.
- AIR CLEAN SYSTEMS S.A. INFORME DE LAS EMISIONES ATMOSFÉRICAS DE CONTAMINANTES DE LA PTAR EL SALITRE. Informe ACS IE 308 Contrato No 2-05-26296-0150-2010.
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Tabla 4. Emisiones de las fuentes fijas PTAR El Salitre8
Parámetro
Emisión por fuente kg/h (g/s)
Caldera 1 Caldera 2 TEA Electrógeno 1 Electrógeno 2 TOTAL
Monóxido de carbono
<0,001 (<3*10-4)
<0,001 (<3*10-4)
1,580 (0,439) 2,782 (0,773) 4,214 (1,171) 2.384
Material particulado
0,059 (0,016)
0,021 (0,006)
0,065 (0,018) 0,165 (0,046) 0,343 (0,095) 0.181
Dióxido de azufre 0,020
(0,006) 0,009
(0,003) 0,011 (0,003) 0,066 (0,018) 0,128 (0,036) 0.066
Dióxido de nitrógeno
0,071 (0,020)
0,049 (0,014)
0,290 (0,081) 8,088 (2,247) 9,945 (2,763) 5.125
4.2. FUENTES DE EMISIÓN MOVILES
Las fuentes móviles se refieren a equipos o maquinaria que emiten contaminantes y no
tienen un sitio de operación fija como lo son los vehículos de tráfico pesado y liviano.
Estas fuentes móviles aportan a la emisión de contaminantes, y aunque no se ingresan en
el modelamiento debido a la dinámica de emisión, es importante mencionarlas debido a
que hacen parte al inventario de emisiones de la planta.
En las Tablas 5 y 6 se resumen las características de las fuentes de emisión móviles en
general que transitan en el predio de la PTAR El Salitre.
Tabla 5. Resumen de las fuentes móviles9.
No. Características de las fuentes
Cantidad Tiempo de operación
Tipo de fuente*
Factores de emisión (g x km-1 x vehículo-1 x dia-1)
CO NOX SO2 PST
1 Volquetas 3 24 horas al día Tráfico pesado
385,2 18,9 2,82 2,38 2 Carrotanque 1 1 hora al día 3 Camión 1 4 horas al día
4 Vehículos
particulares 8 0,5 horas al día
Trafico liviano
8,27 0,11 0,06 0,27
* Se considera tráfico pesado a vehículos que empleen diesel como combustible y de tráfico liviano para los que empleen
gasolina.
8 Idem. 9 Información suministrada por la PTAR Salitre y datos del artículo ESTIMACIÓN DE LOS
FACTORES DE EMISIÓN DE LAS FUENTES MÓVILES DE LA CIUDAD DE BOGOTÁ [5].
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Tabla 6. Datos de emisión las fuentes móviles PTAR El Salitre10
Características de las fuentes
Emisión g/s
CO NOX SO2 PST
Volquetas 0.0067 0.0003 0.0000 0.0000
Carrotanque 0.0535 0.0026 0.0004 0.0003
Camión 0.0134 0.0007 0.0001 0.0001
Vehículos particulares
0.0184 0.0002 0.0001 0.0006
TOTAL 0.0919 0.0039 0.0007 0.0011
Las emisiones presentadas en la Tabla 6 corresponden a las emisiones de los vehículos
cada 500 m de recorrido sobre las vías de acceso dentro de la planta. El cálculo se hace
con la siguiente ecuación:
g
kg
eraciónTiempodeOp
CantidadkmisionFactordeEmdeCOhkg
1000
15.0)/( (1)
Para convertir de kg/h a g/s se multiplica por un factor de 0,28.
El aporte de las fuentes móviles respecto a las fuentes fijas se resume en la Tabla 7, este
aporte se calcula con el total de las emisiones por componente de la tabla 6.
%8572.3/384.2
/0919.0(%)
sg
sgAporte CO
Tabla 7. Aporte de Las fuentes móviles.
Emisión (g/s) CO NOX SO2 PST
APORTE (%) cada 500 m de
recorrido 3.8572 0.0752 1.0180 0.5826
10 Datos Calculados con la información de la TABLA 5.
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4.3. UBICACIÓN DE LAS FUENTES
En la Tabla 8 se muestra la georreferenciación de las fuentes de emisión fijas, y en la
Figura 5 se muestra la ubicación de las fuentes y las vías de acceso de las fuentes
móviles dentro de la planta.
