analisis de las tecnologias de pavimentos …...analisis de las tecnologias de pavimentos ......

ANALISIS DE LAS TECNOLOGIAS DE PAVIMENTOS ABSORBENTES COMO MECANISMO EN LA DISMINUCION DE CONTAMINANTES EN EL AIRE PARA EL CASO DE LA CIUDAD

DE BOGOTA

PRESENTADO POR:

NOMBRE: Hugo Alejandro Cruz García CÓDIGO: 504237

UNIVERSIDAD CATOLICA DE COLOMBIA

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA

Ingeniería Civil

PROYECTO DE GRADO

BOGOTA D.C 22/05/2018

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA

Ingeniería Civil

TITULO DEL ANTEPROYECTO:

ANALISIS DE LAS TECNOLOGIAS DE PAVIMENTOS ABSORBENTES COMO MECANISMO EN LA DISMINUCION DE CONTAMINANTES EN EL AIRE PARA EL

CASO DE LA CIUDAD DE BOGOTA.

PRESENTADO POR: NOMBRE: Hugo Alejandro Cruz García CÓDIGO: 504237

DOCENTE ASESOR: NOMBRE: Ingeniero Mauricio González

BOGOTA D.C 22/05/2018

Nota de aceptación

--------------------------------------------------- --------------------------------------------------- --------------------------------------------------- --------------------------------------------------- --------------------------------------------------- --------------------------------------------------- ---------------------------------------------------

Firma del presidente Jurado

--------------------------------------------------

Firma del Jurado

--------------------------------------------------

BOGOTA D.C 22/05/2018

AGRADECIMIENTOS

Primero que todo quiero agradecer a Dios por la oportunidad de estar estudiando esta carrera, por permitirme llegar hasta estas instancias de estar culminando algo que comenzó como un sueño y se está convirtiendo en la oportunidad de ejercer la carrera que soñé para toda la vida. También quiero agradecer a mis padres porque sin ellos esta oportunidad no hubiera sido posible por el esfuerzo y el acompañamiento durante estos años, porque son un ejemplo de lucha y superación tanto en el aspecto profesional como personal. Por último, agradecerle a mi tutor por el acompañamiento, ideas, ayudas y correcciones por haberme hecho parte del grupo investigativo y siempre estar a la disposición de realizar este documento de la mejor manera posible.

6

CONTENIDO

capitulo 1. generalidades ........................................................................................... 13

1.1 introduccion ................................................................................................... 13

1.2 antecedentes .................................................................................................. 14

1.3 planteamiento y formulacion del problema ................................................. 15

1.4 objetivos ......................................................................................................... 16

1.4.1 objetivo general ............................................................................................. 16

1.4.2 objetivos especificos ..................................................................................... 16

1.5 justificación .................................................................................................... 16

1.6 alcances y limitaciones ................................................................................. 19

1.7 marco de referencia ....................................................................................... 20

1.7.1 marco teorico ................................................................................................ 20

1.7.2 marco legal .................................................................................................... 23

1.7.3 marco conceptual ...................................................................................... 28

1.8 metodologia .................................................................................................... 29

capitulo 2. principales fuentes de contaminacion por vehiculos de combustion

interna y sus efectos sobre la salud.......................................................................... 30

2.1 principales fuentes de emisiones .................................................................... 32

2.1.1 material particulado ....................................................................................... 34

2.1.2 compuestos de azufre ................................................................................... 37

2.1.3 compuestos de nitrogeno .............................................................................. 39

2.1.4 oxidos de carbono ......................................................................................... 40

2.1.5 ozono ............................................................................................................ 42

2.2 enfermedades en bogota ............................................................................... 43

2.2.1 enfermedad respiratoria aguda (era) ......................................................... 44

2.2.2 infecciones respiratorias agudas (ira) ........................................................... 45

capitulo 3. tecnologias pavimentos absorbentes ..................................................... 48

3.1 pavimentos de tudela ........................................................................................ 48

3.1.1 localizacion pavimentos de tudela ................................................................. 48

7

3.1.2 funcionalidad ................................................................................................. 50

3.1.3 eficacia demostrada ...................................................................................... 51

3.1.4 ventajas frente a otros pavimentos ............................................................... 53

3.1.5 modelos de distribucion ................................................................................ 54

3.1.6 proyectos ejecutados .................................................................................... 55

3.2 geosilex trenza metal ........................................................................................ 58

3.2.1 localizacion geosilex trenza metal ................................................................. 58

3.2.2 proceso de fabricacion .................................................................................. 59

3.2.3 funcionalidad ................................................................................................. 60

3.2.5 modelos de distribucion y ventajas ambientales ........................................... 62

capitulo 4. posible implementacion en bogota ......................................................... 63

4.1 zonas de alta complejidad en bogota .............................................................. 66

4.1.1 material particulado ....................................................................................... 66

4.1.1.2 pm2,5 ........................................................................................................... 69

4.1.2 compuestos de azufre ................................................................................... 72

4.1.3 compuestos de nitrogeno .............................................................................. 73

4.1.4 oxidos de carbono ......................................................................................... 74

4.1.5 ozono ............................................................................................................ 74

4.2 resultados .......................................................................................................... 77

5. analisis de resultados ............................................................................................. 78

6. conclusiones ........................................................................................................... 80

bibliografía ................................................................................................................... 81

8

FIGURAS

Figura 1. Distribución típica de las partículas en la atmosfera donde se muestran las

partículas finas y las gruesas. ....................................................................................... 17

Figura 2. Distribución del número de partículas en función del diámetro. ..................... 17

Figura 3. Losa ecoGranic .............................................................................................. 21

Figura 4. Características ecoGranic .............................................................................. 21

Figura 5 . Gases efecto invernadero ............................................................................. 22

Figura 6.Efectos sobre la salud debidos a la contaminación atmosférica. .................... 31

Figura 7. Fuentes, tipos de contaminantes, procesos y efectos generales en

contaminación atmosférica ............................................................................................ 32

Figura 8. Kilómetros recorridos en un día por tipos de vehículos movilizados en la ciudad

de Bogotá. ..................................................................................................................... 33

Figura 9. Emisiones generadas en un día por tipos de vehículos movilizados en la ciudad

de Bogotá. ..................................................................................................................... 33

Figura 10. Material particulado a 10 Micras promedio anual ......................................... 35

Figura 11. Concentración material Particulado inferior a 2,5 Micrómetros Promedio anual

...................................................................................................................................... 36

Figura 12. Dióxido de azufre promedio anual ................................................................ 38

Figura 13. Dióxido de nitrógeno promedio anual ........................................................... 40

Figura 14. Monóxido de carbono por 1 hora promedio anual ........................................ 42

Figura 15. Ozono promedio 8 horas anual 03 ............................................................... 43

Figura 16. Casos atendidos en salas de Enfermedad Respiratoria Aguda (ERA) ........ 45

Figura 17. Tasa de mortalidad por neumonía en menores de 5 años en Bogotá D.C .. 46

Figura 18. Prevalencia de sibilancias en menores de 5 años posiblemente asociado a

material particulado PM10 ............................................................................................. 47

Figura 19. Ubicación sede central y planta en Tudela................................................... 49

Figura 20. Planta Cabanillas pavimentos de Tudela. .................................................... 49

Figura 21. Fotocatalizacion del ecoGranic .................................................................... 50

Figura 22. Porcentaje descontaminación de ecoGranic. ............................................... 51

Figura 23. Ejemplo pavimentación superficie cancha de futbol con ecoGranic. ............ 52

9

Figura 24. Modelos de distribución ecogranic pavimentos de Tudela. ......................... 54

Figura 25. Proyecto Burdeos (Francia) Pavimentos de Tudela. .................................... 55

Figura 26. Proyecto Pau (Francia). ............................................................................... 55

Figura 27. Proyecto pavimentación de la céntrica plaza de la Puntilla Canteras. ......... 56

Figura 28. Proyecto reactivación de zona comercial y conexión con terminal de cruceros.

...................................................................................................................................... 57

Figura 29. Ubicación empresa Geosilex Trenza Metal. ................................................. 58

Figura 30. Proceso de Obtención del Geosilex ............................................................. 59

Figura 31. Costo medioambiental de la obtención de la cal industrial vs obtención de

Geosilex. ....................................................................................................................... 60

Figura 32. Capacidad de Captación .............................................................................. 60

Figura 33. Pavimento KlimCO y Pavimento KlimCO-NOX. ............................................ 61

Figura 34. Tipos de Geosilex ........................................................................................ 62

Figura 35. Índice de porcentaje de excedencia de la norma de calidad del aire para PM10,

SO2, NO2, O3 y CO, análisis multianual 1997-2008 para todo Bogotá. ....................... 63

Figura 36. Distribución de las estaciones de monitoreo de contaminantes de la RMCAB

en el año-2016 .............................................................................................................. 65

Figura 37. Concentración anual de PM10 por estación para el año 2016 ...................... 66

Figura 38. Distribución espacial de los promedios anuales de PM10 con base en el

método de interpolación Kriging, para las estaciones con captura de datos superior a

75%. .............................................................................................................................. 68

Figura 39. Promedios anuales de PM2.5 para el año 2016 .......................................... 69

Figura 40. . Distribución espacial de los promedios anuales de PM2.5 con base en el

método de interpolación Kriging, para las estaciones con captura de datos superior a

75% ............................................................................................................................... 71

Figura 41. Comportamiento de las concentraciones anuales de SO2 para el año 2016 72

Figura 42. Promedios anuales de NO2 para el año 2016 ............................................. 73

Figura 43. Comportamiento de las concentraciones anuales de CO (media móvil 8H) para

el año 2016 ................................................................................................................... 74

Figura 44. Figura 6-21 Comportamiento de las concentraciones anuales de O3 para el

año 2016 ....................................................................................................................... 75

10

Figura 45. Distribución espacial de los promedios anuales con datos de medias móviles

8 horas de O3 con base en el método de interpolación Kriging, para las estaciones con

captura de datos superior a 75%. ................................................................................. 76

11

TABLAS

Tabla 1. Tabla media anual de material suspendido en la ciudad de Bogotá. .............. 18

Tabla 2. Tipo de normatividad o valor de referencia a nivel nacional e internacional (PM10

Y PM2,5). ........................................................................................................................ 23

Tabla 3. Tipo de normatividad o valor de referencia a nivel nacional e internacional (SO2).

...................................................................................................................................... 24

Tabla 4. Tipo de normatividad o valor de referencia a nivel nacional e internacional (NO2).

...................................................................................................................................... 25

Tabla 5. Tipo de normatividad o valor de referencia a nivel nacional e internacional (CO).

...................................................................................................................................... 25

Tabla 6. Tipo de normatividad o valor de referencia a nivel nacional e internacional (O3).

...................................................................................................................................... 26

Tabla 7. Niveles máximos permisibles para contaminantes criterio. ............................. 26

Tabla 8. Estimación del inventario de fuentes móviles en Bogotá. ............................... 32

Tabla 9. Material particulado a 10 Micras promedio anual ............................................ 34

Tabla 10. Material Particulado Inferior a 2.5 Micrómetros Promedio Anual ................... 36

Tabla 11. Dióxido de azufre promedio anual ................................................................. 37

Tabla 12. Dióxido de nitrógeno promedio anual ............................................................ 39

Tabla 13. Monóxido de carbono por 1 hora promedio anual ......................................... 41

Tabla 14. Ozono promedio 8 horas anual. .................................................................... 42

Tabla 15. Casos atendidos en salas de Enfermedad Respiratoria Aguda (ERA) .......... 44

Tabla 16. Tasa de mortalidad por neumonía en menores de 5 años en Bogotá D.C. ... 45

Tabla 17. Prevalencia de sibilancias en menores de 5 años posiblemente asociado a

material particulado PM10 ............................................................................................. 47

Tabla 18. Contaminantes que se analizan en cada estación fija en la ciudad de Bogotá.

