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Rodrigo Palacios
el sello y se abre la válvula. Así se puede tomar una muestra puntual de lo que está ocurriendo en un momento y lugar determinado. Esa muestra de aire luego se envía al Laboratorio de la Superintendencia del Medio Ambiente donde es analizada para determinar la presencia de uno o más compuestos orgánicos volátiles, y su concentración, por ejemplo, benceno, etileno, tolueno u otro hidrocarburo”.
Los Canister tienen una capacidad de almacenamiento de 1 litro, aunque también se pueden hacer muestreos forzados, mediante el uso de una bomba, que permiten ampliarla hasta 9 litros. Este último procedimiento se utiliza preferentemente para determinar niveles background o líneas bases, debido a que implica un mayor tiempo de muestreo, mientras que la muestra de 1 litro corresponde a un muestreo puntual y es el más utilizado para las contingencias.
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El análisis de las muestras puede determinar concentraciones de compuestos orgánicos volátiles en partes por billón (ppb) o en microgramos por metro cúbico (µg/m3), vale decir, son muy sensibles a todo tipo de olores asociados a hidrocarburos. ¿De qué manera esta medición se complementa con los resultados que entrega la actual red de monitoreo de calidad del aire? Bonilla responde: “Lo que miden algunas de esas estaciones en estos momentos son hidrocarburos totales, pero con eso no sabemos si es benceno, tolueno u otro hidrocarburo. Esta tecnología nos permite identificar esos gases y saber qué es lo que está afectando a los niños y a la comunidad”.
La SMA también está implementando una red de olfatómetros en algunos colegios de la zona, los cuales miden varios grupos de olores (compuestos nitrogenados, COV, entre otros) y también alertan sobre la ocurrencia de episodios con alta concentración de algún gas odorante. “Con esta alerta, se puede ir con los Canister a tomar la muestra y determinar el tipo de compuesto presente, sin necesidad de tener que recibir algún reclamo”, indica el fiscalizador de la SMA.
Otra iniciativa relevante que ayudará a mejorar el monitoreo en el territorio es la próxima adquisición e instalación de 18 sensores de calidad del aire en colegios de Quintero y Puchuncaví, anunciado a comienzos de agosto por el Gobierno Regional. Con esto se busca fortalecer la vigilancia ambiental en el territorio para evitar nuevas intoxicaciones en la población e identificar a los responsables de esas emergencias y de la contaminación crónica que afecta a la zona.
El proyecto implica una inversión cercana a los 400 millones de pesos y se ejecutará en conjunto con la Seremi del Medio Ambiente y el Departamento de Investigación Ambiental de la Universidad de Playa Ancha.
Por Rodrigo Palacios Especialista Calidad del Aire Gestión Ambiental Consultores
Anivel nacional no existe un criterio oficial cuantificable para la definición del área de influencia (AI) en la componente calidad del aire. La letra a) del art. 2 del RSEIA la define como “el área o espacio geográfico, cuyos atributos, elementos naturales o socioculturales deben ser considerados con la finalidad de definir si el proyecto o actividad genera o presenta alguno de los efectos, características o circunstancias del art. 11 de la Ley, o bien para justificar la inexistencia de dichos efectos, características o circunstancias”. El AI para esta componente, debiera considerar un área en cuyo límite los aportes del proyecto no generen efectos negativos para la salud de la población y/o efectos adversos sobre los recursos naturales.
La definición numérica de los aportes en calidad del aire sin generar efectos no es trivial, y no es equivalente a un aporte cero del proyecto o al límite de detección de los instrumentos de monitoreo. Para el primer caso los aportes son calculados por un modelo capaz de estimar concentraciones cercanas a cero, lo que implicaría obtener un AI de dimensiones exageradas. En el segundo caso la precisión dependerá del tipo de instrumento utilizado, lo que no asegura que un aporte que se encuentre en el límite de su detección no genere algún efecto indicado en el art. 11 de la Ley.
Otro aspecto relevante es la definición de AI para contaminantes que poseen distintos límites normativos de concentración. Por ello, resulta más adecuado considerar aportes relativos y no absolutos respecto de las normas, es decir, un criterio transversal a los distintos contaminantes utilizando un porcentaje respecto de las normas de calidad del aire.