Tabla 8. Georeferenciación de las fuentes de emisión11.
Puntos en Mapa Identificación Norte Oeste
Punto 1 TEA 04°44'19.2" 74°07'23.3"
Puntos 2 y 3 Electrógenos 04°44'18.5” 74°07'21.3"
Puntos 4 y 5 Calderas 04º44'18.8'' 74º07'27.1"
Figura 5. Fotografía de la ubicación de los puntos de muestreo. Fuentes de emisión fijas
( ) y principales vías de acceso de las fuentes móviles ( ) en la PTAR El Salitre
11 La georreferenciación se realizó con ayuda de la herramienta Google Earth, ubicando la planta
PTAR Salitre y posteriormente los puntos de cada una de las fuentes fijas.
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5. RESULTADOS Y ANÁLISIS
5.1. GENERAL
A partir de las emisiones presentadas por las fuentes fijas de la PTAR El Salitre se
pueden generar modelos de dispersión para deposición seca, deposición húmeda y
promedio anual.
Los contaminantes evaluados fueron: óxidos de nitrógeno (NOX), dióxido de azufre (SO2),
material particulado (PST) y monóxido de carbono (CO). Las fuentes de emisión de estos
contaminantes se deben a los procesos de combustión generados por los equipos
involucrados dentro del proceso de tratamiento de aguas de la planta. Entre las fuentes
encontradas están: dos (2) calderas, dos (2) electrógenos y una (1) TEA, fuentes que se
ingresaron a los modelos y generaron la respectiva pluma de dispersión.
La emisión de contaminantes convencionales como SO2, CO, NOX y material particulado
ya sea expresado como PST (material particulado total) o PM-10 (material particulado
inferior a 10 µm) se debe principalmente a la operación de las fuentes móviles que no solo
operan dentro de la planta sino alrededor de ella y sobre el área de influencia como lo es
la Ciudadela Colsubsidio. El aporte de la planta a la generación de estos contaminantes
para el modelamiento se considera solo a partir de las fuentes fijas, debido a que la
dinámica de flujo de éstas no es posible alimentarlas al modelamiento empleado porque
estos modelamientos se realizan con estimaciones de fuentes fijas.
Las emisiones estimadas para cada unidad, fueron determinadas mediante datos de
emisiones atmosféricas suministrados por la PTAR El Salitre y mediciones realizadas por
ACS S.A (informes correspondientes a las referencias ACS IE 289 y ACS IE 308 del
contrato No 2-05-26296-0792-2009 y No 2-05-26296-0150-2010 respectivamente).
Las concentraciones de contaminantes fueron estimadas en un área de influencia
rectángulo de 1500 m (Sur-Norte) x 1500 m (Oriente –Occidente) con la fuente de área
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localizada en el rectángulo de influencia mas acercado a la zona de la Ciudadela
Colsubsidio, y los datos meteorológicos usados en la simulación se obtuvieron de la
estación meteorológica instalada en sitio de evaluación y fueron proporcionados por la
PTAR El Salitre. La malla contempla un total de 2500 receptores.
Esta área fue obtenida desde un punto arbitrario para que el mapa de dispersión de
contaminantes alcanzara la zona de la Ciudadela Colsubsidio. El punto de referencia u
origen de la malla cartesiana como se muestra en la página 13 (Ver Figura 1) fue el de
Latitud 4°43'38.4"N y Longitud 74°7'29.93"O.
Se tuvieron en cuenta los efectos del terreno en la simulación (deposición). En este punto
se selecciona un terreno plano que no interfiere con la dispersión del contaminante ya que
se desea obtener resultados a las condiciones más críticas. En este caso se considera un
área plana, por lo tanto, no es necesario crear el mapa topográfico del área donde se
dispersa el contaminante de estudio.
El modelo ISCT3 VIEW predice la concentración (µg/m3) promedio para tiempos de
exposición (24 horas, anual, trimestral) a cada receptor especificado y para cada día del
registro meteorológico empleado. El mayor nivel de concentración a nivel del suelo se
estableció para cada día y se refiere al pico de mayor concentración diaria.
Los diferentes resultados de los modelos de dispersión desarrollados sobre el área de
influencia son presentados en el ANEXO 1. En general, las distribuciones de las
concentraciones siguen la dirección del viento. Los valores máximos dependen de las
velocidades de emisión y de los datos meteorológicos usados.