...................................................................................................................................... 64

Tabla 19. Promedios anuales de PM10 µg/m3 para los años 2015 y 2016 y cambio de

concentración ................................................................................................................ 67

Tabla 20. Promedios anuales de PM2.5 para los años 2015 y 2016 y cambio de

concentración ................................................................................................................ 70

12

Tabla 21. Promedios anuales de SO2 para los años 2015 y 2016 y cambio de

concentración. ............................................................................................................... 72

Tabla 22. Promedios anuales de NO2 para los años 2015 y 2016 y cambio de

concentración ................................................................................................................ 73

13

CAPITULO 1. GENERALIDADES

1.1 INTRODUCCION

La sostenibilidad es un factor determinante en las obras de infraestructura, ya que el cambio climático y la problemática ambiental han sido importantes en la modificación del pensamiento sobre como explotar los recursos naturales y avanzar satisfactoriamente en él desarrollo. Siempre se han relacionado los avances en obras de construcción con la economía eficaz de un país, ya que en países del primer mundo la ventaja obtenida hace deslumbrar a los visitantes por sus grandes implementaciones en la infraestructura que poseen.

The Conservation Fund (este fondo para la conservación tiene su sede en Arlington, Virginia, y se inició en el año 1985) define a la infraestructura verde como una red estratégicamente planificada y gestionada de tierras naturales, paisajes de trabajo y otros espacios abiertos que conservan los valores y funciones de los ecosistemas y proporciona beneficios asociados a las poblaciones humanas (beneDict y mcmahon, 2006)” (Valdés & Foulkes, 2016, pág. 48).

Es considerable entender que para el avance de la infraestructura debe existir la armonía entre la obra de construcción y el impacto ambiental que esta causara. A nivel mundial la preocupación por el impacto ocasionado ha permitido un avance económico, social, cultural, entre otros aspectos. Lo cual ha hecho implementar la creación de ministerios, instituciones, leyes y todo tipo de norma que proteja y vele por la adecuada intervención sobre el ecosistema. “Colombia es un país con una enorme riqueza en biodiversidad, de hecho, Colombia junto con otros 11 países albergan al 70% de la biodiversidad mundial, esto hace que sea de vital importancia la protección del medio ambiente en un proceso de desarrollo económico” (Montoya, 2017). Por esta razón es muy importante tener en cuenta el desarrollo sustentable de la infraestructura de nuestro país, un tema que no ha sido tomado con relevancia, pero en el que se han impuesto para todos los proyectos estudios de impacto ambiental y mitigación por los daños a ocasionar. La falta de control tanto en obras de infraestructura como en otro tipo de proyectos en el país hace que las normas sean flexibles y no se esté cumpliendo con el objetivo del desarrollo sustentable. Pero no solo este tema afecta la ingeniería ya que las etapas de los proyectos poseen problemáticas que no permiten generar ni implementar nuevas tecnologías para el desarrollo de las ciudades.

14

La infraestructura se ha visto afectada por diferentes factores de programación, proyección, diseño y desarrollo que no han permitido un avance de manera satisfactoria fomentando el atraso, “Colombia está muy atrasada en comparación con América Latina y más del 87% de los países del mundo están mejor. (Franco García, 2012). El poco avance en la infraestructura vial y de transporte en la ciudad Bogotá ha producido el estancamiento de obras con tecnología ambiental y los problemas de movilidad, existen factores externos como la falta de planeación y desarrollo de otros sistemas de transporte masivo que han generado como consecuencia que Bogotá se convierta en una ciudad caótica, presentando incrementos de contaminantes por la combustión de los diferentes tipos de vehículos que en ella se trasladan. Por este motivo teniendo en cuenta el desarrollo sostenible que se viene incrementando a nivel mundial y la problemática que tiene la ciudad de Bogotá por la contaminación vehicular, se analizara e investigara las ventajas con la implementación del pavimento el cual absorbe contaminantes por el uso de combustibles fósiles. Este se está estudiando científicamente y utilizando con alta proyección en ciudades de Europa con excelentes resultados.

1.2 ANTECEDENTES

La utilización del pavimento absorbente de contaminantes atmosféricos, aún no se ha implementado dentro de los proyectos en Colombia, pero podemos observar cómo se está avanzando tecnológicamente con otros tipos de pavimento como lo son el drenante y permeable con materiales reciclables para la construcción de infraestructura novedosa, que ya se encuentran implementados en la capital. Las patentes de este novedoso pavimento absorbente se realizaron en España a partir del año 2010, en los cuales se efectuaron estudios de empresas privadas en compañía de Universidades Europeas, estimando un presupuesto de cuatro (4) millones de euros. En la ciudad de Bogotá existe un bajo desarrollo de infraestructura vial y de transporte, los medios de movilización por motores de combustión interna generan afectaciones ambientales las cuales traen consecuencias sobre la salud. La Alcaldía reveló que de “veintiocho (28) propuestas de inversionistas privados que están en estudio actualmente, dieciocho (18) se encuentran en etapa de prefactibilidad y diez (10) ya llegaron a la de factibilidad” en los cuales podría implementarse esta tecnología disponible para proyectos de ingeniería civil. Esto quiere decir que proyectos los cuales fueron licitados hace varios años hasta ahora se encuentran en etapa de ejecución y diseño, en los que se podrían implementar el pavimento absorbente para ayudar a reducir la contaminación que en este momento es

15

uno de los problemas principales en la ciudad de Bogotá al igual que la poca implementación de nuevas tecnologías en la infraestructura.

1.3 PLANTEAMIENTO Y FORMULACION DEL PROBLEMA

La cantidad de oferta y demanda de medios de transporte en la ciudad de Bogotá son un problema al cual los encargados de las entidades como la calidad del aire, auditiva y visual (SDA) no le brindan la importancia requerida. La normatividad colombiana se rige por la resolución 610 de 2012 implementada por el ministerio de ambiente, en la que se establecen límites máximos permisibles para contaminantes atmosféricos los cuales se encuentran por encima de los parámetros establecidos por la organización mundial de la salud. La Red de Monitoreo de Calidad del Aire de Bogotá (RMCAB) creo estaciones fijas con la capacidad de medir los niveles de PM10, PM2,5 y otros agentes contaminantes en las cuales el exceso es notable. Este tipo de contaminación trae como consecuencia afectaciones respiratorias sobre las personas de la capital y efectos de impacto ambiental contra el planeta. Por esta razón el estado formulo el plan decenal de descontaminación del aire para Bogotá (PDDAB) (2010-2020) el cual, “es un conjunto de proyectos encaminados a la descontaminación del aire y reúne las medidas que deberán ser implementadas, con el concurso de los sectores públicos y privados” (Secretaria Distrital de Ambiente, s.f.). Por esta razón, se planteará la posibilidad de nuevas tecnologías asociadas al avance de la infraestructura en Bogotá, acompañada de un balance ecológico y descontaminante por efecto del pavimento, capaz de absorber productos generados por la utilización de motores de combustión interna. Esta tecnología utilizada en Europa y con excelentes resultados “pavimentar con ecoGranic la superficie de un campo de fútbol permite eliminar la contaminación que generan más de 4000 coches en un año” (PVT, s.f.), admite pensar si el pavimento que absorbe contaminantes producto del uso de combustibles fósiles sería una solución apropiada y eficaz para la descontaminación en la ciudad de Bogotá.

16

1.4 OBJETIVOS

1.4.1 OBJETIVO GENERAL

Evaluar la posible utilización de los pavimentos ecológicos absorbentes de contaminantes en el aire producto de los motores de combustión interna en el caso de la ciudad de Bogotá. A partir del análisis de implementaciones en diversas ciudades a nivel mundial.

1.4.2 OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Caracterizar los principales contaminantes atmosféricos en la ciudad de Bogotá,

producto de los motores de combustión interna, y sus consecuencias sobre la

salud de los habitantes.

• Caracterizar y analizar las tecnologías de pavimentos absorbentes de

contaminantes producto de los motores de combustión interna.

• Evaluar la posible implementación de los pavimentos absorbentes como solución

a la problemática de contaminación en la ciudad de Bogotá, desde una

perspectiva ambiental.

1.5 JUSTIFICACIÓN

El fenómeno de las partículas en suspensión se ocasiona principalmente por los automóviles y por las industrias ubicadas en la capital. Las partículas, en concentraciones por encima de las normas establecidas, pueden causar enfermedades respiratorias e incluso la muerte. “El material particulado en las calles ha permitido establecer que están entre un 30% y 40% por encima de los niveles permitidos” (Jiménez Pizarro, 2012).

17

Figura 1. Distribución típica de las partículas en la atmosfera donde se muestran las partículas finas y las gruesas.

Fuente Watson & Show (2000)

Figura 2. Distribución del número de partículas en función del diámetro.

Fuente Viana (2003)

18

Para la organización mundial de la salud (OMS) la media anual de material suspendido inferior a las 10 Micras (PM10) no debe superar los 20 microgramos por metro cubico (ug/m3) y para el material particulado inferior a 2,5 Micras (PM 2,5) no debe ser mayor a 10 microgramos por metro cubico (ug/m3). Como también establecen los límites máximos permisibles para otros compuestos contaminantes. La Resolución 610 del 2010 fija cuáles son los niveles de agentes contaminantes, como el PM10 y el PM2,5, permitidos en Colombia. La norma señala que el promedio anual de la primera partícula no debe ser mayor a 50 microgramos por metro cubico (ug/m3), mientras que para la segunda no puede superar los 25 microgramos por metro cubico (ug/m3). Tabla 1. Tabla media anual de material suspendido en la ciudad de Bogotá.

Año 10 micras (PM10) 2,5 micras (PM2,5)

2014 52 21,5

2015 41 18,7 Fuente Secretaria Distrital del medio ambiente.

La contaminación del aire afecta la salud de las personas y “cualquier parte de las vías respiratorias, como nariz, oídos, faringe, laringe, bronquios, bronquiolos o pulmones” (Observatorio Ambiental de Bogota, s.f.) por esta razón se desea estudiar un nuevo tipo de tecnología que garantice la solución a las problemáticas que ocurren en los países en vía de desarrollo. Según estimaciones del año 2012 por la organización mundial para la salud (OMS), la contaminación atmosférica en las ciudades y zonas rurales de todo el mundo provoca cada año 3 millones de defunciones prematuras; esta mortalidad se debe a la exposición a pequeñas partículas de 10 micrones de diámetro (PM10) o menos, que pueden causar cardiopatías, neumopatías y cáncer. El Dióxido de carbono CO2 afecta la salud humana con la “destrucción de neuronas, la función respiratoria y causa depresión del sistema nervioso central” (Recurso natural canadiense de seguridad y salud ocupacional, s.f.). Dentro del COv que son compuestos orgánicos volátiles se encuentra el benceno y el formaldehido como carcinógenos. “Pueden causar lesiones del hígado, los riñones y el sistema nervioso central, irritación de los ojos, dolor de cabeza, mareo, trastornos, fatiga y nauseas” (Tox Town , 2017). La empresa pavimentos de Tudela la cual es líder en el desarrollo de soluciones en el ámbito de la construcción sostenible, realiza diferentes test a los que se somete ecoGranic demostrando una elevada eficacia en la eliminación de NOx, COVs y PM.

La empresa Geosilex Trenza Metal la cual fabrica otro tipo de material de construcción que reemplaza al cemento, actúa sobre la mayoría de los gases contaminantes siendo

19

agente directo de la descontaminación, portador y precursor imprescindible de la reducción de los NOx, CO2 y otros gases tóxicos en combinación con agentes fotocatalíticos (TiO2), estas dos empresas se encuentran ubicadas en España.

1.6 ALCANCES Y LIMITACIONES

El alcance de la investigación se estimará por un tiempo de duración de doce (12) meses en los que se busca el adecuado desarrollo del tema viabilidad de la implementación de pavimentos con tecnologías; como mecanismo en la disminución de la contaminación producto de los motores de combustión interna en Bogotá. Se entregará por medio de un trabajo escrito en el cual no se realizarán laboratorios ni diseños al respecto. La investigación tendrá como objeto principal el estudio de la contaminación en la ciudad de Bogotá, identificando los principales contaminantes planteando así un nuevo tipo de pavimento capaz de absorber y reducir la contaminación ambiental. Los recursos obtenidos para la investigación se emplearán como recursos propios, la instalación para la realización estará basada en biblioteca y utilización de las herramientas adecuadas hacia los estudiantes por parte de la universidad. Las limitaciones existentes se verán enfocadas hacia el poco presupuesto para la compra de artículos e imposible comunicación con las empresas fabricantes y desarrolladoras del pavimento.

