evolución del comportamiento de las concentraciones de ... · para los tomadores de decisión de...

Evolución del comportamiento de las concentraciones

de contaminantes atmosféricos en un sitio en

Salamanca, Guanajuato.

Periférico Sur, No. 5000, Col. Insurgentes Cuicuilco, Del. Coyoacán, México, D.F. C.P. 04530. Tel. +52 (55) 54246400.

Fax. +52 (55) 54245404. www.inecc.gob.mx

INSTITUTO NACIONAL DE ECOLOGÍA Y CAMBIO

CLIMÁTICO

COORDINACIÓN GENERAL DE CONTAMINACIÓN Y

SALUD AMBIENTAL

2016

Evolución del comportamiento de las concentraciones de

contaminantes atmosféricos en un sitio en Salamanca, Guanajuato.

Diseño y formación

Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC)

Fotografía de la portada: María de la Luz Espinosa Fuentes Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT)

Av. Ejército Nacional 223. Col. Anáhuac. C.P. 11320. Delegación Miguel Hidalgo, Ciudad de México. http://www.gob.mx/semarnat

Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC)

Periférico Sur 5000. Col. Insurgentes Cuicuilco.

C.P. 04530. Delegación Coyoacán, Ciudad de México. http://www.inecc.gob.mx

Evolución del comportamiento de las concentraciones de contaminantes atmosféricos en un sitio en Salamanca, Guanajuato .

Coordinación General de Contaminación y Salud Ambiental

iv

DIRECTORIO

Dra. María Amparo Martínez Arroyo Directora General del Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático

Dr. J. Víctor Hugo Páramo Figueroa Coordinador General de Contaminación y Salud Ambiental

Dr. Arturo Gavilán García Director de Investigación para el Manejo Sustentable de Sustancias Químicas, Productos y Residuos

Ing. Sergio Zirath Hernández Villaseñor Director de Investigación sobre la Calidad del Aire y los Contaminantes Climáticos de Vida Corta

COORDINACIÓN

Dr. Arturo Gavilán García Director de Investigación para el Manejo Sustentable de Sustancias Químicas, Productos y Residuos

Ing. Sergio Zirath Hernández Villaseñor Director de Investigación sobre la Calidad del Aire y los Contaminantes Climáticos de Vida Corta

ELABORACIÓN

Dra. María de la Luz Espinosa Fuentes Coordinadora del Programa de Bioseguridad

M. en C. Abraham Ortínez Álvarez Subdirector de Economía Industrial

Met. Donaji Rocío García Archila Sexta Comunicación Nacional de Cambio Climático

Evolución del comportamiento de las concentraciones de contaminantes atmosféricos en un sitio en Salamanca, Guanajuato .


v

CONTENIDO

CONTENIDO.............................................................................................................................. V

1. INTRODUCCIÓN ................................................................................................................... 1

2. ANTECEDENTES ..................................................................................................................... 1

3. METODOLOGÍA ..................................................................................................................... 3

4. RESULTADOS......................................................................................................................... 7

5. CONCLUSIONES ...................................................................................................................40

6. ANEXOS ..............................................................................................................................43


Evolución del comportamiento de las concentraciones de contaminantes atmosféricos en un sitio en Salamanca, Guanajuato. 1

1. INTRODUCCIÓN

El desarrollo de grandes concentraciones industriales y urbanas en las últimas décadas ha situado a

la contaminación atmosférica como uno de los problemas más importantes de nuestra sociedad. Las

principales fuentes de contaminación atmosférica están constituidas por las emisiones derivadas de

las actividades de transporte, industriales, y generación doméstica de calor. En lo que respecta al

sector industrial, las centrales térmicas, la industria petroquímica y química, las industrias de l sector

metalúrgico, la industria alimentaria, papelera y del cemento son, sin lugar a dudas, las que presentan

una mayor contribución.

El monitoreo de los contaminantes atmosféricos es de vital importancia por su impacto en la salud de

la población y en los ecosistemas, por lo que es necesario contar con información oportuna y confiable

de la calidad del aire que permita evaluar el comportamiento de los contaminantes tanto en el espacio

como en el tiempo.

En este sentido, el análisis de las concentraciones de gases y partículas contaminantes, así como de

la meteorología de una zona determinada permite conocer el comportamiento de los contaminantes y

el impacto de las diferentes fuentes de emisión, lo cual es indispensable para la toma de decisiones

y para el desarrollo de políticas tendientes a prevenir y controlar la contaminación del aire .

2. ANTECEDENTES

La ciudad de Salamanca en el Estado de Guanajuato, históricamente ha sufrido de problemas de

calidad del aire, los cuales han sido relacionados con las actividades de la Refinería Ing. Antonio M.

Amor y de la Termoeléctrica de Salamanca. En este sentido, el gobierno del Estado de Guanajuato y

la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT) iniciaron las actividades del Plan

Salamanca, el cual incorpora diversas actividades por parte de las dependencias del Gobierno Federal

y de las autoridades estatales y municipales.