5.2. DISPERSIÓN DE DIOXIDO DE AZUFRE.
En la Tabla 9, se presentan las concentraciones máximas de dióxido de azufre según los
cálculos de dispersión en los diferentes escenarios y se comparan con la del límite
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normativo establecido en la Resolución 610 de 2010 del MAVDT12 de 80 µg/m3. Estos
datos de concentración máxima son calculados y mostrados directamente por el programa
de simulación.
En las planchas P4 PTAR-MD SO2, P4 PTAR MD-DRY SO2, P4 PTAR MD-WET SO2 (ver
ANEXO 1), se muestran las isopletas de concentración de dióxido de azufre y su
comportamiento en el área de influencia. El rango de cada isopleta se estableció entre
0,04 y 0,3 µg/m3 rango en el cual se puede tener una resolución adecuada para observar
el comportamiento de la dispersión del contaminante en el área de influencia.
Tabla 9. Concentraciones máximas de SO2 reportadas en el modelamiento para cada
escenario.
ESCENARIO COORDENADAS
(Geográficas) CONCENTRACIÓN
(µg/m3) Norte Oeste Norma Modelo
Promedio Anual 4°44'3.46"N 74°7'18.54"O
80 0,23 Periodo seco 80 0,25
Periodo húmedo 80 0,21
En la Figura 6 se muestra la posición del punto donde se reportó la concentración máxima
estimada por el modelo.
Figura 6. Localización del punto de concentración máxima estimada ( ).
12 Remitirse al Artículo 4, Tabla No.1, Resolución 610 de 2010 en la línea correspondiente a SO2
tiempo de exposición anual.
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En este estudio, el pico de concentración máxima de dióxido de azufre para los tres
escenarios, se encuentra dentro del predio propio de la PTAR El Salitre. Los valores
obtenidos no exceden el límite normativo establecido en la Resolución 610 del 24 de
Marzo de 2010 del MAVDT de 80 µg/m3.
De acuerdo con el Producto 1 (Informe ACS ICA 134) del presente contrato sobre el
estudio de calidad del aire realizado entre los días 02 y 13 de Abril del 2010, las
concentraciones de SO2 en el predio oscilaron entre 10,2 y 28,1 µg/m3 valores superiores
a los presentados por el modelamiento. Si se toma en cuenta que la emisión máxima es la
correspondiente a la dada por la deposición seca de 0,25 µg/m3 y que la concentración
mínima reportada de la línea base es de 10,2 µg/m3, se infiere, que el aporte de las
fuentes fijas a la calidad del aire de la zona representa un máximo de 2,5%.
El aporte máximo de emisión antes mencionado se define como la cantidad máxima
reportada por los modelos de dispersión (dado por la deposición seca), sobre la cantidad
mínima reportada por las estaciones de monitoreo de calidad del aire.
Las diferencias entre las concentraciones estimadas por el modelamiento y las
concentraciones encontradas en la línea base se deben a que las cantidades de dióxido
de azufre así como de los demás contaminantes provienen principalmente de fuentes
móviles y por lo tanto el aporte de las fuentes fijas de la PTAR no son significativas con
respecto al estado actual del predio.
Cabe resaltar que el mapa de dispersión generado es sobre la altura de los receptores en
el suelo del predio. Ya que las unidades de emisión son en puntos elevados, entonces, la
emisión máxima indicada en la Tabla 9, es sobre el nivel del suelo en un punto alejado
respecto a las fuentes de emisión. Al observar el mapa de dispersión se puede ver que la
concentración indicada sobre el área de influencia es muy baja comparada con la
normatividad.
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Debido a la separación entre las fuentes, las condiciones de operación de las fuentes
alimentadas al modelo y el aporte de cada emisión, la dispersión de este contaminante es
elevada y se obtienen concentraciones bajas.
Los resultados obtenidos de los cálculos y simulaciones realizados en las diferentes
modelaciones muestran que la dispersión de dióxido de azufre así como de los demás
contaminantes predomina en la dirección sur-este siguiendo la dirección vectorial
predominante del viento.
Se seleccionaron tres escenarios que corresponden a tres condiciones meteorológicas
diferentes, que corresponden a promedio anual, periodo de sequía con deposición seca,
período húmedo con deposición húmeda.
Como se puede observar en las isopletas, las concentraciones promedio estimadas que
llegan a los límites del área de la Ciudadela Colsubsidio son menores a 0,11 µg/m3 para
promedio anual y período seco, y menores a 0,10 µg/m3 para período húmedo.