A nivel internacional existen definiciones de significancia de aportes a las concentraciones en calidad del aire, es decir, no existiría efecto en los receptores por aportes adicionales. La EPA ha definido estadísticamente umbrales de aportes que no generarían cambios en el comportamiento anual de la calidad del aire, por ende, no modificarían sustancialmente la línea de base existente. Los umbrales definidos varían entre 1% a 7% de las normas de calidad del aire existentes en Chile, dependiendo del contaminante. Por otra parte, el IAQM en su documento “Significance in air quality” (noviembre, 2009), indica que variaciones inferiores al 1% de la norma generarían cambios de magnitud imperceptibles.
Un aporte de baja magnitud podría parecer aceptable, sin embargo, podrían no serlo en zonas que presenten superación de las normas de calidad del aire; o aceptable, si los niveles medidos en calidad del aire se encuentran muy por debajo de la normativa vigente. Así, aportes equivalentes al 1% de las distintas normas de calidad del aire para definir un AI en calidad del aire es un criterio conservador, pues asegura que los aportes no generarán ningún efecto fuera del área definida, mientras que dentro se deben evaluar si los impactos son significativos o no.
OPERACIÓN METANO
Diversas estrategias, que involucran cambios en la dieta y en las praderas de pastoreo, se evalúan para reducir las emisiones de este potente gas de efecto invernadero en la ganadería nacional. Detallamos algunas iniciativas.
Con la irrupción y signos cada vez más evidentes del cambio climático las vacas están viendo su imagen perjudicada. Aunque su aporte a tan grave problema sea involuntario, sindicarlas entre sus causantes de importancia se ha ido normalizando y convertido en una verdad científica que no merece cuestionamientos. ¿Cuánto asidero tiene eso? El Dr. Rodrigo Arias, académico del Instituto de Producción Animal de la Facultad de Ciencias Agrarias y Alimentarias de la Universidad Austral de Chile, en una reciente columna para diariolechero. cl, plantea que esta concepción surge en 2006. En ese año, un informe de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) aseguró que los rumiantes (cuyo aparato digestivo está dividido en diferentes cavidades) contribuían con emisiones de gases efecto invernadero (GEI) en una proporción equivalente, e incluso superior, al sector transporte. Con esa conclusión, a su juicio, “se instaló en la población la idea de que el ganado bovino es el gran responsable del calentamiento global, particularmente por las emisiones de metano entérico (CH4)”.
También recuerda que ese estudio recibió múltiples críticas, “pues se comparó peras con manzanas”, y que en 2013 la misma FAO realizó una rectificación del reporte, reduciendo de 18% a 14,5% la contribución de la ganadería (de leche y de carne) a las emisiones globales de GEI, las cuales liberan en su proceso de digestión.
Como sea, un nuevo estudio, publicado hace unos meses en la revista Nature, determinó un alarmante aumento en los últimos 15 años en el metano atmosférico, un gas de duración breve, pero con un potencial de calentamiento global 82,5 veces mayor que el del dióxido de carbono (CO2) en un periodo de 20 años.
En el informe se precisa que las emisiones antropogénicas de metano representan aproximadamente el 60% del total y provienen principalmente de la agricultura, en particular de las granjas de ganado vacuno, lechero y los arrozales, así como de los pozos de petróleo y gas, las minas de carbón, de las plantas de tratamiento de aguas residuales y de los vertederos. El 40% restante se emite naturalmente desde los humedales.
El último informe del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC) sostuvo que el metano es responsable de alrededor de un tercio del calentamiento global estimado de 1,5 °C desde la época preindustrial. Ese aumento ha sido compensado en unos 0,5 °C por el enfriamiento que producen las emisiones de dióxido de azufre.
0,9% De las emisiones de GEI en Chile aportan las vacas lecheras. “Además, el metano producido por los rebaños tiene una vida en la atmósfera mucho más corta que lo que se creía”, asegura Natalie Jones, Coordinadora de Sustentabilidad del Consorcio Lechero.
REDUCIRLO EN UN 30%
Disminuir las emisiones de metano en un 30% al año 2030 es la ambiciosa meta que se impusieron 105 países, incluido Chile, en la pasada COP26 (ver recuadro). Eso implica, por cierto, impulsar acciones para lograr que bajen de manera considerable en el sector ganadero.
Al respecto, Camila Muñoz, Investigadora del Instituto de Investigaciones
Agropecuarias (INIA) Remehue, con sede en Osorno, precisa que, a nivel global, “la ganadería es responsable del 15% de todas las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero. De éstas, la emisión de metano como subproducto de la digestión de los rumiantes (por fermentación entérica) representa el 44%. En nuestro país, el 5 a 6% de las emisiones de GEI provienen de este rubro”.