El monitoreo continuo de los contaminantes criterio y la evaluación de la calidad del aire en el Estado

de Guanajuato inició en el municipio de Salamanca en 1999, con la operación de la primera estación

equipada con sistemas de monitoreo atmosférico continuos en las instalaciones de la Cruz Roja. La

operación de la Red de Monitoreo Automático en el Estado de Guanajuato ha generado información

importante sobre el comportamiento de estos contaminantes así como su distribución espacio-

temporal.

Desde 2003 en Salamanca se comenzó con la implementación de acciones para mejorar la calidad

del aire a través del Programa para Mejorar la Calidad del Aire (Proaire) de Salamanca 2003-2006, el

cual surgió como una necesidad de proteger la salud de los hab itantes ante los altos niveles de

contaminación del aire que se registraron en la demarcación.

Actualmente, la red de monitoreo en Salamanca cuenta con tres estaciones: Cruz Roja, Nativitas y

DIF, las que por su ubicación son catalogadas de tipo residencial/urbano y las fuentes de emisión de

contaminantes que predominan en su entorno son fuentes fijas o industriales en el caso de las

estaciones Cruz Roja y Nativitas, y fuentes de área (p.e. restaurantes, tintorerías, bodegas, centros

comerciales, etc.) en el caso de la estación DIF.

La información generada por el sistema de monitoreo ha permitido, evaluar la calidad del aire, la

aplicación de normas y programas de reducción de contaminantes. Actualmente e l conocimiento de

las tendencias históricas de estos contaminantes, se ha convertido en una herramienta primordial

para los tomadores de decisión de los ámbitos federal y estatal, con el fin de generar políticas e

instrumentos ambientales ad-hoc para la gestión local y regional en pro del mejoramiento de la calidad

de vida de los habitantes del Estado de Guanajuato .



3. METODOLOGÍA

Entre las actividades establecidas por el Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático (INECC),

se realizó una descripción temporal y espacial del comportamiento de las concentraciones de

contaminantes atmosféricos y parámetros meteorológicos mediante un monitoreo continuo con

equipos ubicados en el Laboratorio Móvil del INECC durante el periodo comprendido del 5 de mayo al

28 de julio de 2016. Para dar cumplir con lo anterior, se instaló el laboratorio móvil (Figura 1) en un

punto fijo ubicado en el estacionamiento aledaño al Centro de Lectura “José Rojas Garcidueñas”

ubicado en Av. Leona Vicario 312, San Juan Chihuahua, 36744 Salamanca, Gto. (20.584613 N y -

101.205477 W) (Figura 2).

Figura 1. Laboratorio Móvil de Monitoreo del INECC



Figura 2. Ubicación del sitio de medición. Estacionamiento del edificio del Centro de Lectura

“José Rojas Garcidueñas”(Fuente;Google Earth)

En la figura 3 se observa el sitio de monitoreo y las industrias aledañas al mismo tales como la

Refinería Ing. Antonio M. Amor y la Central Termoeléctrica de Salamanca.

Figura 3. Imagen satelital de las zonas aledañas al sitio de medición en la ciudad de Salamanca,

Guanajuato (Fuente; Google Earth)



El laboratorio móvil del INECC cuenta con instrumentos (Figura 4)para realizar mediciones continuas

de parámetros meteorológicos y de contaminantes atmosféricos y (Tabla 1), incluyendo las mediciones

de hidrocarburos totales y partículas.

Tabla 1. Instrumentos de monitoreo de calidad del aire ubicados en el laboratorio móvil del INECC

EQUIPO DESCRIPCIÓN

AC32M-CNH3

Analizador dióxido de nitrógeno (NO2),

monóxido de nitrógeno (NO) y óxidos de nitrógeno (NOx).

CO12M Analizador monóxido de carbono (CO)

O342M Analizador de ozono (O3),

CNH3 Analizador de amoniaco (NH3)

HC51M

Analizador de metano (CH4),

hidrocarburos totales (HCT) e hidrocarburos no metánicos (HCNM)

MP101M Analizador de partículas (PM10 y

PM2.5),

H2PEM-100 Generador de hidrógeno

7000 Generador de aire cero

05103-45-L37 Sensor de velocidad de viento

05103-45-L37 Sensor de dirección de viento

HC2S3-L37 Sensor de temperatura y humedad

CMP6-L37 Sensor de radiación solar

CS106 Sensor de presión



Figura 4. Instrumentos de monitoreo continuo para contaminantes atmosféricos

En este informe se incluyen los siguientes resultados del comportamiento de las concentraciones

atmosféricas de contaminantes tales como: partículas (PM2.5), ozono (O3), dióxido de nitrógeno (NO2),

monóxido de nitrógeno (NO), óxidos de nitrógeno (NOx), amoniaco (NH3), metano (CH4),

hidrocarburos totales (HCT), hidrocarburos no metánicos (HCNM), monóxido de carbono (CO); así

como el análisis de datos meteorológicos como: radiación solar, temperatura, velocidad y dirección del

viento. Con la finalidad de observar los cambios en los perfiles de concentración de cada contaminante

en los distintos meses de muestreo, se realizaron series de tiempo considerando todos los datos

obtenidos durante el periodo de estudio. Para conocer el comportamiento de las concentraciones de

contaminantes por día de la semana durante los meses de monitoreo, se realizó el promedio de los

valores de cada hora por día por mes (ej. El promedio de los valores de las 10:00 am del día lunes

con los valores de esa hora de todos los lunes del mes). Para evaluar el transporte de la parcelas de

aire en la región de estudio se aplicó el modelo de la NOAA, HYSPLIT (Hybrid Single Particle

Lagrangian Integrated Trajectory Model)( http://www.arl.noaa.gov/index.php).