Las concentraciones máximas generadas por el modelamiento que llegan a la Ciudadela
Colsubsidio se resumen en la Tabla 10.
Tabla 10. Concentraciones máximas de SO2 estimadas en el modelamiento para cada
escenario en la zona de la Ciudadela Colsubsidio.
ESCENARIO COORDENADAS
(Geográficas) CONCENTRACIÓN
(µg/m3) Norte Oeste Norma Modelo
Promedio Anual 4°43'46.15"N 74° 7'17.52"O
80 0,11 Periodo de sequía 80 0,11 Periodo húmedo 80 0,10
En ninguno de los casos, tanto para las concentraciones máximas reportadas por los
modelamientos como para las concentraciones estimadas que llegan a la Ciudadela
Colsubsidio, las cuales son generadas por la operación de las fuentes de emisión de SO2
involucradas en el proceso de tratamiento de la PTAR El Salitre, superan el límite
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normativo establecido en la Resolución 610 del 24 de Marzo de 2010 del MAVDT
correspondiente a 80 µg/m3.
5.3. DISPERSIÓN DE ÓXIDOS DE NITRÓGENO.
En la Tabla 11, se presentan las concentraciones máximas de óxidos de nitrógeno según
los cálculos de dispersión en los diferentes escenarios y se comparan con la del límite
normativo establecido en la Resolución 610 de 2010 del MAVDT13 de 100 µg/m3. Estos
datos de concentración máxima son calculados y mostrados directamente por el programa
de simulación.
En las planchas P4 PTAR-MD NOX, P4 PTAR MD-DRY NOX, P4 PTAR MD-WET NOX (ver
ANEXO 1), se muestran las isopletas de concentración de óxidos de nitrógeno y su
comportamiento en el área de influencia. El rango de cada isopleta se estableció entre 0,1
y 1,4 µg/m3 rango en el cual se puede tener una resolución adecuada para observar el
comportamiento de la dispersión del contaminante en el área de influencia.
Tabla 11. Concentraciones máximas reportadas en la modelación para cada escenario
ESCENARIO COORDENADAS
(Geográficas) CONCENTRACIÓN
(µg/m3) Norte Oeste Norma Modelo
Promedio Anual 4°44'4,03"N 74°7'16.62"O
100 1,33 Periodo seco 100 1,57
Periodo húmedo 100 1,27
El pico de concentración máxima de óxidos de nitrógeno para los tres escenarios se
encuentra dentro del predio propio de la PTAR El Salitre. En la Figura 7 se muestra la
posición del punto donde se reportó la concentración máxima estimada por el modelo.
13 Remitirse al Artículo 4, Tabla No.1, Resolución 610 de 2010 en la línea correspondiente a NOx
tiempo de exposición anual.
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Figura 7. Localización del punto de concentración máxima estimada ( ).
Los valores obtenidos no exceden el límite normativo establecido en la Resolución 610 del
24 de Marzo de 2010 del MAVDT de 100 µg/m3. Al observar el mapa de dispersión y los
valores reportados en la Tabla 11, se puede observar que la concentración indicada sobre
el área de influencia es muy baja comparada con la normatividad.
Según el estudio de calidad del aire realizado entre los días 02 y 13 de Abril del 2010,
contemplado en el Producto 1 (Informe ACS ICA 134) del presente contrato, las
concentraciones de NOx en el predio oscilaron entre 3,9 y 57,4 µg/m3 valores superiores a
los presentados por el modelamiento, estos resultados se deben a que las cantidades de
oxidos de nitrógeno al igual que las de dióxido de azufre provienen principalmente de
fuentes móviles y por lo tanto el aporte de las fuentes fijas de la PTAR no son
significativas con respecto al estado actual del predio. Si la emisión dada por la simulación
es de 1,57 µg/m3 (deposición seca) y la concentración mínima reportada en el monitoreo
de calidad del aire es de 3,9 µg/m3, entonces el aporte de las fuentes fijas a la calidad del
aire de la zona representa un máximo del 40,3%.
Como se puede observar en las isopletas, las concentraciones promedio estimadas que
llegan a los límites del área de la Ciudadela Colsubsidio son menores a 0,42 µg/m3 para
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promedio anual, 0,67 µg/m3 para período seco, y menores a 0,34 µg/m3 para período
húmedo.
Las concentraciones máximas generadas por el modelamiento que llegan a la Ciudadela
Colsubsidio se resumen en la Tabla 12.