La especialista asegura que, en los últimos años a nivel mundial, se han evaluado diversas estrategias de mitigación de CH4. Dentro de las nutricionales destaca: “La manipulación ruminal mediante la ingesta de inhibidores de metano (entre ellos la suplementación con el alga roja Asparagopsis taxiformis y con el aditivo Bovaer); la inclusión de aceites, grasas y semillas oleaginosas como insumo dietario; el uso de sumideros alternativos de electrones a nivel ruminal como el nitrato; el empleo de forrajes con taninos; la baja de la proporción dietaria de forraje a concentrado; el aumento del nivel de alimentación; y la disminución de la madurez de la pradera mediante manejo de pastoreo”.
Camila Muñoz indica que la ganadería es responsable del 15% de todas las emisiones antropogénicas de GEI. Francisco Salazar revela que el INIA trabaja desde el 2009 en cuantificar las emisiones de GEI en sistemas de producción agropecuarios del país.
Compromiso Global
Al menos 110 países participan ya en el proyecto internacional Global Methane Hub, que a partir de este año se focaliza en reducir en un 30% las emisiones de metano al 2030. Esto, en la extracción de gas natural y petróleo, en la producción agrícola y ganadera, y en la generación de residuos orgánicos. Lo lidera Marcelo Mena, ex ministro del Medio Ambiente del segundo gobierno de Michelle Bachelet.
En ese contexto, se elaboró el documento “El metano importa: un enfoque integral hacia la mitigación del metano”, que establece medidas y políticas específicas para que los países reduzcan sus emisiones.
Ahí se señala que el sector agrícola es la mayor fuente de emisiones antropogénicas de metano. Y que una evaluación mundial realizada recientemente concluyó que “si se aplicaran las medidas técnicas ya disponibles, las emisiones de metano en el sector ganadero se reducirían en alrededor de 30 millones de toneladas anuales de aquí al 2030. Esta estrategia se centra en la forma de producir alimentos, en el mejoramiento de su calidad, y en la gestión del abono y de los arrozales”.
El informe –que se puede descargar en español en bit.ly/3p38M2f– sostiene que las acciones técnicas de reducción del metano en el sector ganadero deben concentrarse, principalmente, en tres áreas: alimentación, salud y cría de animales, y mejora de la gestión del estiércol.
Agrega que muchas de estas estrategias reducen únicamente la intensidad de la emisión pero no a nivel absoluto. “Además, no todas son aplicables a sistemas pastoriles, que son los que predominan en nuestro país”, acota.
El Dr. Arias, en tanto, trae a colación en su columna diversos estudios que plantean que los rumiantes, bajo un adecuado manejo de pastoreo, no sólo reducen las emisiones de GEI, sino que también facilitan la provisión de servicios ecosistémicos esenciales; aumentan el secuestro de carbono en el suelo, lo que permite neutralizar los GEI emitidos en la digestión de su alimento; y reducen el daño ambiental.
Por otra parte, Francisco Salazar, también Investigador de INIA Remehue, plantea que en Chile “se han evaluado alternativas de mitigación de emisiones de GEI y amoníaco mediante la aplicación de fertilizantes o purines de lechería al suelo, principalmente con el empleo de inhibidores de la volatilización de amoníaco en fertilizantes y otras estrategias de manejo como riego post aplicación de urea. Además, en el uso de purines se han utilizado prácticas que han permitido reducir la volatilización de amoníaco”.
INVENTARIOS Y MITIGACIÓN
Salazar resalta que el INIA ha colaborado en la elaboración de los Inventarios Nacionales de GEI desde que se iniciaron, “estimando los gases emitidos por el sector agropecuario de Chile, lo que ha servido de base para priorizar los esfuerzos en I+D y acciones de mitigación del país. Además, trabaja desde el 2009 en cuantificar las emisiones de GEI en sistemas de producción agropecuarios del país, tanto por el uso de fertilizantes y purines en praderas y cultivos, como por los distintos manejos a nivel predial”.
A su vez, Camila Muñoz releva la labor desarrollada por el INIA en la evaluación de estrategias de mitigación de metano en vacas lecheras desde hace más de 10 años. Especifica: “En 2011 implementamos la técnica SF6 para medir las emisiones individuales de metano entérico. Empezamos analizando manejos convencionales usados en los sistemas productivos de pastoreo, como la suplementación con concentrado y el manejo de pastoreo para disminuir la madurez de la pradera. Luego, evaluamos insumos que pudieran mitigar emisiones, como la suplementación dietaria con semillas oleaginosas y aditivos como un inhibidor químico de metano. Y actualmente estamos trabajando en la combinación de estrategias de mitigación de metano como forma de potenciar los resultados obtenidos”.