20

1.7 MARCO DE REFERENCIA

1.7.1 MARCO TEORICO

“El concepto de infraestructura ecológica, se base en los métodos constructivos, así como en los materiales, impactos y demás situaciones que impliquen la afectación del medio ambiente, en su construcción y operación” (Makinaria pesada, 2012). Para poder tener infraestructura de primer nivel en Bogotá, es fundamental aplicarle el concepto de sostenibilidad ya que el atraso en estas tecnologías se puede evidenciar de manera significativa. La infraestructura vial y de transporte sostenible es un factor considerable en todo el mundo, debido a la importancia que se le está brindando al cuidado del planeta tierra. Después de tantos años de contaminación desmesurada e inapropiada por parte del avance tecnológico y consumismo descontrolado, este concepto no solo abarca el aspecto vehicular, sino también la adecuación de las ciclorrutas, andenes y paseos peatonales a los cuales en Bogotá no se les ha otorgado el debido desarrollo como en ciudades europeas.

El Proyecto Fénix representa el mayor esfuerzo en I+D realizado en Europa en el área de la pavimentación. España es el segundo país más importante en Europa en producción de mezcla bituminosa, según una reciente información elaborada por la EAPA (European Association Asphalt Producers) (Proyecto Fenix , s.f.).

La posibilidad de implementación del pavimento que permite la absorción de contaminantes producto del uso de combustibles fósiles sería un avance óptimo “ya que se trataría de un pavimento ecológico capaz de contribuir activamente a la reducción de la contaminación” (Rodriguez Lopez , 2010). Este pavimento utilizado por dos empresas pioneras en el desarrollo sostenible de las ciudades europeas, utiliza la energía solar para realizar el proceso catalítico en los contaminantes que absorbe de la atmosfera, este proceso no altera ni modifica su funcionalidad en su tiempo de vida útil. La eficacia del producto fabricado por pavimentos de Tudela ha sido estudiada en la Universidad de Twente (Holanda) y se encuentra ubicada en España donde se desarrolla la fabricación y el funcionamiento del pavimento capaz de absorber contaminantes

ecoGranic se fabrica en dos capas. Gracias a su composición y al espesor de su capa superior, garantiza una elevada eficacia descontaminante durante más de 25 años a pesar de los habituales procesos de abrasión. Convierte los gases nocivos en compuestos inocuos para la salud y el medio ambiente a través de un proceso de oxidación natural libre de agentes químicos. (PVT, s.f.)

21

Figura 3. Losa ecoGranic

Fuente empresa PVT.

También se realizan las pruebas de laboratorio pertinentes para poder garantizar la eficacia del pavimento en la adsorción de NOx, COVs y PM con la normativa europea ISO22197-1:2007 y española UNE 127197-1 2013. Figura 4. Características ecoGranic

Fuente empresa PVT

Otra empresa española con la capacidad tecnológica para el desarrollo de esta solución es la empresa Geosilex Trenza Metal, posee la infraestructura adecuada para garantizar e implementar el excelente funcionamiento del pavimento absorbente. “Se fabrica a partir

22

de residuos industriales generados en la fabricación del acetileno, optimizados y purificados, cuyo coste energético y medioambiental ha sido prácticamente amortizado en la fase productiva del residuo por el producto principal (acetileno)” (Geosilex Trenza Metal S.L, s.f.). Este proyecto se realizó con acompañamiento de la Universidad de Granada y se encuentra cofinanciado por el Fondo europeo de desarrollo regional y la junta de castilla y león.

Un informe de la universidad de Granada indica las ventajas de la adición de Geosilex a hormigones:

• Incremento de la plasticidad y trabajabilidad de la pasta fresca

• Elevado pH lo que contribuye a la estabilidad química del cemento a largo plazo

• Actúan como obstáculo a la propagación de fracturas

• Favorece un lento secado o que propina un mejor fraguado hidráulico

• Favorece la estabilidad estructural GEI (Gases Efecto Invernadero), son gases naturales que absorben radiaciones infrarrojas y que ya existían en la atmósfera antes de la aparición del hombre. Desde la revolución Industrial y debido principalmente al uso de combustibles fósiles, se han producido sensibles incrementos en las cantidades. (GeoSilex, s.f.)

Figura 5 . Gases efecto invernadero

Fuente empresa Geosilex

23

El material particulado (PM) consisten en una compleja mezcla de partículas líquidas y sólidas de sustancias orgánicas e inorgánicas suspendidas en el aire (Organizacion mundial de la salud, s.f.). Afectan a más personas que cualquier otro contaminante y sus principales componentes son los sulfatos, los nitratos, el amoníaco, el cloruro sódico, el carbón y el polvo de minerales. El NOx es un gas tóxico que causa una importante inflamación de las vías respiratorias, es la fuente principal de los aerosoles de nitrato, que constituyen una parte importante de las PM2.5 y en presencia de luz ultravioleta, del ozono. Las principales fuentes de emisiones antropogénicas de NOx son los procesos de combustión. El ozono (O3) a nivel del suelo es uno de los principales componentes de la niebla tóxica. Éste se forma por la reacción con la luz solar de contaminantes como los óxidos de nitrógeno (NOx) procedentes de las emisiones de vehículos o la industria y los compuestos orgánicos volátiles (COV) emitidos por los vehículos y la industria. Los compuestos orgánicos son sustancias químicas que contienen carbono y se encuentran en todos los elementos vivos. Los compuestos orgánicos volátiles, a veces llamados COV, se convierten fácilmente en vapores o gases (Tox Town , 2017).

1.7.2 MARCO LEGAL

Tabla 2. Tipo de normatividad o valor de referencia a nivel nacional e internacional (PM10 Y PM2,5).

CONTAMINANTE NIVEL NACIONAL NIVEL INTERNACIONAL

MATERIAL PARTICULADO (PM10 y PM2,5)

Documento, Conpes 3344, Consejo Nacional de Política Económica y Social, República de Colombia, Departamento Nacional de Planeación, lineamientos para la formulación de la política de, prevención y control de la contaminación del aire.

Para la organización mundial de la salud (OMS) la media anual de material suspendido inferior a las 10 Micras (PM10) no debe superar los 20 microgramos por metro cubico (ug/m3) y para el material particulado inferior a 2,5 Micras (PM 2,5) no debe ser mayor a 10 microgramos por metro cubico (ug/m3).

Resolución 391 de 2001 expedida por el Departamento Técnico Administrativo del Medio Ambiente (Actualmente, Secretaria Distrital de Ambiente).

Resolución 1208 de septiembre 5 de 2003 expedida por el Departamento Técnico

24

Administrativo del Medio Ambiente (Actualmente, Secretaria Distrital de Ambiente).

Resolución 601 del 4 de abril de 2006 expedida por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT).

Resolución 610 del 24 de marzo de 2010 expedida por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT).

Fuente Autor

Tabla 3. Tipo de normatividad o valor de referencia a nivel nacional e internacional (SO2).


COMPUESTOS DE AZUFRE

(SO2)

Documento, Conpes 3344, Consejo Nacional de Política Económica y Social, República de Colombia, Departamento Nacional de Planeación, lineamientos para la formulación de la política de, prevención y control de la contaminación del aire

Valores fijados en las Directrices de la Organización Mundial de la Salud: 20 µg/m³ (7.6 ppb) de media en 24h. 500 µg/m³ (191 ppb) de media en 10 min.

Resolución 601 del 4 de abril de 2006 expedida por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT). Nivel máximo permisible anual de 31 ppb.

Resolución 610 del 24 de marzo de 2010 expedida por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT). Nivel máximo permisible anual de 80 µg/m³. (31 ppb)

Fuente Autor

25

Tabla 4. Tipo de normatividad o valor de referencia a nivel nacional e internacional (NO2).


COMPUESTOS DE NITROGENO

(NO2)


NO2

40 µg/m³ (21.3 ppb) de media anual. 200 µg/m³ (106.3 ppb) de media en 1h. El valor actual de 40 µg/m³ (de media anual) fijado en las Directrices de la Organización Mundial de la Salud para proteger a la población de los efectos nocivos para la salud del NO2 gaseoso no ha cambiado respecto al recomendado en las directrices anteriores.

Resolución 601 del 4 de abril de 2006 expedida por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT). Nivel máximo permisible anual de 41 ppb. (80 µg/m³)


Fuente Autor

Tabla 5. Tipo de normatividad o valor de referencia a nivel nacional e internacional (CO).


OXIDOS DE CARBONO

(CO)

Resolución 601 del 4 de abril de 2006 expedida por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT). Nivel máximo permisible para 1h de 35 ppm. (40000 µg/m³)

Resolución 610 del 24 de marzo de 2010 expedida por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT). Nivel máximo permisible anual de 40000 µg/m³. (35 ppm)

Fuente Autor

26

Tabla 6. Tipo de normatividad o valor de referencia a nivel nacional e internacional (O3).


OZONO (O3)


Valores fijados en las Directrices O3 100 µg/m³ (51 ppb) de media en 8h El límite (fijado previamente en 120 µg/m³ de media en 8h) ha descendido a 100 µg/m³ de media en 8h en base a la relación concluyente establecida recientemente entre el nivel de ozono y la mortalidad diaria en concentraciones inferiores a 120 µg/m³

Resolución 601 del 4 de abril de 2006 expedida por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial (MAVDT). Nivel máximo permisible anual de 41 ppb. (80 µg/m³)


Fuente Autor

• Resolución 610 de 2010: Modifica la resolución 601 del 4 de abril de 2006 la cual establece la norma de calidad del aire o nivel de inmisión. Por medio del artículo segundo establece los niveles máximos permisibles a condiciones de referencia para contaminantes criterio.

Tabla 7. Niveles máximos permisibles para contaminantes criterio.

CONTAMINANTE

NIVEL MAXIMO PERMISIBLE

(µg/m³)

TIEMPO DE EXPOSICION

PST 100 Anual

300 24 horas

PM10 50 Anual

100 24 horas

PM2.5 25 Anual

50 24 horas

SO2 80 Anual

27

250 24 horas

NO2 80 Anual

150 24 horas

O3 80 8 horas

120 1 hora

CO 10.000 8 horas

40.000 1 hora Fuente Ministerio de ambiente, vivienda y desarrollo territorial

28

1.7.3 MARCO CONCEPTUAL

Muchos procesos y problemáticas planteadas son desconocidas, por esa razón se intenta dar explicación a términos que son principales en el desarrollo del trabajo investigativo para el entendimiento de la solución que se plantea implementar.

• El proceso catalítico: Es aquel donde en una reacción interviene un compuesto o más, en el cual se cuenta con la presencia de un catalizador que absorbe los compuestos nocivos en el aire y por medio de los rayos ultravioletas los convierte en inocuos. (Real academia de ciencias exactas, fisicas y naturales , 2004).

• Los combustibles fósiles: Son aquellos combustibles que provienen de un proceso de descomposición parcial de la materia orgánica. (casos del petróleo, el carbón y el gas natural) (Energia Solar, 2016).

• Las partículas en suspensión: (PM, del inglés Particulate Matter) son todas las partículas sólidas y líquidas que se encuentran suspendidas en el aire, la mayor parte de las cuales suponen un peligro para el ser humano al ser inhaladas. (GreenFacts, 2016).

• El vapor de agua (H2O), dióxido de carbono (CO2), óxido nitroso (NO2), metano (CH4), y ozono (O3) son los principales gases de efecto invernadero en la atmósfera terrestre los cuales en grandes proporciones traen un efecto negativo sobre la salud (GreenFacts, 2017).

• En la absorción hay transferencia de materia de una fase A (absorbato) a una fase

B (absorbente), la sustancia absorbida difunde en el material absorbente y queda

disuelta o dispersa en él, creando una reacción química. (Perez Porto & Gardey,

2009).