4. RESULTADOS

4.1 Descripción climatológica de la región

El clima es semicálido subhúmedo con lluvias en verano, de humedad baja en un 92.3% del territorio

del Municipio y el resto de la superficie es templada subhúmeda con lluvias en verano y de humedad

media. Éste último se encuentra localizado en la parte norte de la región (Fuente: Inafed).

Temperatura: La temperatura media anual en la región es de 19.3°C (Fuente: CONAGUA-

SMN). Las temperaturas máximas (32-33°C) se presentan durante los meses de abril a mayo;

las temperaturas mínimas (08°C) se observan de diciembre a febrero (Figura 4).

Figura 4. Temperatura promedio mensual en el período 1969-2009 (Fuente: Universidad de

Guanajuato).

Precipitación: La precipitación promedio anual acumulada en la región es de 712 mm

(Fuente: CONAGUA-SMN). Los meses más lluviosos son de junio a septiembre,

presentándose el máximo en julio; los meses menos lluviosos van de noviembre a abril,

registrándose el mínimo en marzo.



Figura 5. Precipitación total promedio (mm) para tres estaciones en Salamanca (Fuente: SMN)

Viento: Con base en la información de la red de monitoreo atmosférico, históricamente se ha

observado que la región de Salamanca presenta vientos predominantes del Noreste con una

mayor frecuencia de vientos de 2 a 4 m/s, seguido de vientos de 4 a 7 m/s (SEMARNAT y

Gobierno del Estado de Guanajuato).

Características meteorológicas: Debido a su ubicación geográfica, en verano el estado de

Guanajuato se ve influenciado por sistemas de bajas presiones, vaguadas y ciclones

tropicales que aportan humedad y el temporal de lluvias en la región. Durante los meses de

invierno, los sistemas frontales, la incursión de masas de aire frío, así como el establecimiento

de sistemas de alta presión, traen consigo poca humedad, frío y un periodo de sequía

prolongado para la región.



4.1.1 Descripción meteorológica durante el periodo de estudio (06/05/2016 al 28/07/2016)

En las tablas 2-4 se presenta la estadística básica de las variables meteorológicas.

Tabla 2. Estadística de las variables meteorológicas para el mes de mayo de 2016

Tabla 3. Estadística de las variables meteorológicas para el mes de junio de 2016

Tabla 4. Estadística de las variables meteorológicas para el mes de julio de 2016

RADIACIÓN

La radiación promedio diaria en Salamanca durante el periodo de registro se mantuvo entre

los 250-300 w/m2. La radiación promedio para el mes de mayo fue de 277 w/m2, para el mes

de junio de 265 w/m2 y para julio de 237 w/m2. La radiación máxima reportada fue de 1101

w/m2 el 05 de junio (Tabla 4). La radiación mínima promedio estuvo entre 150-200 w/m2 el 15

de mayo y del 02-03 de julio (Figura 6).



Figura 6. Promedio diario de radiación durante los meses de monitoreo

TEMPERATURA

La temperatura promedio en mayo fue de 24.8°C, la máxima de 35.1°C (25 de mayo) y la

mínima de 16.2 °C (15 de mayo). Comparado con las normales climatológicas, la máxima de

éste mes se observa 2°C por arriba de la normal y la mínima 1°C por arriba de la normal.

Para el mes de junio, la temperatura promedio fue de 22.7°C, la máxima de 31.7°C (08 de

junio) y la mínima de 15.1°C (04 de junio).

Para el mes de julio, la temperatura promedio fue de 22°C, la máxima de 29.6°C y la mínima

de 15°C. De acuerdo a las normales climatológicas, la temperatura máxima y la mínima

estuvieron ligeramente por debajo de la normal (<1°C). (Figura 7).



Figura 7. Promedio diario de temperatura durante los meses de monitoreo

PRECIPITACIÓN

Con datos de los reportes de lluvia diaria del SMN para los meses de junio y julio se obtuvo la

tabla 5, con base en mapas de precipitación diaria acumulada. Sólo en los casos en que el

máximo de precipitación del estado se reportó en la región de Salamanca se pudo obtener el

valor numérico de precipitación.