Tabla 12. Concentraciones máximas estimadas del modelamiento para cada escenario
en la zona de la Ciudadela Colsubsidio.
ESCENARIO COORDENADAS
(Geográficas) CONCENTRACIÓN
(µg/m3) Norte Oeste Norma Modelo
Promedio Anual 4°43'48.54"N 74° 7'13.72"O
100 0,42 Periodo de sequía 100 0,67 Periodo húmedo 100 0,34
En ninguno de los casos, tanto para las concentraciones máximas reportadas por los
modelamientos como para las concentraciones estimadas que llegan a la Ciudadela
Colsubsidio, las cuales son generadas por la operación de las fuentes de emisión de NOX
involucradas en el proceso de tratamiento de la PTAR El Salitre, superan el límite
normativo establecido en la Resolución 610 de 2010 del MAVDT de 100 µg/m3.
5.4. DISPERSIÓN DE MONÓXIDO DE CARBONO.
En la Tabla 13, se presentan las concentraciones máximas de monóxido de carbono
según los cálculos de dispersión en los diferentes escenarios y se comparan con la del
límite normativo establecido en la Resolución 610 de 2010 del MAVDT14 de 10000 µg/m3.
Estos datos de concentración máxima son calculados y mostrados directamente por el
programa de simulación.
14 Remítase al Artículo 4. Tabla No.1 en la línea correspondiente a CO tiempo de exposición 8
horas.
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En las planchas P4 PTAR-MD CO, P4 PTAR MD-DRY CO, P4 PTAR MD-WET CO (ver
ANEXO 1), se muestran las isopletas de concentración de monóxido de carbono y su
comportamiento en el área de influencia. El rango de cada isopleta se estableció entre 1 y
11 µg/m3 rango en el cual se puede tener una resolución adecuada para observar el
comportamiento de la dispersión del contaminante en el área de influencia.
Tabla 13. Concentraciones máximas reportadas en el modelamiento para cada escenario
ESCENARIO COORDENADAS
(Geográficas) CONCENTRACIÓN
(µg/m3) Norte Oeste Norma Modelo
Promedio Anual 4°44'2.90"N 74°7'16.45"O
10000 10,52 Periodo seco 10000 11,18
Periodo húmedo 10000 9,79
En la Figura 8 se muestra la posición del punto donde se reportó la concentración máxima
de CO estimada por el modelo.
Figura 8. Localización del punto de concentración máxima estimada de CO ( ).
En este estudio, el pico de concentración máxima de monóxido de carbono para los tres
escenarios, se encuentra dentro del predio propio de la PTAR El Salitre. Los valores
obtenidos no exceden el límite normativo establecido en la Resolución 610 de 2010 del
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MAVDT de 10000 µg/m3. Al observar el mapa de dispersión se puede ver que la
concentración indicada sobre el área de influencia es muy baja comparada con la
normatividad.
Las concentraciones de CO en el predio según el estudio de calidad del aire (Producto 1
Informe ACS ICA 134) del presente contrato oscilaron entre 2470 y 6660 µg/m3 valores
superiores a los presentados por el modelamiento, estos resultados se deben a que las
cantidades de monóxido de carbono al igual que las de dióxido de azufre y óxidos de
nitrógeno provienen principalmente de fuentes móviles y por lo tanto el aporte de las
fuentes fijas de la PTAR no son significativas con respecto al estado actual del predio. El
aporte de las fuentes fijas a la calidad del aire de la zona representa un máximo del
0,45%, si se toma en cuenta que la emisión máxima fue de 11,18 µg/m3 y que la
concentración mínima reportada de la línea base fue de 2470 µg/m3.
Como se puede observar en las isopletas, las concentraciones promedio estimadas que
llegan a los límites del área de la Ciudadela Colsubsidio son menores a 3,0 µg/m3 para
promedio anual, 3,5 µg/m3 para período seco, y menores a 2,8 µg/m3 para período
húmedo.
Las concentraciones máximas generadas por el modelamiento que llegan a la Ciudadela
Colsubsidio se resumen en la Tabla 14.
Tabla 14. Concentraciones máximas estimadas en el modelamiento para cada escenario
en la zona de la Ciudadela Colsubsidio.