29

1.8 METODOLOGIA

Para la investigación se trabajará el proyecto en tres fases, en las cuales se caracterizan los principales contaminantes atmosféricos en la ciudad de Bogotá, se transmitirá la tecnología desarrollada y utilizada en países europeos y se evaluará la posible implementación de las tecnologías para la disminución de la problemática. Todo esto con el fin de proponer pavimentos ecológicos absorbentes capaces de disminuir la contaminación del aire producto de los motores de combustión interna. Fase 1. En esta fase se encuentra al tutor con el cual se va a realizar la alternativa de proyecto de grado, se fomenta la búsqueda del tema a trabajar y se estiman las pautas de investigación. Se inicia con el estudio de información por medio del observatorio ambiental de Bogotá y la organización mundial de la salud, sobre la afectación de los contaminantes por uso de combustibles fósiles y las consecuencias que se pueden llegar a evidenciar, basado en la contaminación excesiva y la problemática ocasionada por la saturación vehicular en la ciudad. Fase 2. En esta fase el estudiante realiza la investigación sobre la composición, utilización, desarrollo y viabilidad por medio de la tecnología que sustenta el desarrollo del pavimento adecuado para las problemáticas ambientales. Se inicia con la caracterización del material de construcción capaz de satisfacer con la problemática de gases, PM10 y PM2,5 propuesto por dos empresas españolas que desarrollan este novedoso sistema recolector de NOx, COv, PM, CO2 y NO2. Fase 3. Se realiza el documento con el fin de presentar la investigación realizada sobre la contaminación del aire encontrada en Bogotá, la cual supera los estándares internacionales y tiene una afectación en la salud. En el desarrollo del trabajo de grado se busca determinar si sería efectivo implementar este nuevo material de construcción como primera medida en andenes, paseos peatonales y ciclorutas, teniendo reducciones notables en los gases ya que esta innovadora propuesta está siendo utilizada en Europa con resultados óptimos.

30

CAPITULO 2. PRINCIPALES FUENTES DE CONTAMINACION POR VEHICULOS DE COMBUSTION INTERNA Y SUS EFECTOS SOBRE LA SALUD

Uno de los desafíos que existen en el siglo XXI es poder controlar la contaminación que ha surgido por la industrialización y los avances en infraestructura que van recibiendo mayor acogida en los países del tercer mundo como Colombia, el cual continua en su proceso de desarrollo generando varios impactos negativos. En este capítulo se podrá observar como se encuentran en los últimos años las mediciones del material particulado, compuestos de azufre, de nitrógeno, óxidos de carbono y ozono además de cómo los diferentes contaminantes tienen un impacto negativo en la salud de los habitantes provocando afectaciones. Estas pueden tener como consecuencia enfermedades crónicas o aumento en la tase de mortalidad. Se debe tener en cuenta que se toman las principales causadas en menores de 5 años y en personas de la tercera edad que son las más afectadas por la contaminación. La contaminación ambiental perjudica a todas las personas, siendo necesario aclarar que existen grupos con mayor vulnerabilidad en el mundo como las que tienen enfermedades previas, los niños menores de cinco años y los adultos entre 50 y 70 años. Debe entenderse que las personas que ya vienen con afectaciones respiratorias deben protegerse más para no padecer enfermedades crónicas, los niños hasta ahora están en proceso de crecimiento o formación de las vías respiratorias y los adultos son más propensos a crear enfermedades pulmonares. El consumo de petróleo genera gases de efecto invernadero, los cuales existen normalmente en la tierra para neutralizar la temperatura, pero en exceso traen varios inconvenientes, uno de los gases que mayor impacto negativo está generando sobre el planeta es el CO2. “Este nocivo gas supone un 80% de las emisiones totales y su principal fuente de emisión es la quema de combustibles fósiles como el petróleo. Además, hay que saber que los gases invernadero son de larga permanencia” (Respiro, 2013).

En efecto, el 36% de las muertes por cáncer de pulmón, el 35% de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (COPD), el 34% de los accidentes cerebrovasculares y el 27% de las cardiopatías isquémicas son atribuibles a la contaminación atmosférica. Sin embargo, el mayor impacto es sobre la mortalidad infantil, ya que más de la mitad de las muertes de niños menores de 5 años por infecciones agudas de las vías respiratorias inferiores (ALRI) son debidas a partículas inhaladas por la contaminación del aire interior producto del uso de combustibles sólidos (Balakrishnan et al, 2014).

31

Figura 6.Efectos sobre la salud debidos a la contaminación atmosférica.

Fuente Consecuencias económicas de la contaminación atmosférica, OECD (2016)

Según los datos de la organización mundial de la salud (OMS), el 92% de la población mundial, habita en lugares donde tienen contacto directo con el aire contaminado sobrepasando los límites impuestos por dicha entidad. Para el 2050 se puede evidenciar que la contaminación del aire será la principal causa de muertes en niños a nivel mundial. A largo plazo, las afectaciones por la contaminación atmosférica se ven reflejado no solo en las bajas condiciones de salud, sino que también en el desarrollo de las habilidades en los niños, lo cual trae como consecuencia mayor ausencia escolar y aprendizaje menos efectivo.

32

Figura 7. Fuentes, tipos de contaminantes, procesos y efectos generales en contaminación atmosférica

Fuente Observatorio DKV Salud y Medio Ambiente 2010: "Contaminación Atmosférica y Salud".

2.1 PRINCIPALES FUENTES DE EMISIONES

En la tabla 8 se puede apreciar como los diferentes tipos de movilización en Bogotá aportan emisiones de gases contaminantes en toneladas por día, evidenciando que los buses de transporte masivo contribuyen gran cantidad de material particulado, el cual es uno de los más nocivos para la salud de las personas porque ingresa por las vías respiratorias. Tabla 8. Estimación del inventario de fuentes móviles en Bogotá.

Emisiones (toneladas/día)

Km/día CO VOC NOX PM10

Vehículos particulares 20.000.000 950 70 40 0,15

Motos 2.0000.000 85 45 1

Taxis 12.000.000 270 25 20 0,3

Bus 4.000.000 690 40 60 3,5

Camión 1.500.000 490 30 30 2

Total 40.000.000 2500 200 150 6 Fuente L Giraldo y E Behrentz, Universidad de los Andes (2006).

http://ecodes.org/salud-y-medio-ambiente-ecodes/observatorio-dkv-salud-y-medio-ambiente-2010

33

Para la figura 8 se identifica la problemática en la movilidad por las motos y los vehículos ya que son los que más recorren kilómetros en un día por la cantidad incontrolable, estos producen excesos en los gases contaminantes y problemas en el flujo vehicular. Figura 8. Kilómetros recorridos en un día por tipos de vehículos movilizados en la ciudad de Bogotá.

Fuente Autor

En la figura 9 se puede apreciar que los contaminantes más importantes son los óxidos de carbono y compuestos orgánicos volátiles, generados por los vehículos particulares y los buses de transporte masivo.

Figura 9. Emisiones generadas en un día por tipos de vehículos movilizados en la ciudad de Bogotá.

Tomado de Autor

20.000.000 20.000.000

12.000.000

4.000.000 1.500.0000

5.000.000

10.000.000

15.000.000

20.000.000

25.000.000

Vehículosparticulares

Motos Taxis Bus Camión

Km/día

0 200 400 600 800 1000

Vehículos particulares

Motos

Taxis

Bus

Camión

EMISIONES (TONEADAS/DIA)

PM10 NOX VOC CO

34

La circulación de vehículos no solo genera dióxido de carbono sino otros tipos de gases como el monóxido de carbono, óxidos de nitrógeno, hidrocarburos no quemados, compuestos de plomo, anhídrido de sulfuro y partículas sólidas, una de las consecuencias a tener en cuenta es que estos tipos de gases no solo afectan a la tierra si no también generan graves problemas de salud sobre las personas que habitan en ciudades principales. También aparte de los gases contaminantes nombrados anteriormente, existen partículas que aportan de una manera compleja a la contaminación del ambiente en las ciudades, “polvo (producido por desintegración mecánica), humos (procedentes de combustiones), brumas (por condensación de vapor) y aerosoles (mezcla de partículas sólidas y/o líquidas suspendidas en un gas)” (Calidad del aire y salud, 2010).

2.1.1 MATERIAL PARTICULADO

la mayoría de los contaminantes se relacionan con la quema de combustibles fósiles, el implementar un método que reduzca los índices de contaminación ambiental sería beneficioso para toda la sociedad ya que el tener demasiado contacto con el aire contaminado trae afectaciones para la salud. El material particulado es uno de los contaminantes más perjudiciales para la salud, con un diámetro de 10 micras o inferior ya que por ser mucho más pequeño que el diámetro de un cabello humano, pueden ingresar en el sistema respiratorio y causar graves enfermedades.

Tabla 9. Material particulado a 10 Micras promedio anual

Fecha

Material Particulado Inferior a 10 Micras {µ} Promedio Anual PM10

(µg/m³)

1998 58

1999 52

2000 59

2001 65

2002 66

2003 66

2004 70

2005 74

2006 68

2007 71

2008 67

35

2009 59,10

2010 59

2011 51,63

2012 47,60

2013 47,90

2014 52

2015 44

2016 45 Fuente Observatorio ambiental de Bogotá (2017).

La Figura 10 brinda información acerca de las partículas inferiores a las 10 micras en donde se puede evidenciar que del año 2000 - 2008 hubo un incremento considerable que se ha venido disminuyendo de acuerdo al cumplimiento del plan decenal de descontaminación. Muy importante tener en cuenta que en todos los años medidos Bogotá se encuentra por encima de la norma que aconseja no debe superar los 20 microgramos por metro cubico (ug/m3) según la organización mundial de la salud. Figura 10. Material particulado a 10 Micras promedio anual

. Fuente Observatorio ambiental de Bogotá (2017)

40

50

60

70

80

1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016

Material Particulado Inferior a 10 Micras {µ} Promedio Anual PM10

(µg/m³)

36

Tabla 10. Material Particulado Inferior a 2.5 Micrómetros Promedio Anual

Fecha

Concentración de Material Particulado Inferior a 2.5 Micrómetros {PM2.5} Promedio Anual PM25PA (µg/m³)

2014 23

2015 19

2016 19 Fuente Observatorio ambiental de Bogotá (2017).

La figura 11 determina que en los últimos años Bogotá se encuentra por encima de la norma que aconseja no debe superar los 10 microgramos por metro cubico (ug/m3) según la organización mundial de la salud. Evidenciando que la problemática en la salud de los habitantes tiene una conexión por la elevada cantidad de material particulado en el aire. Figura 11. Concentración material Particulado inferior a 2,5 Micrómetros Promedio anual

Fuente Observatorio ambiental de Bogotá (2017)

2319 19

0

10

20

30

2014 2015 2016

Concentración de Material Particulado Inferior a 2.5

Micrómetros {PM2.5} Promedio Anual PM25PA (µg/m³)

37

2.1.2 COMPUESTOS DE AZUFRE

El SO2 es un contaminante de olor picante e irritante en concentraciones superiores a 3ppm, se produce por la utilización de carbón, gasolina y diésel, los cuales habitualmente son utilizados en la industria y transporte. El SO2 al reaccionar con otros compuestos químicos genera lluvia y material particulado secundario. “Su aspiración continua puede producir problemas respiratorios; inflamando el sistema respiratorio provocando tos, secreción mucosa y agravamiento del asma y la bronquitis crónica; además de la propensión de las personas a contraer infecciones del sistema respiratorio” (Organizacion mundial de la salud , 2008). Altos contenidos de este compuesto se relacionan con problemas del sistema respiratorio, la exposición prolongada incrementa la tasa de mortalidad en enfermedades cardiacas y pulmonares.

Tabla 11. Dióxido de azufre promedio anual

Fecha

Dióxido de azufre promedio Anual SO2 ppb

Dióxido de Azufre Promedio Anual SO2

(µg/m3)

1999 16,70 43,73

2000 16,60 43,47

2001 12,60 32,99

2002 11,10 29,07

2003 10,50 27,50

2004 13,10 34,30

2005 9 23,57

2006 6,10 15,97

2007 6,80 17,81

2008 9,20 24,09

2009 9,20 24,09

2010 3,80 9,95

2011 3,70 9,69

2012 2,70 7,07

2013 3,30 8,64

2014 1,60 4,19

2015 1,30 3,30

2016 1,50 3,90

2017 2,30 6,02 Fuente observatorio ambiental de Bogotá (2017)

38

En la figura 12 se puede evidenciar que durante los años transcurridos desde 1999 el dióxido de azufre ha venido teniendo un comportamiento de disminución importante ya que la media anual permisible no puede estar por encima de los 80 µg/m³.