Tabla 5. Días de precipitación durante el tiempo de estudio (Fuente: SMN)

DÍA MAYO/LLOVIÓ JUNIO/LLOVIÓ JULIO/LLOVIÓ

1 ND SI SI

2 ND SI NO

3 ND SI SI

4 ND NO SI

5 ND NO SI

6 ND NO SI

7 ND NO SI

8 ND SI NO

9 ND NO NO

10 ND NO NO

11 ND SI SI

12 ND SI SI

13 ND 38.5 mm SI

14 ND SI SI

15 ND SI SI

16 ND NO SI

17 ND NO SI

18 ND NO NO

19 ND NO NO

20 ND NO NO

21 ND NO SI

22 ND NO SI

23 ND NO SI

24 ND SI 21.5 mm

25 ND SI NO

26 ND 12.5 mm NO

27 ND SI SI

28 ND NO SI

29 ND NO SI

30 SÍ 8.2 mm ND

31 ND ND



HUMEDAD RELATIVA

En la figura 8 se puede observar que durante el periodo de estudio, el mes de mayo muestra

los valores mínimos de humedad relativa y se observa cómo los valores van aumentando de

junio a julio. Estos últimos meses coinciden con la época de lluvias máximas para la región.

El promedio mensual de humedad relativa para el mes de mayo fue 42%, para el mes de

junio del 56% y para el mes de julio de 68%.

Figura 8. Promedio diario de humedad relativa durante los meses de monitoreo

VELOCIDAD DEL VIENTO

El promedio de la velocidad del viento para el mes de mayo fue de 1.2 m/s, en junio de 1.3

m/s y en julio de 1 m/s. La variación mensual promedio en la velocidad del viento no muestra

gran diferencia entre los tres meses de estudio (Figura 9)



Figura 9. Promedio diario de la velocidad del viento durante los meses de monitoreo

.

DIRECCIÓN DEL VIENTO

La dirección del viento del 06-10 de mayo, predominó del SO; del 11-15 de mayo, predominó

del SE; del 16-23 de mayo, predominó del SO; del 24 de mayo al 01 de junio, predominó del

SE; del 08-09 de junio, predominó del SO. Los vientos del NE, predominaron el 8 de mayo, 2,

4, 18-21 y 28 de junio, así como el 17 y 18 de julio (Figura 10).

Figura 10. Promedio diario de la dirección del viento durante los meses de monitoreo



4.2 Características de uso de suelo

En la región se practica la agricultura intensa, siendo la parte al norte de la ciudad de Salamanca

potencialmente de agricultura de riego anual semipermanente. Al sur de la misma, de agricultura de

temporal (Fuente: Inafed).

Entre los principales usos del suelo, se distingue la zona industrial al norte y oriente de Salamanca; la

zona del Centro Histórico, que oferta servicios básicos y medios; y el gran sector habi tacional, ubicado

al norte y sur del Río Lerma (Fuente: Inafed).

4.3. Descripción de la variación temporal de contaminantes

4.3.1 Ozono (O3)

El ozono es un contaminante secundario resultado de un proceso fotoquímico que involucra

reacciones entre los NOx, COVs y el O2 en presencia de radiación solar. En la figura 11 se muestra el

perfil de la serie de tiempo de las concentraciones de O3 durante el muestreo, en este periodo la

concentración máxima fue de 164 ppb, y el promedio general de 59.6 ppb. Las concentraciones

máximas de O3 se observaron durante mayo y en la primera quincena de junio alcanzando

concentraciones mayores a 100 ppb; durante la segunda quincena de junio y julio , los valores

disminuyeron de manera considerable al inicio del periodo de lluvias.

Figura 11. Perfil de concentración de O3 durante el periodo de Mayo a Julio del 2016



El patrón de concentración promedio de O3 por día de la semana muestra que durante mayo las

concentraciones mayores se observaron entre las 13 y 18 hrs. en los 7 días, alcanzando valores por

arriba de 120 ppb. En junio, las concentraciones mayores (>100 ppb) se presentaron el jueves, viernes

y sábado y la más baja el domingo (80 ppb). Durante julio, las concentraciones de O3 fueron menores

a las registradas en los meses anteriores, sin embargo sobresale la concentración del día domingo

alcanzando hasta los 140 ppb (Figura 12). Para este sitio se considera que los fines de semana se

muestra una baja en las concentraciones sin embargo Mayo y Junio se observa un aumento el fin de

semana,

Figura 12. Perfil semanal de las concentraciones promedio de O3 A) mayo, B) junio y C) julio del 2016

4.3.2. Óxido de Nitrógeno (NOx)

Los óxidos de nitrógeno se forman por la combinación del dióxido de nitrógeno y óxido nítrico. Éstos

son liberados al aire por el escape de vehículos motorizados, la combustión del carbón, petróleo o gas

natural; los NOx se forman a través de reacciones fotoquímicas, contaminantes secundarios, como el

smog fotoquímico.



El perfil de la serie de tiempo de las concentraciones de NOx durante el muestreo indica que durante

mayo se presentaron los valores más elevados alcanzando 219 ppb, en junio los valores fueron más

bajos presentando una concentración mínima de 5 ppb, en julio las concentraciones vuelven a

aumentar con picos de hasta 150 ppb. El promedio general fue de 34.9 ppb. (Figura 13).

Figura 13. Perfil de concentración de NOx durante el periodo de Mayo a Julio del 2016

La figura 14 muestra la serie de tiempo de NOx por día de la semana y mes, en la cual se observa

que durante mayo los picos de mayor concentración se registran de lunes a jueves disminuyendo

hacia el fin de semana, en junio este patrón se observó de martes a viernes y en julio de lunes a

viernes alcanzando valores cercanos a 140 ppb; el perfil diurno indica que las concentraciones más

altas de este contaminante se presentan entre las 7 y 10 de la mañana.