Considerando todo el trabajo realizado, sostiene que “el mejoramiento del manejo de pastoreo sería una estrategia de interés en la reducción de las emisiones de metano. La pepa de algodón, en tanto, fue la única semilla oleaginosa que disminuyó las emisiones de metano entérico. Y el aditivo Bovaer redujo significativamente las emisiones de metano en dietas mezcladas. En general, las estrategias nutricionales para mitigar metano están en etapa de investigación y se requiere evaluar sus resultados en experimentos a largo plazo para determinar la persistencia de los efectos”.
En los últimos años, a nivel mundial, se han evaluado diversas estrategias nutricionales de mitigación de este gas.
En Argentina y otros países se han desarrollado proyectos para almacenar metano producido por vacas.
82% Menos de emisiones de CH4 entérico han reportado recientes investigaciones con rumiantes por el uso de algas rojas como suplemento alimenticio.
Esto último, dado, por ejemplo, que en una investigación realizada por el INIA –que implicó la suplementación de 60 vacas con un concentrado en base a maíz que incluyó semillas oleaginosas como fuente de aceite dietario– la pepa de algodón fue más efectiva que la linaza o el raps para disminuir la producción de metano 9 semanas después de comenzar el ensayo de alimentación, pero el efecto de mitigación no persistió cuando se evaluó 11 semanas después.
En relación al Bovaer, Colun, la cooperativa láctea más grande de Chile, se asoció en junio pasado con DSM, la empresa que lo ofrece a nivel nacional, para utilizarlo en la alimentación de las vacas que la proveen de leche y así reducir sus emisiones de metano. Para eso está seleccionando predios piloto donde se monitorearán los resultados.
OTRO SUPLEMENTO
Preocupada por el tema, la Universidad de Los Lagos, con la participación de productores lecheros y empresas acuícolas, también desarrolla un suplemento alimenticio que permita que el ganado genere menos emisiones de metano. ¿En qué consiste? Julio Kalazich, académico de la carrera de Agronomía de dicha casa de estudios e Investigador Principal del proyecto, explicó, en un artículo publicado en el portal de su universidad, que “el objetivo central del estudio será desarrollar un suplemento alimenticio para alimentar bovinos, basado en algas marinas chilenas, que esperamos disminuya la emisión de metano ruminal en al menos un 25%. Para lograrlo, más de 10 especies de estas algas serán evaluadas por su contenido químico, en ensayos in vitro y finalmente en ensayos con animales, en campos de productores lecheros asociados al proyecto en varias localidades en Los Lagos y Los Ríos, donde se produce más del 80% de la leche de Chile”.
Lo anterior, agrega, considerando que varios estudios han demostrado que la mayoría de las especies de algas marinas disminuyen las emisiones de CH4 entérico cuando se usan para alimentar ganado.
EMISIONES EN CALDERAS
Este artículo entrega valores referenciales asociados a los productos de la combustión y las emisiones de las calderas industriales restringidas por los planes de prevención y descontaminación atmosférica.
Por Arnulfo Oelker Behn Gerente Técnico de Thermal Engineering aoelker@thermal.cl
De manera recurrente, representantes de diversos sectores productivos y profesionales involucrados en procesos térmicos y ambientales nos consultan sobre la composición y cualidades de los combustibles más usados en las calderas industriales y sus emisiones asociadas, la mayoría de las cuales están reguladas por distintos instrumentos normativos. Para responder a esas inquietudes, en este artículo entregamos valores referenciales relacionados con los productos de la combustión y las emisiones restringidas por los planes de prevención y descontaminación atmosférica en Chile.
COMBUSTIBLES
A continuación, se presentan valores referenciales para la composición y el poder calorífico de combustibles gaseosos, líquidos y sólidos utilizados con mayor frecuencia en la industria chilena.
