Tecnologico de Monterrey, 2004

1
CALIDAD DEL AIRE EN MEGACIUDADES
Mario Molina Centro Mario Molina sobre Estudios
Estratégicos de Energía y Medio
Ambiente Universidad de California, San Diego
Seminario Internacional Recomendaciones de
expertos para la nueva etapa del Plan de
Descontaminación de Santiago 13 de mayo de 2008
2
Contaminación de Aire
luz solar
Oxigeno (O2) Compuestos orgánicos
volátiles (COV) Óxidos de nitrógeno (NOx)
Ozono (O3) Partículas
3
Programa Integral en contaminación Urbana,
Regional y Global Caso de estudio de la Ciudad
de México
Objetivo Proveer una evaluación balanceada y
objetiva de las causas y alternativas de solución
costo-efectivas a los problemas de contaminación
del aire, mediante un análisis científico,
tecnológico, social y económico usando al
valle de México como caso de estudio inicial
desarrollando un método que pueda tener una
aplicación global construyendo una base sólida
de investigación básica
4
Calidad del Aire en la Zona Metropolitana del
Valle de México
5
Centro Mario Molina sobre Estudios Estratégicos
de Energía y Medio Ambiente

• Resolver problemas complejos ambientales y de
  energía
• Adoptar un enfoque multidisciplinario y una
  visión de largo plazo tomando en cuenta aspectos
  sociales, económicos, científicos y tecnológicos
• Contribuir a encontrar respuestas prácticas a los
  múltiples desafíos que plantea el Desarrollo
  Energético Sustentable.

6
MISIÓN

• Llevar a cabo investigación y estudios
  interdisciplinarios que conduzcan a evaluaciones
  integradas de problemas ambientales complejos y
  al desarrollo de soluciones sustentables para
  satisfacer las necesidades de producción y
  consumo de energía en el mundo en desarrollo.

7
Mapa Topográfico de la Zona Metropolitana del
Valle de México
8
TENDENCIAS DE LA CALIDAD DEL AIRE EN LA CIUDAD DE
MEXICO 1986-2006
FUENTE Gobierno del Distrito Federal, 2006.
www.sma.df.gob.mx/simat
9
OZONO COMPORTAMIENTO HISTÓRICO 1990-2008
FUENTE Gobierno del Distrito Federal, 2008.
Informe Ejecutivo de la Calidad del Aire en la
Zona Metropolitana del Valle de México. Año 6,
Núm. 64, Abril 2008.
10
Activación del Programa de Contingencias
Ambientales Atmosféricas
FUENTE Gobierno del Distrito Federal, 2008.
Informe Ejecutivo de la Calidad del Aire en la
Zona Metropolitana del Valle de México. Año 6,
Núm. 64, Abril 2008.
11

• La contaminación del aire daña
• los pulmones de los niños

Estudio de la Salud de los Niños Región de Estudio
Niños expuestos a niveles altos de materia
particulada tienen un nivel significativamente
más bajo de capacidad pulmonar
12
PROAIRE III Zona Metropolitana del Valle de
México 2002 - 2010
13
Plan de 4 partes para limpiar el aire

• Establecer un programa para acelerar la
  renovación de la flota vehicular (automóviles,
  autobuses y camiones), y retirar de la
  circulación a los vehículos más contaminantes
• Poner en práctica normas de emisiones más
  estrictas para todos los automóviles, camiones y
  autobuses vendidos en México
• Introducir combustibles con un contenido de
  azufre ultra-bajo (requisito para usar
  tecnologías avanzadas para reducir emisiones
  contaminantes en vehículos)
• Mejorar el transporte público y reducir el
  congestionamiento