4.3.3. Dióxido de Nitrógeno (NO2)

El bióxido de nitrógeno (NO2) se deriva de los procesos de combustión, siendo ésta la fuente principal

de su emisión a la atmósfera, por lo cual puede considerarse como un trazador de fuentes de

combustión a altas temperaturas. Su importancia en la química troposférica radica en que este

compuesto junto con los compuestos orgánicos volátiles son precursores de ozono troposférico.



La serie de tiempo de NO2 (Figura 15) muestra que las mayores concentraciones de este contaminante

se presentaron en mayo y julio alcanzando valores de 69 a 73 ppb, los valores más bajos se

observaron en junio (3 a 47 ppb).

Figura 14. Perfil semanal de las concentraciones promedio de NOx A) mayo, B) junio y C) julio del

2016.

Figura 15. Perfil de concentración de NO2 durante el periodo de Mayo a Julio del 2016



La figura 16 muestra la serie de tiempo de las concentraciones promedio de NO2 por día de la semana

y mes, en la cual se observa de manera general que las mayores concentraciones se presentan de

miércoles a viernes disminuyendo hacia el fin de semana. Durante julio se registran los valores más

altos de NO2 (> 40 ppb) durante éste periodo de días. El perfil diurno indica que las concentraciones

más altas de este contaminante se presentan entre las 6 y 10 de la mañana.

Figura 16. Perfil semanal de las concentraciones promedio de NO2 A) mayo, B) junio y C) julio del 2016 .

4.3.4. Monóxido de Nitrógeno (NO)

La serie de tiempo de NO muestra que las concentraciones más altas se presentaron durante mayo

alcanzando picos de 184 ppb, en junio los valores disminuyeron teniendo un máximo de 121 ppb en

tanto que en julio se alcanzaron picos de 160 ppb (Figura 17).



El comportamiento diurno de NO muestra que de lunes a viernes los valores son más altos que los del

fin de semana alcanzando concentraciones por arriba de 100 ppb principalmente durante julio. Los

picos de mayor concentración se presentan entre las 7 y 9 de la mañana (Figura 18).

Figura 17. Perfil de concentración de NO durante el periodo de Mayo a Julio del 2016

Figura 18. Perfil semanal de las concentraciones promedio de NO A) mayo, B) junio y C) julio del

2016 .



4.3.5. Monóxido de Carbono (CO)

El monóxido de carbono (CO), es un gas inodoro e incoloro que se produce por la combustión

incompleta de compuestos de carbono, por lo anterior se le puede considerar como un trazador de

fuentes móviles (automotores) y fuentes industriales de combustión en menor escala, algunas fuentes

naturales de emisión de monóxido de carbono incluyen incendios forestales . La figura 19 muestra la

tendencia de las concentraciones de CO durante el periodo de medición. La serie de tiempo de CO

indica que junio fue el mes con las concentraciones más elevadas alcanzando valores arriba de 2.5

ppm en tanto que julio presento los valores más bajos.

En lo que respecta al perfil diurno por día de la semana, el CO presenta concentraciones por arriba de

1.5 ppm de lunes a viernes principalmente entre las 6 y 10 de la mañana, cabe destacar que en fin de

semana se presenta un pico de hasta 2.5 ppm entre las 9 y 11 de la noche (Figura 20).

Figura 19. Perfil de concentración de CO durante el periodo de Mayo a Julio del 2016



Figura 20. Perfil semanal de las concentraciones promedio de CO A) mayo, B) junio y C) julio del 2016.

4.3.6. Metano (CH4)

Las emisiones de metano resultantes de la actividad humana son una de las principales causas del

cambio climático. El metano es un precursor del ozono troposférico, un poderoso gas de efecto

invernadero y contaminante del aire. De manera general, durante el periodo de estudio las

concentraciones de este contaminante se mantuvieron entre 0.05 a 0.2 ppm. Se alcanzaron algunos

picos de hasta 0.7 ppm (Figura 21).

El perfil diurno por semana muestra que las concentraciones de CH4 se mantuvieron similares ~ 0.2

ppm de martes a viernes principalmente durante mayo y julio. En junio, el patrón de comportamiento

es similar pero con valores menores. Cabe destacar que en julio las concentraciones del sábado y

domingo se mantuvieron entre 0.25 a 0.3 ppm (Figura 22).



Figura 21. Perfil de concentración de CH4 durante el periodo de Mayo a Julio del 2016

Figura 22. Perfil semanal de las concentraciones promedio de CH4 A) mayo, B) junio y C) julio del 2016.



4.3.7. Hidrocarburos Totales (HCT) e Hidrocarburos no metánicos (HCNM)

Los hidrocarburos son sustancias químicas producidas en la naturaleza que están formadas por

carbono e hidrógeno, estos átomos se disponen en una gran variedad de formas dando así origen a

varios tipos de hidrocarburos siendo los principales el petróleo y el gas natural. Algunos hidrocarburos

se encuentran en estado gaseoso; estos pasan a la atmósfera contaminando el aire . Este fenómeno

también ocurre por las emisiones que se producen tras la combustión de los hidrocarburos en diversas

máquinas y motores como los de los vehículos.