ESCENARIO COORDENADAS
(Geográficas) CONCENTRACIÓN
(µg/m3) Norte Oeste Norma Modelo
Promedio Anual 4°43'48.54"N 74° 7'13.72"O
10000 3,0 Periodo de sequía 10000 3,5 Periodo húmedo 10000 2,5
En ninguno de los casos, tanto para las concentraciones máximas reportadas por los
modelamientos como para las concentraciones estimadas que llegan a la Ciudadela
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Colsubsidio, las cuales son generadas por la operación de las fuentes de emisión de CO
involucradas en el proceso de tratamiento de la PTAR El Salitre, superan el límite
normativo establecido en la Resolución 610 de 2010 del MAVDT de 10000 µg/m3.
5.5. DISPERSIÓN DE MATERIAL PARTICULADO
Debido a la disponibilidad de datos, solo es posible determinar la dispersión de material
particulado total (PST) el cual involucra las partículas respirables o PM-10 contempladas
dentro del alcance del contrato.
El modelamiento de dispersión de material particulado se desarrolla a partir de los datos
de fuentes fijas. Estos datos son de material particulado como PST debido a la
metodología en la toma de datos de fuentes fijas. Si los datos correspondieran a PM10 se
podría relacionar directamente con el modelamiento para obtener mapas de dispersión
para PM10, pero al ser información de material como PST, el modelamiento arrojado es
para PST.
Los datos de calidad de calidad del aire (PM10) se emplean como medida comparativa
para establecer el estado actual del predio, y al tener una relación con el material
particulado PST, se puede inferir su comportamiento en el modelamiento de dispersión ya
que el material particulado PM10 hace parte y es siempre inferior al PST15. Se puede
revisar la Tabla 1 de la revista No 32 de Ingeniería de la Universidad de Antioquia como
confirmación adicional de que el material particulado respirable (PM10) es siempre inferior
15 Alcaldía Mayor de Bogotá D.C. Secretaria Distrital de Ambiente. INFORME ANUAL DE
CALIDAD DEL AIRE DE BOGOTÁ AÑO 2008. Red de Monitoreo de Calidad del Air de Bogotá D.C. 2009. Página 3. Sección 1.1.
María Toro, Adriana Marín. RELACIÓN ENTRE LA CONCENTRACIÓN DE PARTÍCULAS TOTALES Y RESPIRABLES. Programa de Protección y Control de la Calidad del Aire, entre Área Metropolitana del Valle de Aburrá y la Universidad Pontificia Bolivariana.
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al PST y oscilan entre 53% y 86% del PST16. Así, si los datos de PST son inferiores a la
norma, los de PM10 lo serán de la misma manera.
En la Tabla 15, se presentan las concentraciones máximas de material particulado según
los cálculos de dispersión en los diferentes escenarios y se comparan con la del límite
normativo establecido en la Resolución 610 de 2010 del MAVDT17 de 100µg/m3. Estos
datos de concentración máxima son calculados y mostrados directamente por el programa
de simulación.
En las planchas P4 PTAR-MD PST, P4 PTAR MD-DRY PST, P4 PTAR MD-WET PST (ver
ANEXO 1), se muestran las isopletas de concentración de PST y su comportamiento en el
área de influencia. El rango de cada isopleta se estableció entre 0,1 y 1,4 µg/m3 rango en
el cual se puede tener una resolución adecuada para observar el comportamiento de la
dispersión del contaminante en el área de influencia.
Tabla 15. Concentraciones máximas de PST reportadas en el modelamiento para cada
escenario.
ESCENARIO COORDENADAS
(Geográficas) CONCENTRACIÓN
(µg/m3) Norte Oeste Norma Modelo
Promedio Anual 4°44'2.66"N 74°7'17.7"O
100 0,81 Periodo seco 100 0,92
Periodo húmedo 100 0,64
En la Figura 9 se muestra la posición del punto donde se reportó la concentración máxima
de PST estimada por el modelo.
16 Saldarriaga Julio. Echeverry Carlos. Molina Francisco. PARTICULAS SUSPENDIDAS (PST) Y PARTICULAS RESPIRABLES (PM10) EN EL VALLE DE ABURRÁ, COLOMBIA. Revista Facultad de Ingenieria No 32. Pp, 7-16. Diciembre. 2004. 17 Remitirse al Artículo 4. Tabla No 1 en la línea correspondiente a PST tiempo de exposición
anual.
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Figura 9. Localización del punto de concentración máxima estimada de PST ( ).