14
Evolución de los Estándares de Emisiones en
Vehículos a Gasolina
Para Tier 0 2.11 g CO /km , 0.21 g HCNM /km
y 0.63 g NOx / km por un recorrido de 80,000 km
(50,000 millas) Para Tier 1 2.11 g CO /km ,
0.16 g HCNM /km y 0.25 g NOx / km por un
recorrido de 160,000 km (100,000 millas) Para
Tier 2 1.31 g CO /km , 0.03 g HCNM /km y 0.04
g NOx / km por un recorrido de 192,000 km
(120,000 millas)
15
MCMA has
16
Representación espacial del congestionamiento en
1994
17
Representación espacial del congestionamiento en
2025
18
Campaña del 2003 Espectrómetros DOAS
19
Niveles de HO2 en la ZMVM comparados con los de
la ciudad de Nueva York

• Los niveles de HO2 en la ZMVM indican que el
  índice de producción de ozono es muy elevado.

20
(No Transcript)
21
Espectrómetro de masas para partículas en el
laboratorio móvil

• 100 transmission (60-600 nm), aerodynamic
  sizing, linear mass signal.
• Jayne et al., Aerosol Science and Technology
  331-2(49-70), 2000.
• Jimenez et al., J. Geophys. Res.- Atmospheres,
  108(D7), 8425, doi10.1029/ 2001JD001213, 2003.

22
Mediciones de Aerosoles (15-17 de Abril del 2003)
23
Composición química de una partícula de hollín
Inclusiones de S, K
Únicamente Carbón
Inclusión de S
Inclusión de Si
24
Procesamiento del hollín
De estudios de Persecución
En el Aire Ambiente
Espectros PIXE
25
Composición de partículas (PM1.0) Pittsburgh y
ZMVM, 2003
Pittsburgh Sept.-02 14.6 mg m-3
ZMVM Abril 03 14.5 mg m-3
26
Trabajo conjunto con SMHI más otras instituciones
y laboratorios de Estados Unidos y Europa
Estudio Análisis y Evaluación del Impacto de
Transantiago en la Calidad del Aire de la Región
Metropolitana
Estudio Propiedad de Ministerio de Transportes de
Chile. Autorización de difusión de resultados
preliminares emitida
27
Distribución de tamaño de tamaño de partículas a
nivel de calle Alameda Bernardo OHiggins
Julio de 2006
Julio de 2007
28
PROYECTO MILAGRO
OBJETIVO
Estudiar el impacto local, regional y global de
la contaminación del aire de una megaciudad,
tomando como caso de estudio a la Zona
Metropolitana del Valle de México y sus áreas
circundantes
Dispersión de contaminantes del Valle de
México NCAR Proyecto MILAGRO
Zona Metropolitana de la Ciudad de México
29
Se utilizaron 6 aeronaves que sobrevolaron el
territorio nacional y que iban equipadas con
numerosos instrumentos para medir contaminantes
atmosféricos y condiciones meteorológicas
30
(No Transcript)
31
COMPARACION DE LAS CONCENTRACIONES DE NITRÓGENO
REACTIVO EN LAS EMISIONES CONTAMINANTES URBANAS
DE LAS CIUDADES DE MEXICO Y NUEVA YORK
FUENTE Flocke, F. et al., 2007. Reactive
nitrogen chemistry in Mexico City outflow a
unique case, Eos Trans. AGU, 88(52), Fall Meet.,
Suppl., Abstract A31E-05, 2007.
32
CAMBIOS ESTIMADOS EN LAS CONCENTRACIONES
SUPERFICIALES DE OZONO ANTE DISTINTOS ESCENARIOS
METEOROLÓGICOS Y DE REDUCCION DEL 50 DE SUS
PRECURSORES EN LA CIUDAD DE MEXICO
FUENTE Lei W. et al., 2008.Characterizing ozone
production and response and their evolution under
different meteorological conditions in Mexico
City. To be submitted to Atmos. Chem. Phys., 2008.
33
COMPORTAMIENTO TÍPICO SEMANAL DEL OZONO EN LA
CIUDAD DE MEXICO ENERO OCTUBRE 2007
Picos de Ozono de Fin de Semana
SABADO
DOMINGO
FUENTE Instituto de Aire Limpio, 2007. Revisión
Crítica de Información sobre el Proyecto de
Restricción Vehicular Sabatina.
34
Restricción Vehicular Sabatina en la Ciudad de
MéxicoAbril del 2008
35
Importación de autos usados chocolates, del
mercado norteamericano
En México se introducen legal, ilegal y
legalizadamente autos usados del mercado
norteamericano. Este mercado es de 14 millones de
unidades anuales mientras el mercado de autos
nuevos en México es de sólo 1.2 millones. El
índice de posesión de autos en México está por
debajo de 300 por cada mil habitantes (versus
500 en Europa u 800 en EUA), lo que da un
potencial de introducción muy alto.
36
EMISIONES DE AUTOS CHOCOLATES EN CIUDAD JUÁREZ
HC
NOx
CO
37
El efecto invernadero
Radiación solar reflejada por la tierra y la
atmósfera
La radiación infrarroja pasa a través de la
atmósfera, y parte se absorbe y re-emite en
todas direcciones por las moléculas de los gases
invernadero. El efecto es calentar la
superficie de la Tierra y la baja atmósfera
SOL
Radiación solar que atraviesa la atmósfera
despejada
Atmósfera
Tierra
La mayor parte de la radiación es absorbida
por la superficie terrestre calentándola.
Radiación Infrarroja emitida por la
superficie Terrestre
Fuente OSTP
38
Concentración Atmosférica de GEI durante los
últimos 10,000 años
Fuente IPCC AR4, WG1 SPM, 2007
39
Reconstrucción de la temperatura de los últimos
1100 años
40
Derretimiento de Glaciares
Glaciar Muir, Alaska
Agosto 1941
Agosto 2004
NSIDC/WDC for Glaciology, Boulder, compiler.
2002, updated 2006. Online glacier photograph
database. Boulder, CO National Snow and Ice
Data Center.
41
INUNDACIONES 1950-2000
42
SEQUÍAS
400,000,000 de personas viven bajo condiciones
de sequía extrema Tierra considerada Muy Seca a
nivel mundial 15 en 1970 30 en 2002
43
Intensidad de los Huracanes
Source Blown Away, Environmental Defense, 2007
Source Blown Away, Environmental Defense, 2007
44
Las Fuerzas Climáticas (W/m2) 1750 - 2000
Sol
ENFRIAMIENTO
Forzamiento radiativo (W/m2)
45
(No Transcript)
46
Natural Hazards gtgt Fires gtgt Fires in West Africa
47
Flujo de Aerosol, Norte de la India