La serie de tiempo de las concentraciones de hidrocarburos totales muestra que este contaminante

de manera general se mantuvo constante con valores entre 1.2 y 1.5 ppm, se observaron algunos

picos de mayor concentración los cuales oscilaron entre 1.8 y 2 ppm distribuidos en los tres meses de

muestreo (Figura 23).

El perfil de HCT por día de la semana-mes muestra una variación muy pequeña entre los días, la figura

24 muestra que las concentraciones máximas se dan entre las 6 y 10 de la mañana disminuyendo

hacia la tarde-noche y aumentando nuevamente hacia la madrugada. De manera general los valores

se mantuvieron entre 1.2 a 1.6 ppm.

Los hidrocarburos no metánicos presentaron un patrón de concentraciones muy homogéneo, los

valores oscilaron entre 1.1 y 1.4 ppm durante todo el tiempo de muestreo. En cuanto a su

comportamiento semanal, las concentraciones fueron consistentes a lo largo de la semana,

observándose los picos máximos entre las 6 y 10 de la mañana (Figuras 25 y 26).



Figura 23. Perfil de concentración de HCT durante el periodo de Mayo a Julio del 2016

Figura 24. Perfil semanal de las concentraciones promedio de HCT A) mayo, B) junio y C) julio del 2016.



Figura 25. Perfil de concentración de HCNM durante el periodo de Mayo a Julio del 2016

Figura 26. Perfil semanal de las concentraciones promedio de HCNM A) mayo, B) junio y C) julio del 2016.



4.3.8. Amoniaco (NH3)

El amoniaco tiene un uso como fertilizante aumentando los niveles de nitrógeno del suelo , este

compuesto ayuda a incrementar el rendimiento de los cultivos como el maíz y el trigo. La serie de

tiempo de NH3 muestra que este contaminante se mantuvo entre 20 y 250 ppb, los valores máximos

se observaron en mayo y julio con picos mayores a 150 ppb (Figura 27).

El comportamiento por día de la semana de NH3 muestra los valores más altos de lunes a viernes

disminuyendo hacia el sábado y domingo, el patrón fue similar en los tres meses de muestreo (Figura

28).

4.3.9. Partículas suspendidas (PM2.5)

Los procesos de combustión siempre emiten partículas sólidas o líquidas que permanecen

suspendidas en la atmósfera por periodos variables de tiempo . Éstos comprenden: gases, humo, polvo

y aerosoles. Los efectos de esas partículas en la salud dependen de su tamaño y concentración.

Por su origen, las partículas pueden definirse como: 1) primarias, que son aquellas producidas

directamente por alguna fuente contaminante, o 2) secundarias, que se forman en la atmósfera, como

resultado de la interacción química entre gases y las partículas primarias. Así mismo, pueden tener un

origen natural y también antropogénico. Las PM2.5 están formadas primordialmente por gases y por

materiales provenientes de la combustión.

En la figura 29 se muestra la serie de tiempo de PM2.5. Las concentraciones obtenidas se mantuvieron

en un intervalo entre 5 y 35 µg/m3. Los valores máximos oscilaron entre 20 y 90 µg/m3.

Los perfiles semanales muestran que de lunes a viernes la concentración es mayor principalmente a

medio día. Durante mayo y junio los picos máximos estuvieron entre 30 y 40 µg/m3 en tanto que en

julio se observó un incremento en los valores con picos de 30 hasta 70 µg/m3 (Figura 30).



Figura 27. Perfil de concentración de NH3 durante el periodo de Mayo a Julio del 2016

Figura 28. Perfil semanal de las concentraciones promedio de NH3 A) mayo, B) junio y C) julio del

2016



Figura 29. Perfil de concentración de PM2.5 durante el periodo de Mayo a Julio del 2016

Figura 30. Perfil semanal de las concentraciones promedio de PM2.5 A) mayo, B) junio y C) julio del

2016



4.4. Rosas de viento

En la (Figura 31) podemos observar la frecuencia de la dirección del viento en mayo (A), junio (B) y

julio (C). De manera general se observa que durante los tres meses de monitoreo la dirección del

viento predominante fue del este y noreste, el segundo más frecuente se observa del suroeste y en

menor medida dirección noroeste.

(A) (B)

(C)

Figura 31. Frecuencia de la dirección del viento en mayo (A), junio (B) y julio (C) del 2016



4.5. Gráficos bipolares de concentración de contaminantes y variables meteorológicas para

el periodo de Mayo a Julio de 2016

El gráfico de ozono (Figura 32) muestra que la mayor concentración del contaminante (100-110 ppb)

se asocia con un viento predominante del Noroeste a 2 m/s. De acuerdo a la colorimetría también se

observa la presencia de O3 con velocidades de viento de 2 a 6 m/s predominantemente del Suroeste.

Figura 32 Grafica bipolar de concentración de ozono, velocidad y dirección

La concentración promedio más alta de NOx (Figura 33)se observó sobre el sitio de muestreo a

velocidades de viento entre 0 y 1.5 m/s y con dirección predominante del Noroeste. En la periferia con

vientos mayores a 2 m/s la concentración fue menor (25 ppb). Existe un patrón muy claro de que el

ozono observado en el laboratorio móvil del INECC, proviene de las zona de Irapuato, Silao.



