Cuando se disponen de factores de emisión (Tabla 1.2) y niveles de actividad de la fuente, la emisión se estima mediante la expresión:
Emisión = Nivel de Actividad x Factor de Emisión Específico Ecuación 1.1
Para la mayoría de los contaminantes, la mayor fuente de emisión es el consumo de combustibles. Luego, la recopilación y análisis de datos de ventas de combustible es una parte significativa del procesamiento de la información para construir el inventario de emisiones. Un aspecto relevante es el análisis de combustibles que se almacenan, como es el caso de carbón y madera, donde las ventas no están necesariamente equiparadas temporalmente con los consumos. En el caso de los combustibles del transporte puede haber diferencias geográficas significativas entre el punto de distribución y donde se utiliza; el ejemplo típico son los puertos y aeropuertos.
En cuanto sea posible, se deberían emplear factores de emisión medidos localmente, que reflejan las condiciones locales y la práctica industrial. Sin embargo, esa información solo existe en detalle en países desarrollados, ya que en países en desarrollo el número de fuentes medidas en forma continua es limitado para producir estimadores robustos de factores de emisión. En esos casos solo queda como alternativa usar factores de emisión extranjeros, lo cual tiene las limitaciones implícitas en todo proceso de extrapolación: las condiciones de aplicación no son necesariamente las mismas que en las condiciones en que se obtuvieron los factores de emisión.
TABLA 1.2 Métodos de estimación de emisiones
| Monitoreo continuo de emisiones | Estos monitores (CEMS) miden con alta frecuencia las emisiones, las registran y entregan directamente el valor buscado (por ejemplo, con frecuencia horaria). También se pueden usar para estimar emisiones en distintas condiciones de operación, o para totales diarios, semanales, etc. Ejemplo: termoeléctricas. |
| Muestreos discretos en la fuente | Las tasas de emisión se miden a partir de muestreos realizados en chimeneas o ductos de descarga de gases. Con esas tasas instantáneas se pueden extrapolar las tasas anuales utilizando información de la fuente (% de horas anuales en operación, etc.). Ejemplo: chimeneas de calderas de procesos industriales. |
| Balances de masa | La emisión se estima a partir de datos de las entradas y salidas de una sustancia en un proceso dado. Ejemplo: SO2 de fundiciones de cobre. |
| Factores de emisión | Un factor de emisión es el cociente de la emisión de un contaminante a un nivel de actividad de la planta que se puede medir fácilmente, como el consumo de combustible o la cantidad de producto obtenido, de manera de aplicar la ecuación 1.1. Ejemplo: emisión de MP10 por tonelada de cemento producido.Los factores de emisión se determinan haciendo campañas de medición específicas dentro de una categoría de fuentes (ejemplo: plantas de celulosa), por lo que representan valores promedio típico de una categoría industrial, pero no necesariamente a una fuente específica. Se han publicado factores de emisión para muchas categorías de fuentes.4 |
| Análisis de combustibles | El contenido de ciertos elementos en un combustible permite estimar su presencia en la corriente gaseosa de salida mediante un balance de masa. Por ejemplo, la emisión de SO2 causada por la combustión de petróleo se puede calcular conociendo el porcentaje en masa del azufre en el petróleo, de manera que por cada kg de azufre quemado se forman 2 kg de SO2. |
| Modelos de estimación de emisiones | Se trata de expresiones empíricas que incluyen parámetros de un proceso industrial para estimar las emisiones. Ejemplo: modelo de estimación de emisiones evaporativas de COV almacenados en estanques, que usa la presión de vapor del COV almacenado en función de la temperatura del estanque. |
| Encuestas y cuestionarios | Se emplean frecuentemente para obtener datos específicos de una industria, identificando sus fuentes emisoras y las emisiones. Ejemplo: formulario anual de muestreo isocinético de chimeneas de calderas y procesos industriales. |
| Criterio de ingeniería | Se hace una estimación experta cuando no hay información sobre factores de emisión específicos, y la hace usualmente un profesional familiarizado con el proceso en cuestión. |
Ejemplo 1.1
Para la ciudad de Valdivia en el 2011 se ha medido una concentración promedio anual de 45 (μg/m3) de MP2.5, y se ha estimado que 60% de esta concentración ambiental se debe a MP2.5 directamente emitido por calefacción con leña, siendo el resto originado por vehículos o por aportes de fuera de la ciudad (background). Se asume que el 2011, el 75% de la leña se quema en calefactores convencionales y 25% en calefactores modernos.
Calcule cuáles hubieran sido las emisiones anuales de MP2.5 en Valdivia (relativas al valor del 2011) si se hubiesen tomado las siguientes medidas (sin considerar medidas para los vehículos o para las fuentes ubicadas fuera de la ciudad):
a)Sustituir todos los calefactores de leña convencionales por equipos modernos con leña seca.
b)Sustituir todos los calefactores de leña convencionales por equipos a gas licuado.
Para leña (calefactores convencionales y modernos) y gas licuado se conocen los siguientes factores de emisión.
| Combustible | Factor de emisión de MP2.5 | Poder calorífico del combustible |
| Leña, convencional | 15 g /kg | 4.000 kcal/kg |
| Leña seca, moderno | 4 g/kg | 6.000 kcal/kg |
| Gas licuado | 0,15 g /kg | 11.500 kcal/kg |
Respuesta: se trabaja en una base de energía consumida, ya que se trata de equipos de calefacción. Sea X (kg/año) la cantidad de leña consumida el 2011. Luego la energía total utilizada en calefacción ese año fue:
Usando los factores de emisión de la tabla, la emisión de MP2.5 por consumo residencial de leña es:
a)Sea Y el consumo de leña en los nuevos equipos; igualando los requerimientos de energía se obtiene que 3.000·X = 6.000·Y o sea Y = X/2. Entonces la emisión de MP2.5
