Evaluación de herramientas de control de la contaminación por material particulado en ciudades del Sur de Chile

Abstract

planes de descontaminación atmosférica (PDA) aplicados en 18 ciudades del sur de Chile, siendo estas Rancagua, Rengo, San Fernando, Curicó, Talca, Chillán y Chillan Viejo, Los Ángeles, Concepción, Coronel, Chiguayante, Talcahuano, Temuco y Padre Las Casas, Valdivia, Osorno, Coyhaique y como casos excepcionales Puerto Montt y Punta Arenas. Se seleccionaron estas ciudades debido a los altos índices de contaminación por material particulado (MP) presentados en los últimos años y la reciente puesta en marcha de los PDA desde el año 2005 al 2016. Para establecer este objetivo, se realizó una búsqueda sistemática de información, donde se utilizaron operadores de búsqueda, palabras claves y criterios para evaluar la información en relación a los PDA y calidad del aire. De esta manera se seleccionaron sitios de instituciones gubernamentales tales como la Biblioteca Nacional del Congreso (BNC), Sistema de Información Nacional de Calidad de aire (SINCA), Ministerio del Medio Ambiente (MMA) y Registro de Emisiones y Transferencia de contaminantes (RETC) entre otros. Con esta información, se realiza un análisis temporal de la formulación de los PDA y la instauración del recambio de calefactores como medida cuantificable, comparando las metas establecidas en PDA con los avances a la actualidad en esta materia. Así, para ver la efectividad de estas se utiliza la entrada en vigencia de los PDA y la instauración del recambio de calefactores en las ciudades en estudio, comparando los escenarios con las medidas y PDA versus sin ellas. En ambos escenarios, se analizan el comportamiento de las concentraciones de material particulado, el número de días y horas sobre norma y el de episodios críticos, siendo estos los índices de evaluación de los PDA. Se analizaron las emisiones de material particulado por la combustión de leña domiciliaria, su variación en el periodo en estudio y la influencia de las variables meteorológicas sobre el material particulado a partir de un análisis de correlación de variables, estudiando con un análisis de tendencia lineal la variabilidad que esta ha presentado en el periodo de estudio. Cada uno de los análisis fueron realizados por medio de los programas Excel y R, haciendo uso del paquete Openair. Los resultados obtenidos permiten establecer que la entrada en vigencia de la norma primaria de calidad de aire para MP2,5, resulta un hito en los avances referidos al monitoreo y regulación de la contaminación en las ciudades del sur del Chile, A partir del año 20125 ciudades han sido declaradas como zona saturada por MP10 y 6 por MP2,5, entrando en vigencia 5 nuevos POA (Valle del Libertador Bernardo O'Higgins, Talca, Chillán y Chillán Viejo, Osorno y Coyhaique) y actualizándose el PDA de Temuco y Padre Las Casas por el cumplimiento de la mitad del periodo de aplicación. En cuanto al recambio de calefactores ciudades con PDAs más antiguos son las de mayores avances, como Temuco con un 42% en relación a la meta inicial pero sólo un 19% con la nueva meta establecida en la actualización del POA. Aun así, las metas fijadas en los POA son bajas, donde Osorno, Valdivia y Coyhaique son las ciudades que aspiran a recambiar un 50% del parque actual, siendo las más altas, destacando Coyhaique que alcanza un 35% del recambio realizado. Las emisiones de MP por consumo de leña aumentan año a año, pero no de forma significativa, por lo que no es posible observar el efecto de las medidas en ellas. En cuanto a los índices de evaluación de los POA, para evaluar las normas diarias y anuales prima la falta de datos o validez para estimarla superación de las normas. En los casos que se puede ver a lo largo del tiempo como varía, las normas están superadas en los periodos sin y con POA, exceptuándose Rengo, San Fernando Talcahuano, Coronel, Concepción, Chiguayante, Puerto Montt y Punta Arenas para MP1Q y para MP2,5 sólo Coronel, Chiguayante y Punta Arenas. Para los días sobre normas y episodios críticos se observa una disminución año a año para la mayoría de las ciudades para MP1Q a excepción de Chillán, Los Ángeles, Valdivia, Osorno y Coyhaique. En el caso de MP2,5 Rancagua, Curicó y Temuco presentan una disminución de episodios críticos año a año, pero aun así todas las ciudades donde se monitorea MP2,5 (excepto Rengo, San Fernando, ciudades del Gran Concepción y Punta Arenas) presentan más de 50 días sobre norma y más de 30 días de episodios críticos. Finalmente, en el análisis para cada ciudad destacan los progresos en cuanto a MP10, donde las tendencias lineales van a la baja para 9 ciudades. entre las significativa mente estadísticas que aumentan son Los Ángeles, Chiguayante y Valdivia, el no presentan tendencia significativa. Para MP2,5, las ciudades con significancia estadística que presentan tendencias positivas son Chillán, Valdivia y Coyhaique, mientras que las negativas son Rancagua, Curicó, Temuco, Osorno y Puerto Montt.