Figura 12. Dióxido de azufre promedio anual

Tomado de Observatorio ambiental de Bogotá (2017).

43,7343,47

32,99

29,07

27,5

34,3

23,57

15,97

17,81

24,09

24,09

9,95

9,69 7,07

8,644,19

3,33,9

6,02

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1995 2000 2005 2010 2015 2020

(µG

/M3

)

AÑO

Dióxido de Azufre Promedio Anual SO2 (µg/m3)


39

2.1.3 COMPUESTOS DE NITROGENO

Los óxidos de nitrógeno más importantes son el monóxido y dióxido de los mismos “el monóxido es un gas a temperatura ambiente de olor dulce penetrante, fácilmente oxidable a dióxido de nitrógeno. Mientras que el dióxido de nitrógeno tiene un fuerte olor desagradable” (Observatorio ambiental de Bogotá, 2018).

En los motores de combustión interna que operan con combustible gasolina o ACPM, con las condiciones necesarias (presión y temperatura) para producir la combustión; parte del nitrógeno del aire se oxida formando principalmente monóxido de nitrógeno (NO), el cual es emitido por los vehículos a la atmósfera. En la atmósfera este NO sufre procesos de oxidación formando dióxido de nitrógeno (NO2). El monóxido de nitrógeno (NO) y el dióxido de nitrógeno (NO2) en conjunto es lo que se conoce como óxidos de nitrógeno (NOx). (Observatorio ambiental de Bogotá, 2018)

Produce irritación de las vías respiratorias, empeoramiento de la neumonía, asma y bronquitis a igual que la reducción de la capacidad pulmonar. Tabla 12. Dióxido de nitrógeno promedio anual

Fecha

Dióxido de Nitrógeno Promedio Anual -

NO2ppb

Dióxido de Nitrógeno Promedio Anual NO2

(µg/m³)

2005 13,82 25,99

2006 19,42 36,52

2007 16,25 30,56

2008 16,25 30,56

2009 21,30 40,05

2010 20,50 38,55

2011 17,80 33,47

2012 15,50 29,15

2013 15,90 29,90

2014 16,40 30,84

2015 19 35

2016 17 32

2017 13 24,44 Fuente observatorio ambiental de Bogotá (2017).

40

La figura 13 evidencia como los niveles de Dióxido de nitrógeno están por debajo de la norma colombiana pero muy cerca de la permisible por la organización mundial de salud que habla de no mayor a 40 µg/m³. Figura 13. Dióxido de nitrógeno promedio anual

Fuente Observatorio ambiental de Bogotá (2017).

2.1.4 OXIDOS DE CARBONO

El Monóxido de Carbono (CO) es un gas inflamable, incoloro e insípido y es producto de la combustión incompleta de combustibles fósiles. Este gas afecta la salud puesto que tiene mayor afinidad con la hemoglobina de la sangre que el oxígeno, por lo cual puede llegar a interferir sustancialmente en el proceso de transporte de oxígeno en el torrente sanguíneo. (Observatorio ambiental de Bogotá, 2018)

La exposición prolongada se asocia a dolor de cabeza, impedimento visual, reducción de la capacidad cognitiva y habilidad. La contaminación de aire puede causar dificultad al respirar, asma, bronquitis e inflamación de las vías respiratorias y ojos.

25,99

36,52

30,56

30,56

40,0538,55

33,47

29,1529,9

30,84

35

32

24,44

20

25

30

35

40

45

2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018

(µg/

m³)

Años

Dióxido de Nitrógeno Promedio Anual NO2 (µg/m³)


41

Tabla 13. Monóxido de carbono por 1 hora promedio anual

Fecha

Monóxido de Carbono por 1 hora Promedio

Anual - COppm

Monóxido de Carbono por 1 hora Promedio

Anual CO (µg/m3)

1999 2,50 2.862,25

2000 2,10 2.404,29

2001 1,90 2.175,31

2002 2,10 2.404,29

2003 5,88 6.732,01

2004 0,51 583,90

2005 1,92 2.198,21

2006 1,71 1.957,78

2007 1,28 1.465,47

2008 1,28 1.465,47

2009 1 1.144,90

2010 1,10 1.259,39

2011 0,90 1.030,41

2012 0,91 1.041,86

2013 0,83 950,27

2014 0,90 1.030,41

2015 0,73 830

2016 0,83 950

2017 0,88 1.005 Fuente observatorio ambiental de Bogotá (2017).

42

Figura 14. Monóxido de carbono por 1 hora promedio anual


2.1.5 OZONO

El ozono es un gas se origina por la reacción química de los nitrógenos e hidrocarburos en presencia de la luz solar, la Organización Mundial de la Salud ha establecido que cuando la concentración de ozono en el aire que se respira es superior a los 240 µg/m3 y ésta se mantiene durante más de ocho horas, existe un claro riesgo para la salud: reduce considerablemente la función pulmonar, inflama las vías respiratorias y exacerba el asma, además de favorecer las infecciones respiratorias. Tabla 14. Ozono promedio 8 horas anual.

Fecha Ozono Promedio 8 hora anual ppb - O3ppb

Ozono Promedio 8 horas Anual O3 (µg/m³)

2005 40,50 79,46

2006 9,58 18,80

2007 14,30 28,06

2008 14,30 28,06

2009 14,30 28,06

2010 13,70 26,88

2011 10,80 21,19

2012 11,60 22,76

2013 11 21,58

0,00

1.000,00

2.000,00

3.000,00

4.000,00

5.000,00

6.000,00

7.000,001

99

9

20

00

20

01

20

02

20

03

20

04

20

05

20

06

20

07

20

08

20

09

20

10

20

11

20

12

20

13

20

14

20

15

20

16

20

17

µG

/M3

)

AÑOS

Monóxido de Carbono por 1 hora Promedio Anual CO (µg/m3)


43

2014 10,70 20,99

2015 13 26

2016 12 23

2017 9 18 Fuente Observatorio ambiental de Bogotá (2017).

Figura 15. Ozono promedio 8 horas anual 03


2.2 ENFERMEDADES EN BOGOTA

La mortalidad y morbilidad que son asociadas a la contaminación del aire, generan aumento en costos de diferentes puntos sociales de la capital. No solo se ven reflejados en problemas de salud, sino que amplia una problemática respecto al ausentismo laboral, perdida de la productividad y atención hospitalaria por enfermedades respiratorias y cardiovasculares que son generadas por los efectos de la contaminación. Las fuentes más importantes de contaminación son la industria y las fuentes móviles, basados en el material particulado que es el más significativo el porcentaje más alto de contaminación lo representan las industrias, pero las fuentes móviles representan mayor peligrosidad ya que tienen un impacto directo en la población (peatones, ciclistas y conductores) por esta razón es más significativo el porcentaje de contaminación que los vehículos generan en Bogotá.

79,46

18,8

28,06

28,06 28,0626,8821,1922,7621,5820,99

2623

18

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018

(µg/

m³)

Años

Ozono Promedio 8 horas Anual O3 (µg/m³)



44

Actualmente el distrito cuenta con 105 salas Enfermedades Respiratorias Agudas (ERA) en su red de instituciones prestadoras de servicio de salud. Sabiendo que el material particulado genera problemas en el sistema respiratorio, estos problemas afectan las vías respiratorias como nariz, oídos, faringe, laringe, bronquios, bronquiolos o pulmones.

2.2.1 ENFERMEDAD RESPIRATORIA AGUDA (ERA)

Hacer seguimiento a la Enfermedad Respiratoria Aguda (ERA) dentro del Distrito Capital, con el fin de observar la tendencia de la morbilidad (cantidad de personas o individuos considerados enfermos o víctimas de una enfermedad en un espacio y tiempo determinados) por Enfermedad Respiratoria Aguda (ERA) en menores de 5 años. (Observatorio ambiental de bogota , 2018)

Tabla 15. Casos atendidos en salas de Enfermedad Respiratoria Aguda (ERA)

Fecha

Casos atendidos en salas de Enfermedad Respiratoria Aguda ERA.

Bogotá D.C SERA (Casos/Año)

2006 38.236

2007 29.064

2008 37.444

2009 37.571

2010 34.054

2011 25.470

2012 31.529

2013 41.805

2014 47.581

2015 49.492

2016 52.170 Fuente observatorio ambiental de Bogotá (2017)

45

Figura 16. Casos atendidos en salas de Enfermedad Respiratoria Aguda (ERA)

Fuente observatorio ambiental de Bogotá (2017).

2.2.2 INFECCIONES RESPIRATORIAS AGUDAS (IRA)

La neumonía es una enfermedad infecciosa la cual causa inflamación pulmonar, se encuentra dentro de las infecciones respiratorias agudas (IRA) y es la que mayor mortalidad aporta en los menores de 5 años. Tabla 16. Tasa de mortalidad por neumonía en menores de 5 años en Bogotá D.C.

Fecha

Tasa de mortalidad por neumonía en menores de 5 años en Bogotá D.C.

TMN5 (por cada 100.000)

2000 40,80

2001 37,40

2002 24,70

2003 24,20

2004 28,50

2005 23,70

2006 18,40

2007 17,60

2008 21,00

2009 17,60

2010 17,20

38.236

29.064

37.444 37.571

34.054

25.47031.529

41.80547.581 49.492

52.170

0

10.000

20.000

30.000

40.000

50.000

60.000

2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018

caso

s

Años

Casos atendidos en salas de Enfermedad Respiratoria Aguda ERA. Bogotá D.C SERA

(Casos/Año)

46

2011 10,90

2012 9,20

2013 6,80

2014 7,30

2015 6,60

2016 8,92 Fuente observatorio ambiental de Bogotá (2017)

Figura 17. Tasa de mortalidad por neumonía en menores de 5 años en Bogotá D.C


El indicador de sibilancias en menores de 5 años es un indicador que se encuentra en el observatorio ambiental de Bogotá, el cual se encarga por medio de los jardines infantiles distritales de tener un control sobre los niños al vigilar el ruido en el pecho (sibilancias), produce sensación de cansancio ya que genera incapacidad para respirar por la inflamación de los bronquios, se asocia a diferentes causas, pero principalmente es consecuencia de la inhalación de material particulado.

40,837,4

24,724,228,5

23,718,417,6

2117,617,2

10,9 9,2 6,8 7,3 6,6 8,9205

1015202530354045

PO

R C

AD

A 1

00

.00

0

AÑOS

Tasa de mortalidad por neumonía en menores de 5 años en Bogotá

D.C. TMN5 (por cada 100.000)

47

Tabla 17. Prevalencia de sibilancias en menores de 5 años posiblemente asociado a material particulado PM10

Fecha

Frecuencia de

casos - FC

Muestra poblacional

- MPo

Prevalencia de sibilancias en menores de 5 años

posiblemente asociado a material particulado en Bogotá

D.C. PSPM10

2007 313 619 50,57

2008 308 693 44,44

2009 585 897 65,22

2010 390 1.111 35,10

2011 201 590 34,07

2012 1.040 5.419 19,19

2013 846 7.043 12,01

2014 691 5.206 13,27

2015 791 5.955 13,28

2016 486 4.614 10,53

2017 461 2.975 15,50 Fuente observatorio ambiental de Bogotá (2017).

Figura 18. Prevalencia de sibilancias en menores de 5 años posiblemente asociado a material particulado PM10


50,5744,44

65,22

35,1 34,0719,19 12,01 13,27 13,28 10,53 15,5

0

20

40

60

80

2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

PO

SIB

LES

CA

SOS

ASO

CIA

DO

S

AÑOS

Prevalencia de sibilancias en menores de 5 años posiblemente

asociado a material particulado en Bogotá D.C. PSPM10

48

CAPITULO 3. TECNOLOGIAS PAVIMENTOS ABSORBENTES

Para esta investigación se tendrá en cuenta dos empresas las cuales permitirán caracterizar los tipos de productos que comercializan, estos positivamente en su fabricación presentan una disminución de recursos naturales y cumplen con los requisitos de funcionalidad aportando contra la contaminación ambiental, producto de las grandes industrias y la movilización por los diferentes medios de transportes. Se realizará el análisis de las tecnologías según los que se encuentra disponible comercialmente busca la viabilidad de implementación en la ciudad de Bogotá por los altos índices de contaminación como plan piloto se recomienda la utilización de estas tecnologías en parques públicos, senderos peatonales, ciclorutas y andenes.