Figura 33 Grafica bipolar de concentración de NOx, velocidad y dirección

La mayor concentración de NO2 (Figura 34) está asociada a vientos débiles (menores a 2 m/s) de

componente Noroeste, Suroeste y Sureste. Cuando los vientos son más intensos las mayores

concentraciones se asocian a un viento que proviene del Este.

Figura 34 Grafica bipolar de concentración de NO2, velocidad y dirección



La grafica de dispersión de NO (Figura 35) muestra la mayor concentración con velocidades entre 0 y

2 m/s y en dirección Noroeste, con mayores velocidades de viento la concentración se mantiene entre

5 y 10 ppb en toda la periferia.

Figura 35 Grafica bipolar de concentración de NO, velocidad y dirección

La grafica del CO (Figura 36) muestra que la mayor concentración está asociada a vientos fuertes (4-

6 m/s) de componente Este, cuando los vientos son más débiles las concentraciones so n menores y

se asocian con vientos del Suroeste y Noroeste.

Figura 36 Grafica bipolar de concentración de CO, velocidad y dirección



El metano CH4(Figura 37) presenta las concentraciones más altas con vientos predominantes del

Sureste en tanto que, con vientos de componente Noroeste y Suroeste las concentraciones son

menores.

Figura 37 Grafica bipolar de concentración de CH4, velocidad y dirección

La gráfica de HCT (Figura 38) muestra que las concentraciones mayores se asocian con vientos

provenientes del Este-Sureste con velocidades de 0 a 6 m/s. Con vientos del Noroeste y Suroeste y

velocidades más débiles la concentración disminuye.



Figura 38 Grafica bipolar de concentración de HCT, velocidad y dirección

La grafica de HCNM (Figura 39) muestra altas concentraciones del contaminante en toda la periferia

del sitio de monitoreo, los valores máximos se asocian a vientos del Este con velocidades de entre 4

y 5 m/s. Con vientos débiles (1 a 2 m/s) y de componente Noroeste también se observan altas

concentraciones de HCNM.

Figura 39 Grafica bipolar de concentración de HCNM, velocidad y dirección



El gráfico del NH3 (Figura 40) muestra que la mayor concentración de este contaminante se genera

en una zona cercana al sitio de monitoreo. El viento predominante para su dispersión fue del Noroeste

con velocidad de 0 a 2 m/s. En esa dirección y a 0.5 km se ubica un campo de cultivo por lo que, de

acuerdo con la trayectoria del viento predominante , se podría considerar a este sitio como el principal

contribuyente a las altas concentraciones de amoniaco.

Figura 40 Grafica bipolar de concentración de NH3, velocidad y dirección

El grafico de PM2.5 muestra que las mayores concentraciones se asocian a velocidades de viento bajas

provenientes de diversas direcciones.



Figura 38 Grafica bipolar de concentración de PM2.5, velocidad y dirección

4.4. Modelo HYSPLIT

Mediante el uso del modelo HYSPLIT (Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory Model)

se realizaron simulaciones de parcelas liberadas para eventos de alta concentración, con la finalidad

de observar el desplazamiento de las parcelas provenientes de la refinería Ing. Antonio M. Amor, con

el objetivo de establecer los patrones de transporte y probable depósito de emisiones de partículas y

gases en superficie. Las figuras 39, 40, 41, 42 y 43 muestran el transporte de las parcelas liberadas

para los días 26 y 27 de Mayo del 2016, en la cuales se observa su desplazamiento en dirección Norte

y Noreste de la ubicación de la refinería. Las simulaciones muestran los isógramas de concentración

probable, observándose las de mayor concentración al punto más cercano las liberaciones. Para estas

simulaciones se observa que en todos los escenarios el impacto por niveles altos de concentración

en la población cercana puede ser importante dependiendo de la cantidad de masa liberada en los

procesos.Los vientos registrados por el laboratorio móvil del INECC se acoplan a las simulaciones

con trayectorias Este-Noreste y Este-Sureste, zona donde se ubica la Refinería Ing. Antonio M. Amor

y la Central Termoeléctrica de Salamanca por lo que se puede asumir que las altas concentraciones

específicamente para HCT registrados en el sitio de monitoreo muestran un concordancia las

simulaciones y la relación concentración, viento y dirección como los muestra la gráfica con las de

estos complejos industriales.



El modelo sólo plantea liberación de parcelas ó puffs para las fuentes, ya que para evaluar la

dispersión por punto de emisión se necesitan conocer con detalle las emisiones de las principales

chimeneas de las refinería y las central, con las simulaciones obtenidas se recomienda realizar

simulaciones continuas y punto de liberación para establecer el transporte e impacto de

contaminantes (principalmente hidrocarburos) en la ciudad de Salamanca.