Tabla 1: Combustibles gaseosos
Parámetro
Metano Etano Propano Butano Dióxido de carbono
Gas natural Gas licuado Biogás
92.0 % - 58.3 %
4.0 % - -
1.0 % 95 % 1.9 % 5 % 1.62 % - 41.0 %
Agua Ácido sulfhídrico (H2S) 0.08 % -
0.56 % Nitrógeno 0.9 % - 0.06 Poder calorífico superior 9750 Kcal/Nm3 12,050 Kcal/Kg 5550 Kcal/Nm3 Poder calorífico inferior 8775 Kcal/Nm3 11,100 Kcal/Kg 5000 Kcal/Nm3 Densidad 0.78 Kg/Nm3 0.5 Kg/l 1.24 kg/Nm3
Tabla 2: Combustibles líquidos
Parámetro
Carbono Oxígeno Hidrógeno Azufre Nitrógeno Agua
Petróleo diésel
82.4 % 5.5 % 12.044 % 15 ppm 0.03 0
Petróleo Nº 6
84.7 % 2.53 % 11.02 % 1 % 0.538 % 0 Ceniza 0 0.042 % Poder calorífico superior 10900 Kcal/Kg 10300 Kcal/Kg Poder calorífico inferior 10300 Kcal/Kg 9850 Kcal/Kg Densidad 0.95 Kg/l 0.85 Kg/l
Tabla 3: Combustibles sólidos
Parámetro
Carbono Oxígeno Nitrógeno Azufre
Carbón bituminoso Biomasa
63.87 % 8.42 % 0.94 % 0.55 % 26.56 % 22.2 % 0.33 % 0.03 %
Agua Ceniza
9 % 12.3 % Poder calorífico superior 6610 Kcal/Kg Poder calorífico inferior 6500 Kcal/Kg 45 % 0.45 % 2550 Kcal/Kg 2125 Kcal/Kg
EMISIONES
Las tablas 4, 5 y 6 señalan las emisiones resultantes de la combustión de los combustibles presentados anteriormente, considerando los excesos de aire con los que normalmente operan las calderas que los utilizan.
Tabla 4: Emisiones con combustibles gaseosos
Parámetro
Exceso de aire
Gas natural Gas licuado Biogás
15 % 15 % 15 % Oxígeno (O2) 0.309 Nm3/Nm3 1.41 Nm3/Kg 0.19 Nm3/Nm3 Dióxido de carbono (CO2) 1.064 Nm3/Nm3 1.52 Nm3/Kg 0.99 Nm3/Nm3 Nitrógeno (N2) 8.961 Nm3/Nm3 11.04 Nm3/Kg 5.16 Nm3/Nm3 Óxidos de nitrógeno (NOx) 80 ppm 90 ppm 100 ppm Monóxido de carbono (CO) 50 ppm 50 ppm 50 ppm Dióxido de azufre (SO2) - - 744 ppm Material particulado 10 mg/Nm3 10 mg/Nm3 15 mg/Nm3 Flujo productos combustión 12.4 Nm3/Nm3 15.1 Nm3/Kg 7.52 Nm3/Nm3 Flujo aire combustión 11.3 Nm3/Nm3 13.9 Nm3/Kg 6.5 Nm3/Nm3
Tabla 5: Emisiones con combustibles líquidos
Parámetro Petróleo diésel
Exceso de aire 15 %
Oxígeno (O2)
0.326 Nm3/Kg Dióxido de carbono (CO2) 1.525 Nm3/Kg Nitrógeno (N2) 9.415 Nm3/Kg
Agua (H2O)
1.528 Nm3/Kg Óxidos de nitrógeno (NOx) 100 ppm Monóxido de carbono (CO) 50 ppm Dióxido de azufre (SO2) 0.006 ppm Material particulado 15 mg/Nm3 Flujo productos combustión 12.8 Nm3/Kg Flujo aire combustión 11.9 Nm3/Kg
Petróleo Nº 6
15 % 0.328 Nm3/Kg 1.567 Nm3/Kg 9.474 Nm3/Kg 1.416 Nm3/Kg 350 ppm 100 ppm 1750 mg/Nm3 200 mg/Nm3 12.8 Nm3/Kg 11.9 Nm3/Kg
Tabla 6: Emisiones con combustibles sólidos
Parámetro Carbón Bituminoso Biomasa
Exceso de aire 50 %
Oxígeno (O2)
0.705 Nm3/Kg Dióxido de carbono (CO2) 1.182 Nm3/Kg Nitrógeno (N2) 7.96 Nm3/Kg
Agua (H2O)
0.815 Nm3/Kg Óxidos de nitrógeno (NOx) 300 ppm Monóxido de carbono (CO) 100 ppm Dióxido de azufre (SO2) 1113 mg/Nm3 Material particulado (MP)* 350 mg/Nm3 Flujo productos combustión 10.06 Nm3/Kg Aire combustión 10.66 Nm3/Kg
(*) La emisión de MP considera un separador primario (multiciclón). 50 % 0.26 Nm3/Kg 0.491 Nm3/Kg 2.934 Nm3/Kg 0.971 Nm3/Kg 80 ppm 100 ppm
350 mg/Nm3 4.657 Nm3/Kg 3.711 Nm3/Kg