3.1 PAVIMENTOS DE TUDELA

3.1.1 LOCALIZACION PAVIMENTOS DE TUDELA

La empresa pavimentos de Tudela actualmente tiene dos sedes para la fabricación y distribución del pavimento.

• Sede central y planta en Tudela, Polígono Industrial, Vial C – 31500 – TUDELA (Navarra).

49

Figura 19. Ubicación sede central y planta en Tudela.

Fuente empresa PVT, ecoGranic (2017).

• Planta Cabanillas, Polígono Industrial – 31511 Cabanillas (Navarra) Figura 20. Planta Cabanillas pavimentos de Tudela.


50

3.1.2 FUNCIONALIDAD

El aumento de gases contaminantes en el mundo se está generando por medio de fuentes móviles y fuentes fijas. Existen varios tipos de contaminantes que están en la atmosfera, pero uno de los más perjudiciales es el óxido de nitrógeno, los cuales reaccionan en el aire con diferentes hidrocarburos creando así el ozono el cual llega a ser más nocivo que el CO2, provocando enfermedades respiratorias y cardiovasculares. El ecogranic es fabricado con materias reciclables producto de la construcción y la industria, lo cual beneficia al planeta por el hecho de minimizar el consumo de recursos naturales. En su parte superior posee un catalizador el cual tiene una capa de siete a doce milímetros (7mm-12mm) el cual para realizar el proceso de descontaminación se activa en presencia de luz natural o artificial, convirtiendo los gases contaminantes en gases inocuos para los habitantes. ecoGranic utiliza una tecnología similar a la fotosíntesis de las plantas, consistente en una oxidación natural de gases contaminantes convirtiéndolos en elementos inofensivos para la salud y beneficiosos para el medio ambiente. Los productos resultantes de este proceso son nitratos y carbonatos los cuales son arrastrados por la lluvia y el viento siendo beneficiosos para la vegetación. Figura 21. Fotocatalizacion del ecoGranic


51

3.1.3 EFICACIA DEMOSTRADA

Este pavimento ecológico es muy eficaz en la eliminación de óxido de nitrógeno (NOx), compuestos orgánicos volátiles (COVs) y material particulado (PM), su fabricación garantiza la eficacia durante más de 25 años obteniendo los mismos resultados sin presentar disminución de la contaminación, su efectividad respecto a la disminución de óxidos de nitrógeno es del 60%. Figura 22. Porcentaje descontaminación de ecoGranic.


Los diferentes test a los que se somete ecoGranic demuestran una elevada eficacia en la eliminación de NOx, COVs y PM. En el caso de los óxidos de nitrógeno (NOx) los ensayos se realizan siguiendo la normativa europea ISO 22197-1:2007 y española UNE 127197-1:2013, en la que ecoGranic ha sido certificado como Clase 3, la más elevada. Para los compuestos orgánicos volátiles (COVs), los ensayos se realizan siguiendo las normativas AFNOR XP B44-013, obteniendo un alto poder de eliminación de estos contaminantes. Donde verdaderamente demuestra ecoGranic su eficacia es en los test que se realizan in situ en las obras ejecutadas. Desde el primer ensayo realizado en el año 2009 se han realizado cientos de mediciones constatando una reducción media de óxidos de nitrógeno en torno al 60%. La repetición de estos ensayos en obras realizadas pasados más de 5 años, han demostrado el mantenimiento de su función descontaminante.

Pavimentar con ecoGranic la superficie de un campo de fútbol permite eliminar la contaminación que generan más de 4000 coches en un año.

52

• Poder de descontaminación. Cantidad de degradación de NOx La cantidad de NOx degradada en 1 hora por ecoGranic en 1 m2 es de 78 mg/m2 (= 0.078 g/m2)

Figura 23. Ejemplo pavimentación superficie cancha de futbol con ecoGranic.


ecoGranic es el único producto certificado por Applus+ que garantiza su capacidad de degradar óxidos de nitrógeno, cumpliendo en su clase 3. La contaminación en el aire causa más de siete millones de muertes en el mundo, ecogranic permite atacar contaminantes que se crean a causa de los vehículos y calefacciones de los hogares. La agencia europea del medio ambiente dice que el costo de la contaminación en Europa tiene un costo de 300.000.000.000 millones de euros, pero con la pavimentación de un campo de futbol con ecogranic que es el equivalente a la descontaminación de 4000 vehículos se estarían ahorrando 5.000.000 de euros al año. Su implementación puede darse en:

• Sendero peatonal

• Aceras

• Fachadas

• Vías

53

3.1.4 VENTAJAS FRENTE A OTROS PAVIMENTOS

• Frente a los pavimentos continuos la facilidad de reposición y mantenimiento hacen de ecogranic un pavimento adecuado para las ciudades donde se evidencia una gran cantidad de servicios por las aceras.

• Frente a los pavimentos cerámicos su uniformidad y diferentes clases de losas permiten que ecogranic sea un pavimento indicado para el uso peatonal, mixto o rodado.

• Frente a los pavimentos naturales ofrece una amplia gama de productos con resistencia a la climatología adversa, reduciendo en amplia manera los costos de adquisición, instalación y erosión del planeta.

• Frente a los pavimentos que usan cemento fotocatalítico la tecnología del ecogranic presenta mejores resultados frente a la acción contra los contaminantes atmosféricos ya que el cemento retiene las partículas fotocataliticas, estas se aglomeran y tiene menor superficie de trabajo.

• Frente a Spray o imprimaciones fotocataliticas, a pesar de que las eficiencias de degradación de contaminantes atmosféricos pueden ser elevadas, su duración en el tiempo es muy limitada. Los pavimentos están sometidos a habituales procesos de erosión y abrasión debido al rozamiento de peatones, tráfico, etc.

54

3.1.5 MODELOS DE DISTRIBUCION

Figura 24. Modelos de distribución ecogranic pavimentos de Tudela.

Fuente Autor

55

3.1.6 PROYECTOS EJECUTADOS

Figura 25. Proyecto Burdeos (Francia) Pavimentos de Tudela.

Burdeos (Francia) apuesta por losa descontaminante ecoGranic. El arquitecto del proyecto es Sisley Carnus de la agencia Squad Archi. La obra está en cours Barbey en Burdeos, y depende de Bordeaux Métropôle. Más de 4.000 m² de losas XXL, adoucies, con dos tipos de gris oscuro. A esto se suma también unos 300 ml de escaleras 100x30x20


Figura 26. Proyecto Pau (Francia).

Referencia: BHNS de Pau Bordes engomados / bordillos (44 km) y losas acanaladas alisadas (730 m²), walking block. Bordillos acabados engomado Urbasa, y losas acabado liso Ubasa Concepción: M Forzy de la firma Signes Paysages y Artelia Propietario del proyecto: Pau Béarn Pyrenees Urban Community


56

Figura 27. Proyecto pavimentación de la céntrica plaza de la Puntilla Canteras.


Importante actuación de re pavimentación de la céntrica plaza de la Puntilla en Las Canteras (Las Palmas de Gran Canaria).

• Autor del proyecto: José Juan Rodriguez

• Dirección del a Obra: Geursa

• Contratista: Zima Desarrollos / Catalina Naranjo

• Materiales: Graniblock 20x20x8 árido visto negro, gris, perla y acero.

57

Figura 28. Proyecto reactivación de zona comercial y conexión con terminal de cruceros.

Con el objetivo de reactivar la zona comercial y conectar la Terminal de Cruceros con la Playa de Las Canteras, el Ayuntamiento de las Palmas de Gran Canaria, ha promovido paralelamente una serie de obras de las que se beneficiaran residentes y turistas. La 1ª Fase de las obras de peatonalización de la calle Luis Morote ha finalizado dotando de nuevo alumbrado público, mobiliario, y se ha renovado la


instalación de recogidas pluviales. El nuevo aspecto de esta importante vía facilitará la conexión natural, dándole prioridad al peatón y mejorando la imagen de una de las puertas de entrada más importantes de la ciudad, con el objetivo de reactivar la economía de la zona.

58

3.2 GEOSILEX TRENZA METAL

3.2.1 LOCALIZACION GEOSILEX TRENZA METAL

La empresa Geosilex Trenza Metal se encuentra ubicada en Zamora (España), Carretera Jambrina, S/N 49700 Corrales del Vino Figura 29. Ubicación empresa Geosilex Trenza Metal.


59

3.2.2 PROCESO DE FABRICACION

GeoSilex es un material en polvo blanco sustituto del cemento, compuesto por materiales muy diversos con funcionalidades específicas para la construcción sostenible. Figura 30. Proceso de Obtención del Geosilex


El costo normal para la fabricación de geosilex es de un valor ambiental mínimo ya que si lo comparamos con los materiales ceméntales convencionales no se obtiene por medio de la calcinación de la calcita, la obtención de los materiales convencionales se realiza a temperaturas muy elevadas emitiendo grandes cantidades de CO2 al ambiente. Además, para la producción de ceméntales convencionales se realizan grandes operaciones como la excavación de material y consumo de los recursos hídricos, los cuales tienen grandes consecuencias negativas para el ecosistema. La empresa Trenza metal fabrica este producto a partir de residuos industriales generados en la fabricación del acetileno, optimizados y purificados, bajando proporcionalmente el impacto ambiental. Este material pasa por un proceso de excedentes calóricos por centrales de cogeneración eléctrica, lo cual no genera vertimientos contaminados ni emisiones nocivas.

60

Figura 31. Costo medioambiental de la obtención de la cal industrial vs obtención de Geosilex.


3.2.3 FUNCIONALIDAD

Figura 32. Capacidad de Captación


61

GTM ha desarrollado un pavimento de baja huella de carbono sustituyendo el 50% del cemento por GeoSilex un material cementante de última generación procedente de residuos, emitido principalmente por fábricas y tráfico rodado. Su incorporación a pavimentos y fachadas reduce los costes energéticos y medioambientales de los materiales, recicla residuos de la industria química y dota a los edificios y las calles de una importante actividad depuradora (GeoSilex, s.f.). Este producto tiene dos aplicaciones pavimento KlimCO y pavimento KlimCO-NOx, el primero como ya se había explicado se fabrica a través de residuos industriales generados en la fabricación del acetileno, tiene una elevada captación de CO2 ambiental y debido a su elevado pH impide la fijación de organismo vivos e inertiza los sedimentos orgánicos. Por otro lado, el KlimCO-NOx permite la reducción de NOx y otros compuestos tóxicos que forman los hidrocarburos no quemados y funciona a través de la acción fotocatalica lo cual genera su proceso de absorción de contaminantes y autolimpieza.

Figura 33. Pavimento KlimCO y Pavimento KlimCO-NOX.


62

3.2.5 MODELOS DE DISTRIBUCION Y VENTAJAS AMBIENTALES

Figura 34. Tipos de Geosilex

Fuente Autor

63

CAPITULO 4. POSIBLE IMPLEMENTACION EN BOGOTA

En este capítulo se evidenciará porque es necesario el uso de nuevas tecnologías de la construcción para el desarrollo óptimo de las obras de infraestructura. Mostrar que si existe una necesidad de combatir la contaminación ambiental en las zonas de mayor problemática, donde se generara un gran impacto positivo teniendo como meta principal un plan piloto de utilización en ciclorutas, andenes y paseos peatonales. El plan decenal de descontaminación 2010-2020 indica que el principal problema de contaminación que existe en Bogotá es el material particulado y en segundo lugar se encuentra el ozono, en la siguiente grafica se puede observar el exceso de los principales contaminantes arrojados por el RMCAB. Figura 35. Índice de porcentaje de excedencia de la norma de calidad del aire para PM10, SO2, NO2, O3 y CO, análisis multianual 1997-2008 para todo Bogotá.