Figura 39. Emisión de partículas y gases a las 21 UTC del 26 de Mayo del 2016





5. CONCLUSIONES

Los resultados obtenidos del análisis semanal de las concentraciones de óxidos de nitrógeno,

monóxido de carbono y ozono indican un comportamiento asociado a las actividades

antropogénicas como son el transporte y la movilidad al registrar altas concentraciones en

días laborables y una marcada disminución en fin de semana, para el periodo se observa que

el ozono enriquecido es de transporte de zonas cercanas como Irapuato, Silao entre otras .

Los máximos diarios de ozono durante el periodo de estudio fueron superiores a 100 ppb,

valor que se encuentran por arriba del límite permisible para este contaminante.

De acuerdo a la dirección del viento predominante durante el periodo de monitoreo (Este-

Sureste), se considera que las altas concentraciones y dispersión de CH4, HCT y HCNM

provienen de la zona donde se ubica la Refinería Ing. Antonio M. Amor, la Central

Termoeléctrica y la planta de tratamiento de aguas residuales, por lo que se puede considerar

que la fuente de emisión de estos contaminantes se localiza dentro de ese complejo industrial.



La mayor concentración monóxido de carbono se relacionó con el patrón de vientos

provenientes de la zona donde se localizan la Refinería Ing. Antonio M. Amor y la Central

Termoeléctrica de Salamanca, sin embargo las aportaciones vehiculares se observan en el

perfil semanal y muestran un patrón consistente con la actividades vehicular, los máximos

observados de CO no corresponden a un patrón vehicular ya que se observan en altas horas

de la noche y fines de semana.

No se observaron concentraciones de PM2.5 fuera de la norma y se mantuvo en un intervalo

entre 5 y 35 µg/m3 a lo largo del periodo de evaluación en el sitio del INECC. Las mayores

contribuciones de partículas, se observan locales y con ligeras contribuciones radiales de toda

la zona alrededor del sitio del INECC.

La mayor concentración de NH3 se observó en una zona cercana al sitio de monitoreo, y dado

que la dirección del viento predominante proviene del Noroeste, se estima que la fuente

principal de este contaminante es un campo de cultivo ubicado a 0.5 km del sitio donde se

ubicó el laboratorio móvil.

Mediante el uso del modelo HYSPLIT (Hybrid Single Particle Lagrangian Integrated Trajectory

Model) se realizaron simulaciones de parcelas a fin de establecer los patrones de transporte

y el probable depósito de emisiones de contaminantes en superficie. Las simulaciones

muestran que el impacto en la población cercana en radios de 500 a 800 metros de los puntos

más importantes de emisión o liberación (Chimeneas ó desfogues) pueden ser importantes

dependiendo de la cantidad de contaminantes liberado, principalmente los que provienen de

la refinería Ing. Antonio M. Amor. donde se pueden tener una diversidad de sustancias y

emisiones de los procesos de combustión.

Es importante destacar que en la zona industrial de Salamanca, además de la refinería y la

Central Termoeléctrica de CFE, existen industrias menores que también pueden estar

aportando contaminantes al entorno. Sin embargo, el modelo sólo plantea la liberación de

parcelas para determinados sitios, por lo que es necesario realizar simulaciones más

puntuales por fuente o puntos de liberación para establecer el transporte e impacto de estas

industrias en la ciudad de Salamanca.



BIBLIOGRAFÍA

Gobierno del Estado de Guanajuato y Protección Civil de Guanajuato, 2016. Atlas estatal de riesgos: fenómenos hidrometeorológicos. http://seguridad.guanajuato.gob.mx/proteccion-

civil/atlas-de-riesgos/#.WJOrXlPhC71. SEMARNAT y Gobierno del Estado de Guanajuato. Programa de Gestión para mejorar la

calidad del aire de Salamanca, Celaya e Irapuato. 2013-2022 CONAGUA-SMN. Climatología: Información Climatológica para la región de Salamanca,

Guanajuato (1951-2010). http://smn.cna.gob.mx/es/informacion-climatologica-ver-estado?estado=gto

CONAGUA-SMN. Reporte del clima en México. Mayo 2016. Año 6, Número 5. CONAGUA-SMN. Reporte del clima en México. Junio 2016. Año 6, Número 6.

CONAGUA-SMN. Reporte del clima en México. Julio 2016. Año 6, Número 7.

Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) y Estado de Guanajuato. Proyecto: Autopista Salamanca-León.

Página de la Universidad de Guanajuato: http://www.ccaug.ugto.mx/Temp_Salamanca.html

Inafed: http://www.inafed.gob.mx/work/enciclopedia/EMM11guanajuato/municipios/11027a.html

http://seguridad.guanajuato.gob.mx/proteccion-civil/atlas-de-riesgos/#.WJOrXlPhC71

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http://smn.cna.gob.mx/es/informacion-climatologica-ver-estado?estado=gto

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http://www.inafed.gob.mx/work/enciclopedia/EMM11guanajuato/municipios/11027a.html



6. ANEXOS

En esta sección se presentan de manera gráfica los resultados del monitoreo de COVs los cuales

como se mencionó en la metodología, el muestreo fue de forma intermitente por lo que no se consideró

para el diagnóstico de la calidad del aire de la ciudad de Salamanca.

evolución del comportamiento de las concentraciones de ... · para los tomadores de decisión de...

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