En este estudio, el pico de concentración máxima de material particulado para los tres
escenarios, se encuentra dentro del predio de la PTAR El Salitre. Los valores obtenidos
no exceden el límite normativo establecido en la Resolución 610 de 2010 del MAVDT.
Al observar el mapa de dispersión se puede ver que la concentración indicada sobre el
área de influencia es muy baja comparada con la normatividad.
De acuerdo al Producto 1 (Informe ACS ICA 134) del presente contrato acerca del estudio
de calidad del aire realizado entre los días 02 y 13 de Abril del 2010, las concentraciones
de PM-10 en el predio oscilaron entre 15,2 y 45,3 µg/m3. Como la cantidad de partículas
respirables PM-10 siempre es inferior a la cantidad de PST presente en el ambiente, las
cantidades en términos de PM-10 deben ser menores a las cantidades PST modeladas y
presentadas en la Tabla 15, por lo tanto, se infiere que la concentración de partículas PM-
10 es inferior al límite normativo establecido en 60 µg/m318. Si se toma en cuenta que la
18 Este valor corresponde al período transitorio que va hasta el 31 de Diciembre del presente año, como lo estipula la Resolución 610 del 24 de Marzo de 2010, Parágrafo Transitorio.
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emisión máxima sea la correspondiente a la dada por la deposición seca de 0,92 µg/m3 y
que la concentración mínima reportada de la línea base fue de 15,2 µg/m3, el aporte de
las fuentes fijas a la calidad del aire de la zona debe representar un máximo del 4,9%
teniendo en cuenta que el valor de PM10 para deposición seca es del 81% máximo del
PST como lo reporta la literatura19.
Los resultados obtenidos de la dispersión se pueden observar en el ANEXO 1 para las
isopletas de Promedio anual PST, Periodo de sequia PST y Período húmedo PST donde
se puede observar el comportamiento de los contaminantes en el área de influencia.
Como se puede observar en las isopletas, las concentraciones promedio estimadas que
llegan a los límites del área de la Ciudadela Colsubsidio son menores a 0,30 µg/m3 para
promedio anual, 0,35 µg/m3 para período seco, y menores a 0,28 µg/m3 para período
húmedo.
Las concentraciones máximas generadas por el modelamiento que llegan a la Ciudadela
Colsubsidio se resumen en la Tabla 16.
Tabla 16. Concentraciones máximas estimadas en el modelamiento para cada escenario
en la zona de la Ciudadela Colsubsidio.
ESCENARIO COORDENADAS
(Geográficas) CONCENTRACIÓN
(µg/m3) Norte Oeste Norma Modelo
Promedio Anual 4°43'48.54"N 74° 7'13.72"O
100 0,30 Periodo de sequía 100 0,35 Periodo húmedo 100 0,28
En ninguno de los casos, tanto para las concentraciones máximas reportadas por los
modelamientos como para las concentraciones estimadas que llegan a la Ciudadela
Colsubsidio las cuales son generadas por la operación de las fuentes de emisión de
material particulado involucradas en el proceso de tratamiento de la PTAR El Salitre,
19 Julio Cesar Saldarriaga Molina. PARTICULAS RESPIRABLES (PST) Y PARTICULAS RESPIRABLES (PM10) EJN EL VALLE DE ABURRÁ, COLONBIA. Facultad de Ingeniería. Universidad de Antioquia. 2004
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superan el límite normativo establecido en la Resolución 610 de 2010 del MAVDT de 100
µg/m3.
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6. CONCLUSIONES
Para la dispersión del modelo de contaminantes, se empleó el modelo U.S EPA ISCST3,
ya que las características de la PTAR El Salitre pueden adecuarse a las condiciones
requeridas por el modelo, que son principalmente datos disponibles y accesibles.
De los modelos de dispersión se obtuvieron los siguientes resultados:
La concentración máxima estimada en el modelo para dióxido de azufre fue de 0,23
µg/m3 para promedio anual, 0,25 µg/m3 para deposición seca y 0,21 µg/m3 para
deposición húmeda, dichos valores no exceden el limite normativo de 80 µg/m3
establecido en la Resolución 610 de 2010 del MAVDT. Tomando en cuenta que la
concentración mínima reportada en el estudio de línea base ambiental para dicho
parámetro fue de 10,2 µg/m3, en algunos casos el aporte de emisión de este
contaminante puede llegar a un valor máximo del 2,5% sobre el área de estudio.