Fuente Plan Decenal de Descontaminación del Aire para Bogotá 2010-2020

La red de monitoreo de la calidad del aire de Bogotá (RMCAB) cuenta con los equipos suficientes los cuales permiten cuantificar variables meteorológicas y determinar los principales contaminantes atmosféricos. Todos los datos recolectados en diferentes puntos de la ciudad llegan a una central en la cual los datos son revisados, analizados y comparados para así permitir dar un resultado sobre cómo se encuentra la contaminación en la ciudad de Bogotá. La RMCAB para el 2016 estuvo conformada por doce (12) estaciones fijas de monitoreo en puntos específicos de la ciudad y una estación móvil, estas cuentan con equipos de alta tecnología que permiten calcular concentración de material particulado (PM10, PM2,5, PST) y gases contaminantes (SO2, NO2, CO, O3). De las doce estaciones fijas once monitorean contaminantes y variables meteorológicas, la estación Bolivia exclusivamente variables meteorológicas.

64

Tabla 18. Contaminantes que se analizan en cada estación fija en la ciudad de Bogotá.

Fuente Red de monitoreo de calidad del aire, informe anual calidad del aire (2016)

65

Figura 36. Distribución de las estaciones de monitoreo de contaminantes de la RMCAB en el año-2016


66

4.1 ZONAS DE ALTA COMPLEJIDAD EN BOGOTA

4.1.1 MATERIAL PARTICULADO

4.1.1.1 PM10

En la figura 37 se logra observar los promedios anuales de PM10 por cada estación de monitoreo en Bogotá, para este año once (11) estaciones reportaron datos de PM10, en cuatro de las estaciones se sobrepasó el límite establecido anual en la norma para PM10

(50 µg/m3). La estación que se encuentran más afectada es la de Carvajal-sevillana (76 µg/m3), luego Kennedy (58 µg/m3) y por último puente Aranda y Suba (52 µg/m3). Por otro lado, la estación con menor índice de PM10 es la de San Cristóbal (27 µg/m3). Al comparar los datos obtenidos con el mapa donde se encuentran ubicadas las estaciones se puede evidenciar que la zona sur-occidente de la capital es la que tiene el índice de mayor contaminación por este material particulado. Figura 37. Concentración anual de PM10 por estación para el año 2016


67

En la tabla 19 se puede comparar los datos obtenidos en el informe de 2016 con los del 2015 en los cuales en la mayoría de las estaciones se produjo un aumento en la contaminación por material particulado PM10. La estación con mayor aumento en el promedio fue Usaquén (12 µg/m3) y la que mayor influencia tuvo positivamente fue la de Carvajal-Sevillana con una disminución (11 µg/m3). Tabla 19. Promedios anuales de PM10 µg/m3 para los años 2015 y 2016 y cambio de concentración

Estación Promedio PM10

2015 Promedio PM10

2016 Cambio de 2015 a 2016

Guaymaral 31 32 Aumento

Usaquén 30 42 Aumento

Suba 47 52 Aumento

Las Ferias 35 40 Aumento

Centro de alto rendimiento 28 35 Aumento

Ministerio de Ambiente 34 34 Igual

Puente Aranda 53 52 Bajo

Kennedy 66 58 Bajo

Carvajal-Sevillana 87 76 Bajo

Tunal 43 50 Aumento

San Cristóbal 26 27 Aumento Fuente Red de monitoreo de calidad del aire, informe anual calidad del aire (2016)

68

Figura 38. Distribución espacial de los promedios anuales de PM10 con base en el método de interpolación Kriging, para las estaciones con captura de datos superior a 75%.


69

4.1.1.2 PM2,5

En la figura 39 se logra observar los promedios anuales de PM2,5 por cada estación de monitoreo en Bogotá, para este año ocho (8) estaciones reportaron datos de PM2,5, en una estación se sobrepasó el límite establecido anual en la norma para PM2,5 (25 µg/m3).

La estación que se encuentra afectada es la de Kennedy (30 µg/m3). Por otro lado, la estación con menor índice de PM2,5 es la de San Cristóbal (10 µg/m3). Al comparar los datos obtenidos con el mapa donde se encuentran ubicada la estación se puede evidenciar que la zona sur-occidente de la capital es la que tiene el índice de mayor contaminación por este material particulado. Figura 39. Promedios anuales de PM2.5 para el año 2016

Tomado de Red de monitoreo de calidad del aire, informe anual calidad del aire (2016)

En la tabla 20 se puede comparar los datos obtenidos en el informe de 2016 con los del 2015 en los cuales en la mayoría de las estaciones se produjo un aumento en la contaminación por material particulado PM2,5. La estación con mayor aumento en el promedio fue Usaquén (4 µg/m3), las estaciones donde el cambio no aplica se deben a que el número de datos tomados no fue suficiente para alcanzar la representatividad temporal.

70

Tabla 20. Promedios anuales de PM2.5 para los años 2015 y 2016 y cambio de concentración

Estación Promedio PM2,5 2015

Promedio PM2,5

2016 Cambio de 2015 a 2016

Guaymaral 14 16 Aumento

Usaquén 13 17 Aumento

Suba 22 N.R N.A

Las Ferias N.A 19 N.A

Centro de alto rendimiento 18 20 Aumento

Ministerio de Ambiente 15 18 Aumento

Puente Aranda N.R N. R N.A

Kennedy 27 30 Aumento

Carvajal-Sevillana 31 N.R N.A

Tunal 21 23 Aumento

San Cristóbal 9 10 Aumento Fuente Red de monitoreo de calidad del aire, informe anual calidad del aire (2016)

71

Figura 40. . Distribución espacial de los promedios anuales de PM2.5 con base en el método de interpolación Kriging, para las estaciones con captura de datos superior a 75%


72

4.1.2 COMPUESTOS DE AZUFRE

En la figura 41 se observa los promedios anuales de SO2 por cada estación de monitoreo en Bogotá, para este año cuatro (4) estaciones reportaron datos de SO2, ninguna estación sobrepasó el límite establecido anual en la norma para SO2 (80 µg/m3). La estación con menor índice de SO2 es la de San Cristóbal (1,9 µg/m3).

Figura 41. Comportamiento de las concentraciones anuales de SO2 para el año 2016


En la tabla 21 se puede comparar los datos obtenidos en el informe de 2016 con los del 2015 en los cuales en la mayoría de las estaciones se produjo un aumento en la contaminación por SO2. La estación con mayor aumento en el promedio fue Puente Aranda (12 µg/m3), la estación de Kennedy presentó una disminución de (6 µg/m3), no se evidencia una contaminación importante por parte del compuesto de azufre ya que se encuentran por debajo de la norma establecida. Tabla 21. Promedios anuales de SO2 para los años 2015 y 2016 y cambio de concentración.


Promedio PM2,5

2016 Cambio de 2015 a 2016

Centro de Alto Rendimiento 3.4 4.3 Aumento

Puente Aranda 3.3 4.5 Aumento

Kennedy 5.4 4.8 Bajo

San Cristóbal 1.1 1.9 Aumento

73


4.1.3 COMPUESTOS DE NITROGENO

En la figura 42 se observa los promedios anuales de NO2 por cada estación de monitoreo en Bogotá, para este año tres (3) estaciones reportaron datos de NO2, ninguna estación sobrepasó el límite establecido anual en la norma para NO2 (100 µg/m3). La estación con menor índice de NO2 es la de Tunal (32 µg/m3). Figura 42. Promedios anuales de NO2 para el año 2016


En la tabla 22 se puede comparar los datos obtenidos en el informe de 2016 con los del 2015 en los cuales en la mayoría de las estaciones se produjo un aumento en la contaminación por NO2. La estación con mayor aumento en el promedio fue Tunal (3 µg/m3), la estación de Centro de alto rendimiento presentó una disminución de (1 µg/m3), no se evidencia una contaminación importante por parte del compuesto de azufre ya que se encuentran por debajo de la norma establecida. Tabla 22. Promedios anuales de NO2 para los años 2015 y 2016 y cambio de concentración


Promedio PM2,5

2016 Cambio de 2015 a 2016

Centro de Alto Rendimiento 33 32 Bajo

Puente Aranda 32 33 Aumento

Tunal 29 32 Aumento Fuente Red de monitoreo de calidad del aire, informe anual calidad del aire (2016)

74

4.1.4 OXIDOS DE CARBONO

En la figura 43 se observa los promedios anuales de CO por cada estación de monitoreo en Bogotá, para este año cuatro (4) estaciones reportaron datos de CO, no existe límite establecido anual en la norma para CO. La estación con mayor índice de CO es la de Puente Aranda (1,02 µg/m3) y las dos con menor índice son Tunal y Centro de alto rendimiento (0,89 µg/m3). Figura 43. Comportamiento de las concentraciones anuales de CO (media móvil 8H) para el año 2016


4.1.5 OZONO

Para el año 2016, ocho (8) estaciones reportaron datos de O3 con una representatividad temporal mayor al 75%, además, se obtuvieron 59.598 datos válidos 8 horas de concentración, que corresponden al 84% total de los datos capturados. El mayor valor se presentó en la estación Usaquén, con 38 µg/m3 (por debajo del presentado en 2015- 47µg/m3), y el valor más bajo se presentó en la estación Puente Aranda, con 15 µg/m3. La estación Usaquén se ha caracterizado por niveles de ozono particularmente más altos en comparación con las demás estaciones

75

Figura 44. Figura 6-21 Comportamiento de las concentraciones anuales de O3 para el año 2016


Las concentraciones de ozono tienden a ser más altas en las estaciones localizadas en la zona norte de la ciudad, lo cual puede deberse a su naturaleza como contaminante secundario, formado a partir de óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles en presencia de radiación solar. Cabe destacar el hecho de que las estaciones con las menores concentraciones de ozono son aquellas que presentaron los mayores niveles de los contaminantes primarios (ambiente, 2016)

76

Figura 45. Distribución espacial de los promedios anuales con datos de medias móviles 8 horas de O3 con base en el método de interpolación Kriging, para las estaciones con captura de datos superior a 75%.


77

4.2 RESULTADOS

• La mayor cantidad de contaminación se ve reflejada en la zona suroccidente de la ciudad de Bogotá, de acuerdo a la investigación realizada se debe a que esta zona está constituida por Transmilenio, sistema integrado de transporte público, vías principales y zona industrial.

• El material particulado en Bogotá promedio anual tiene un valor de 59.06 (ug/m3) PM10 y 20.33(ug/m3) PM2,5 sobrepasando por el doble de cantidad los límites permisibles por la Organización mundial de la salud que corresponden a 20 microgramos por metro cubico (ug/m3) para PM10 y 10 microgramos por metro cubico (ug/m3).

• La polución originada por el material particulado en Bogotá PM10 sobrepasa los límites permisibles de 50 (µg/m³) con un promedio anual de 59,06 (ug/m3), el PM2,5

con limite permisible de 25 (µg/m³) se encuentra dentro de los estándares normativos 20.33(ug/m3) propuestos por la resolución 610 del 24 de marzo de 2010 expedida por el Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial, en donde se debe resaltar que la norma colombiana es muy flexible y se encuentra por encima de los estándares mundiales

• Desde el año 2012 al 2016 los casos atendidos en salas de enfermedad respiratoria aguda han aumentado de manera significativa a 20.600 casos, los cuales pueden haber surgido como consecuencia del elevado material particulado que existe en la ciudad de Bogotá.

• Los diferentes test a los que se someten los prefabricados en el laboratorio demuestran una elevada eficacia en la eliminación de NOx, COVs y PM. En el caso de los óxidos de nitrógeno (NOx) los ensayos se realizan siguiendo la normativa europea ISO 22197-1:2007 y española UNE 127197-1:2013, en la que las losas han sido certificadas como clase 3.

• La empresa pavimentos de Tudela ya ha realizado más de 200 obras a nivel europeo. Las pruebas de eficacia realizadas hasta el momento demuestran que elimina, por término medio, un 60% de contaminantes urbanos.

• Para el año 2017 La zona Azca de Madrid (corazón económico/financiero de la capital de España) adquirió el pavimento descontaminante, pavimentando 20.000 m2 del sector con esas losas. El pavimento podrá llegar a eliminar la contaminación que producen más de 12.000 vehículos en un año.