The current work seeks to demonstrate the effectiveness of the atmospheric decontamination plans (PDA in spanish) applied in 18 cities in southern Chile. The cities included Rancagua, Rengo, San Fernando, Curicó, Talca, Chillan and Chillan Viejo, Los Angeles, Concepción, Coronel, Chiguayante, Talcahuano, Temuco and Padre Las Casas, Valdivia, Osorno, Coyhaique, in addition to Puerto Montt and Punta Arenas, which are treated as exceptional cases. These cities were selected because of their high rates of atmospheric particulate matter pollution (PM, or MP in spanish) measured in recent years and the recent implementation of the PDAs from 2005 to 2016. A systematic search of information was performed, using specific search operators, keywords and criteria to evaluate the information regarding PDAs and air quality. Databases were selected from government institutions such as the National Library of Congress (BNC), the National Air Quality Information System (SINCA), the Ministry of the Environment (MMA) and the Register of Emissions and Transfer of Pollutants (RETC), among others. With this information, a temporal analysis was performed, regarding the PDAs formulation which included the woodstove changeout program as a quantifiable measure, to compare the initial goals established in the PDAs with the current state-of-the-problem. Thus, the implementation ofthe PDAs and the woodstove changeout in the cities studied were used as a reference point to compare scenarios before and after the PDAs. In both cases, the PM concentrations were analysed, along with the number of days and hours over the national air quality standard and the number of critical PM concentration episodes. These measures served as the criteria for evaluation of the PDAs. The emission of PM by firewood combustion was evaluated in the same time period and the influence of the meteorological variables on PM were evaluated using a correlation analysis of variables and a linear trend analysis. Both were performed using Excel and R software packages, using the Openair package in R. The results obtained allowed us to establish that the implementation of the primary air quality standard for PM2.5 represents a significant point in the improvement of the monitoring and regulation of atmospheric pollution in the cities of southern Chile. As of 2012, 5 cities have been declared as PM10 saturated zones and 6 as PM2.5 saturated zones. The latter includes 5 new PDAs being implemented (Libertador Bernardo O'Higgins Valley, Talca, Chillán and Chillán Viejo, Osorno and Coyhaique) and one updated PDA (Temuco and Padre Las Casas). As for the woodstove changeout program, cities with older PDAs showed the greatest improvement, such as Temuco with 42% in relation to the initial target but only 19% considering the new objective established in the updated PDA. However, the objectives established as part ofthe PDAs are generally low, with a few cities (Osorno, Valdivia and Coyhaique) aiming to replace up to 50% of their current woodstoves, and Coyhaique currently reaching 35% of the changeout. PM emissions from wood consumption increased year by year, but it was not statistically significantly, therefore it was not possible to observe the effect of the control measures on them. The evaluation indices of the PDAs were affected in several cities by the low quality or lack of data. Therefore, it was impossible to correctly estimate the number of days exceeding the national standards. In cities where it was posiible to evaluate them, the standards were exceeded in both scenarios without and with PDAs, except for Rengo, San Fernando Talcahuano, Coronel, Concepción, Chiguayante, Puerto Montt and Punta Arenas for PM1 O and Coronel, Chiguayante and Punta Arenas for PM2,5. The number of days exceeding the national standard, and the number of critical PM10 concentration episodes decreased year-by-year for most of the cities studied, except for Chillán, Los Angeles, Valdivia, Osorno and Coyhaique. In the case of PMMP2.5 Rancagua, Curicó and Temuco showed a decrease of critical episodes yearby- year. However, all the cities where PM2.5 was monitored (except Rengo, San Fernando, Gran Concepción and Punta Arenas) showed more than 50 days above norm and more than 30 days of critical episodes. Finally, a time trend analysis showed a decrease in in PM10 for 9 cities. While other cities such as Los Angeles, Chiguayante and Valdivia showed an increase but it was not statistically significant. For PM2.5, Chillán, Valdivia and Coyhaique showed a significant increase, while Rancagua, Curicó, Temuco, Osorno and Puerto Montt showed a significant decrease in the PM2.5 concentrations.