La concentración máxima estimada en el modelo para óxidos de nitrógeno fue de 1,33
µg/m3 para promedio anual, 1,57 µg/m3 para deposición seca y 1,27 µg/m3 para
deposición húmeda, dichos valores no exceden el limite normativo de 100 µg/m3
establecido en la Resolución 610 de 2010 del MAVDT. Tomando en cuenta que la
concentración mínima reportada en el estudio de línea base ambiental para dicho
parámetro fue de 3,9 µg/m3, en algunos casos el aporte de emisión de este
contaminante puede llegar a un valor máximo del 40,3% sobre el área de estudio.
La concentración máxima estimada en el modelo para monóxido de carbono fue de
10,52 µg/m3 para promedio anual, 11,18 µg/m3 para deposición seca y 9,79 µg/m3 para
deposición húmeda, dichos valores no exceden el limite normativo de 10000 µg/m3
establecido en la Resolución 610 de 2010 del MAVDT. Tomando en cuenta que la
concentración mínima reportada en el estudio de línea base ambiental para dicho
parámetro fue de 2470 µg/m3, en algunos casos el aporte de emisión de este
contaminante puede llegar a un valor máximo del 0,45% sobre el área de estudio
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La concentración máxima estimada en el modelo para material particulado PST (que
involucra las partículas respirables PM-10) fue de 0,81 µg/m3 para promedio anual,
0,92 µg/m3 para deposición seca y 0,64 µg/m3 para deposición húmeda, dichos valores
no exceden el limite normativo para PST de 100 µg/m3 establecido en la Resolución
610 de 2010 del MAVDT, y ya que las concentraciones de PM-10 siempre son
inferiores a las reportadas para PST, de igual manera los valores reportados no
exceden el limite normativo para PM-10 de 60 µg/m3 establecido en la Resolución 610
de 2010 del MAVDT. Tomando en cuenta que la concentración mínima reportada en el
estudio de línea base ambiental para dicho parámetro fue de 15,2 µg/m3 para PM10,
en algunos casos el aporte de emisión de este contaminante puede llegar a un valor
máximo del 4.9% sobre el área de estudio.
Dentro de la operación de la planta existen fuentes fijas (calderas, electrógenos y TEA) y
móviles las cuales aportan a la emisión de contaminantes dentro del área de influencia.
En el caso de las fuentes fijas, su separación respecto a dirección predominante del
viento (sur-este), la altura y concentración al momento de salir de la fuente, permiten una
buena dispersión a lo largo del área de estudio.
Ninguno de los contaminantes evaluados sobrepasa los límites normativos y sus aportes
son bajos respecto a las concentraciones reportadas en el estudio de calidad del aire
(Producto 1 Informe ACS ICA 134 del presente contrato). Es decir que la operación de la
planta no aporta significativamente contaminantes a la calidad del aire del predio.
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7. RECOMENDACIONES
Es importante realizar control de emisiones y monitoreos anuales a las fuentes de
emisión fijas para que cumplan con la normatividad y de igual manera mantengan un
aporte bajo a la concentración de contaminantes sobre el área de influencia como lo
establece el protocolo para el monitoreo y seguimiento de la calidad del aire del
MAVDT.
Es necesario realizar monitoreos continuos de calidad del aire para conocer el estado
de los contaminantes atmosféricos y cómo cambian estos en el transcurso del tiempo.
Debido a la finalidad de los estudios para conocer el actual estado de la calidad del
aire en el predio, es necesario realizar la estimación de contaminantes sobre la futura
operación de la planta para así establecer el aporte a los contaminantes en el área de
influencia.
Al igual que las fuentes fijas, se debe hacer seguimiento a la emisión de
contaminantes por las fuentes móviles, actualmente no hay un flujo grande de
vehículos de tráfico pesado y liviano, sin embargo, cuando en un momento dado se
empiecen a realizar labores de construcción y puesta en marcha de la ampliación de la
planta, los vehículos seguirán aportando a la contaminación atmosférica.
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BIBLIOGRAFÍA
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COMO LÍNEA BASE DE LA AMPLIACIÓN DE LA PLANTA DE TRATAMIENTO DE
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26100-0159-2010.
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[9]. Alcaldía Mayor de Bogotá D.C. Secretaria Distrital de Ambiente. INFORME ANUAL
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de Bogotá D.C. 2009. Página 3. Sección 1.1.
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PLANCHAS DE ISOPLETAS – MODELO DE DISPERSIÓN PTAR EL
SALITRE