78

• Este nuevo material patentado con el nombre de GeoSilex, ha sido desarrollado por Geosilex Trenza Metal S.L. a partir de un proyecto de I+D+i en colaboración con la Universidad de Granada y cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional y la Junta de Castilla y León. Se comercializa en forma de pasta aditiva para hormigones y se añade en proporción de entre el 3 y 10% del peso del hormigón. Un metro cuadrado de pavimento, que contenga un 8% de GeoSilex, captaría, a lo largo de la vida útil de la baldosa, el dióxido de carbono que hay en exceso en 5.000 metros cúbicos de aire.

• La zona de alta complejidad de acuerdo a la investigación que se realizó por medio de las estaciones de monitoreo se puede ubicar en el suroccidente de a ciudad de Bogotá ya que Kennedy por promedio posee los índices más altos de contaminantes (58 µg/m3) PM10, (30 µg/m3) PM2,5, (4,8 µg/m3) SO2, (1 µg/m3) CO

• Es importante mencionar que uno de los contaminantes más fuertes sobre la salud humana es el ozono O3, donde tiene mayor índice es en la estación Usaquén, con 38 µg/m3.

5. ANALISIS DE RESULTADOS

• Las partículas de hollín MP son generadas en su mayor parte por los motores diesel, se presentan en forma de hollín o cenizas es por eso que respecto a los resultados se puede determinar que si existe una gran contaminación ejercida por los motores de combustión interna.

• Los casos atendidos en salas (ERA) y las infecciones respiratorias agudas se pueden reducir notablemente con la utilización de los pavimentos ecológicos, ya que pavimentar con ellos la superficie de un campo de fútbol permite eliminar la contaminación que generan más de 4000 coches en un año. Lo cual sería una buena medida en la ciudad de Bogotá donde se encuentra gran contaminación por parte del sistema de transporte masivo, vehículos y motocicletas los cuales en muchas ocasiones no cumplen con la revisión técnico-mecánica o el peor de los casos llevan muchos años de circulación.

• La polución en las ciudades aumentó un 8% globalmente en cinco años, según los nuevos datos recopilados por la Organización Mundial de la Salud (OMS). Más del 80% de las personas que viven en áreas urbanas sufren niveles de contaminación que no respetan los límites establecidos. La polución originada por el material particulado causa más de tres millones de muertes prematuras cada año en todo el mundo.

• Los óxidos de nitrógeno (NOx) son un grupo de gases compuestos por óxido nítrico (NO) y dióxido de nitrógeno (NO2). Los NOx son liberados al aire

79

generalmente desde el escape de vehículos motorizados siendo un importante precursor de ozono. Sus efectos en la salud están relacionados con edema pulmonar, aumento de la susceptibilidad a las infecciones, daño celular, irritación, pérdida de las mucosas y empeoramiento de cuadros asmáticos.

• Estas empresas españolas poseen las patentes y los ensayos europeos que demuestran la eficacia de los productos que desarrollan, no se desea fabricar el producto en Colombia si no buscar la viabilidad de utilizar el pavimento ecológico en las obras de infraestructura de nuestro país. Estas empresas poseen delegaciones comerciales en México y Singapur en el marco de su Plan Estratégico de Expansión Internacional. Dichas delegaciones ofrecen los servicios de comercialización y venta.

• Se están realizando trabajos de adecuación, dotación y mantenimiento en 18 parques de la localidad de Kennedy, donde podría realizarse el plan piloto de utilización del pavimento ecológico. Al igual que en ciclorutas y andenes de esta localidad para probar la descontaminación que se produciría en un año.

PARQUES

1 Primavera

2 Carvajal

3 La llanura

4 Los cerezos

5 Riberas de occidente

6 Nuevas delicias

7 San Andrés II

8 Parque I y II

9 San Andrés I

10 Sinaloa

11 Boíta

12 Catania

13 Lucerna

14 Laureles

15 Américas central

16 Villa Andrea

17 Supermanzana 6

18 Los cristales Fuente Localidad Engativá

80

6. CONCLUSIONES

1. Existe la necesidad inmediata de investigar sobre materiales ecológicos que

tengan un impacto positivo en el desarrollo de la ingeniería en el país, logrando generar la disminución de la contaminación ambiental, mediante inversiones en pruebas y prototipos capaces de satisfacer una necesidad en función del cuidado del planeta.

2. Aunque la inversión en nuevos proyectos tecnológicos es de amplia magnitud, no

se puede comparar respecto al impacto positivo que tendrá socialmente mejorando la calidad de vida de las personas y la disminución en la contaminación.

3. En Bogotá hace falta un estudio y control detallado de las enfermedades ocasionadas por la contaminación ambiental, producto de la cantidad de automóviles que circulan y de las empresas que se encuentran en funcionamiento. Ya que la problemática existe y no se tiene un número exacto de las afectaciones para así poder tomar seriamente el problema y plantear medidas de precaución y mitigación.

4. Sería beneficioso para Bogotá implementar nuevas tecnologías en la

infraestructura, ya que los niveles de material particulado que son los que mayor afectación traen a la salud de las personas se encuentran por encima de los establecidos por la normatividad colombiana. Es importante recordar que la organización mundial de la salud tiene unos límites inferiores a los de nuestra normatividad lo cual quiere decir que nos encontramos en un punto de alta contaminación y no le prestamos atención al problema.

5. Se recomienda utilizar el plan piloto en el suroccidente de la ciudad, ya que según la investigación realizada es donde se encuentra el mayor exceso de contaminantes producto de los combustibles fósiles e industrias. Estas nuevas tecnologías serian favorables para comenzar implementándolas en andenes, ciclorutas y paseos peatonales (parques públicos) y de este modo reducir la contaminación ambiental que existe en ese lado de la ciudad.

81

BIBLIOGRAFÍA

1. AENOR. (s.f.). AENOR. Obtenido de

http://www.aenor.es/aenor/normas/normas/fichanorma.asp?tipo=N&codigo=N00

52013#.WbwBSsgjHIU

2. Agencia estatal boletin oficial del Estado . (03 de marzo de 201). Obtenido de

https://www.boe.es/diario_boe/txt.php?id=BOE-A-2011-4038

3. ambiente, S. D. (2016). Informe anual Red de monitore de calidad de aire de

Bogota . Bogora .

4. Balakrishnan et al. (2014). Organizacion panamericana de la salud. Obtenido de

Organizacion panamericana de la salud:

http://www.paho.org/hq/index.php?option=com_content&view=article&id=12918

%3A2017-ambient-air-pollution&catid=2619%3Aenvironmental-

health&Itemid=42246&lang=es

5. Bernal Arias, J. A. (8 de Enero de 2009). Obtenido de

http://elconcreto.blogspot.com.co/2009/01/fraguado-del-cemento.html

6. Ducuara, Ó. (23 de Octubre de 2016). EL tiempo . Obtenido de

http://www.eltiempo.com/bogota/contaminacion-en-bogota-36856

7. Ecodes. (2010). Calidad del aire y salud. Obtenido de Calidad del aire y salud:

http://ecodes.org/salud-calidad-aire/201302176118/Las-causas-de-la-

contaminacion-atmosferica-y-los-contaminantes-atmosfericos-mas-importantes

8. Energia Solar. (15 de Noviembre de 2016). Energia solar. Obtenido de

https://solar-energia.net/energias-no-renovables/combustibles-fosiles

9. Franco Garcia, D. (2012). Colombia se raja en infraestructura vial . El espectador.

10. GeoSilex. (s.f.). Obtenido de GeoSilex: http://www.geosilex.com/calentamiento-

global/gases-efecto-invernadero

11. Geosilex Trenza Metal S.L . (s.f.). Geosilex. Obtenido de

http://www.geosilex.com/presentacion/inicio

12. GreenFacts. (15 de Agosto de 2016). GreenFacts. Obtenido de

https://www.greenfacts.org/es/particulas-suspension-pm/

13. GreenFacts. (2017 de Julio de 2017). Obtenido de GreenFacts:

https://www.greenfacts.org/es/glosario/ghi/gas-efecto-invernadero.htm

82

14. Jimenez Pizarro . (16 de Julio de 2012). Agencia de Noticias UN. Obtenido de

http://agenciadenoticias.unal.edu.co/detalle/article/vehiculos-producen-el-50-de-

la-contaminacion-en-bogota.html

15. Makinaria pesada. (2012). Carreteras verdes o ecologicas. Makinaria pesada.

16. Ministerio de ambiente, vivinda y desarrollo territorial. (24 de Marzo de 2010).

Ministerio de ambiente, vivinda y desarrollo territorial. Obtenido de

http://www.minambiente.gov.co/images/normativa/app/resoluciones/bf-

Resoluci%C3%B3n%20610%20de%202010%20-

%20Calidad%20del%20Aire.pdf

17. Montoya, J. D. (2017). Desarrollo sustentable. Obtenido de

http://www.desarrollosustentable.co/2013/06/desarrollo-sostenible-en-

colombia.html

18. Noticias Juridicas. (5 de marzo de 2011). BOE. Obtenido de

http://noticias.juridicas.com/base_datos/Admin/l2-2011.tp.html#a1

19. Observatorio Ambiental de Bogota. (s.f.). Obtenido de Observatorio Ambiental de

Bogota: http://oab2.ambientebogota.gov.co/es/indicadores?id=305&v=l

20. Observatorio ambiental de bogota . (23 de 01 de 2018). Observatorio ambiental

de bogota . Obtenido de Observatorio ambiental de bogota :

http://oab.ambientebogota.gov.co/es/indicadores?id=146&v=l

21. Organizacion mundial de la salud. (s.f.). Obtenido de Organizacion mundial de la

salud: http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs313/es/

22. Organizacion mundial de la salud . (Agosto de 2008). Observatorio ambiental de

bogota. Obtenido de Observatorio ambiental de bogota:

http://oab.ambientebogota.gov.co/es/indicadores?id=145&v=l

23. Perez Porto , J., & Gardey, A. (2009). Definicion.DE. Obtenido de Definicion.DE:

https://definicion.de/absorcion/

24. Portela Rodriguez, R. (abril de 2008). Eliminacion fotocatalitica de H2S en aire

mediante TiO2 soportado sobre sustratos transparentes en el UV-A. Obtenido de

https://books.google.es/books?id=WVPnJ07PbUMC

25. Proyecto Fenix . (s.f.). Proyecto Fenix. Obtenido de

http://www.proyectofenix.es/clients/showsection.aspx?OriginId=282876

26. PVT. (s.f.). ecoGranic. Obtenido de http://www.pvt.es/ecogranic/#ecosalud

27. Real academia de ciencias exactas, fisicas y naturales . (24 de Noviembre de

2004). Real academia de ciencia. Obtenido de

www.rac.es/ficheros/discursos/dr_20080825_148.pdf

83

28. Recurso natural canadiense de seguridad y salud ocupacional. (s.f.). Obtenido de

Recurso natural canadiense de seguridad y salud ocupacional:

http://www.ccsso.ca/oshanswers/chemicals/chem_profiles/carbon_dioxide/health

_cd.html

29. Respiro. (25 de 01 de 2013). Respiro. Obtenido de Respiro:

https://www.respiro.es/blog/2013/01/25/que-efectos-tienen-las-emisiones-de-los-

vehiculos/

30. Rodriguez Lopez , B. (mayo de 2010). Obtenido de

http://www.fomento.gob.es/AZ.BBMF.Web/documentacion/pdf/A22633.pdf

31. Rojas, N. Y. (2008). Aire y Problemas ambientales de Bogota . Universidad

Nacional de Colombia, 15. Obtenido de

file:///C:/Users/HP%20Inc/Downloads/aire_y_problemas_ambientales_de_bogota

%20(1).pdf

32. Secretaria Distrital de Ambiente. (s.f.). Secretaria Distrital de Ambiente. Obtenido

de http://ambientebogota.gov.co/plan-decenal-de-descontaminacion-del-aire-

para-bogota

33. Tox Town . (19 de Mayo de 2017). Obtenido de Tox Town :

https://toxtown.nlm.nih.gov/espanol/chemicals.php?id=41

34. Valdés , P., & Foulkes, M. D. (2016). La infraestructura verde y su papel en el

desarrollo regional aplicacion a los ejes recrativos y culturales de resistencia y su

area metropolitana. Scielo, 20(20).

analisis de las tecnologias de pavimentos …...analisis de las tecnologias de pavimentos ......

Documents