• Los cielos sobre el norte de la India están
  saturados con partículas suspendidas a todo lo
  largo del extremo sur de las Montañas del
  Himalaya, y se desplazan hacia el sur sobre
  Bangladesh y la Bahía de Bengala.

48
Triángulos de Estabilización Cómo Resolver el
Problema del Clima en los Próximos 50 años con
Tecnologías Disponibles S. Pacala R. Socolow
Mejorar la eficiencia energética Disminuir la
dependencia del auto Mejorar eficiencia de
plantas generadoras de
electricidad Sustituir carbón por gas natural
Captura y almacenamiento de CO2 Fisión
nuclear Electricidad eólica Bio-combustibles Admin
istración de bosques
49
Retos Ambientales para el Siglo XXI
AGOTAMIENTO DE RECURSOS NATURALES

• Deforestación
• Desde mediados del siglo XIX cerca de la mitad
  de los bosques tropicales maduros que una vez
  cubrieron el planeta han sido talados.
• Sobreexplotación de los recursos marinos
• 75 de las pesquerías globales más grandes se
  encuentran totalmente explotadas, sobreexplotadas
  o agotadas
• hace 50 años, era el 5

50
PROSPECTIVA DE CHINA
Si la economía en China sigue creciendo al 8
anual, el ingreso per cápita en 2031 será igual
al de los EUA en 2004
Fuente Lester R. Brown, Plan B 2.0, Norton Co,
2006
51
Población Mundial