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Tesis:

Modelo de calidad del aire para la contaminación por ozono en la zona metropolitana de la ciudad de México

  • Autor: AGUILAR MARQUEZ, Armando

  • Título: Modelo de calidad del aire para la contaminación por ozono en la zona metropolitana de la ciudad de México

  • Fecha: 1998

  • Materia: CONTAMINANTES DEL AIRE;CALIDAD DEL MEDIO AMBIENTE;MÉXICO

  • Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS DE CAMINOS, CANALES Y PUERTOS

  • Departamentos: INGENIERIA CIVIL: ORDENACION DEL TERRITORIO, URBANISMO Y MEDIO AMBIENTE

  • Acceso electrónico:

  • Director/a 1º: HERNANDEZ MUÑOZ, Aurelio Félix

  • Resumen: El ozono es un contaminante secundario que se forma en la atmósfera producto de las reacciones entre óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos volátiles en presencia de luz solar. En la ciudad de México la contaminación por ozono representa un grave problema para sus habitantes, ya que la mayor parte del año sus niveles exceden el valor de la Norma vigente (0,11 ppm como promedio en una hora). Distintos factores, tanto físicos como humanos se conjuntan para hacer de la zona metropolitana de la ciudad de México (ZMCM) un área susceptible a problemas de contaminación atmosférica: se encuentra en un valle rodeado por montañas, con alta radiación solar, alta incidencia de inversiones térmicas, vientos moderados, alta densidad de población, etc. y por supuesto grandes emisiones a la atmósfera de contaminantes procedentes tanto de fuente fijas como móviles. Debido a los altos niveles de ozono que padece la ciudad de México es necesario desarrollar programas de control y evaluar los ya existentes. A fin de desarrollar una buena estrategia de control del ozono, es necesario tener en cuenta que su concentración en la atmósfera no cambia en forma lineal con el cambio en la concentración de sus precursores. Por lo tanto, es necesario desarrollar modelos de calidad de aire, que nos permitan relacionar las emisiones de los precursores con las concentraciones medidas del contaminante en un área específica de interés, a fin de orientar de la mejor manera las estrategias de control de emisiones. El objetivo fundamental de este trabajo será investigar y desarrollar un modelo de calidad del aire que describa la difusión, advección y transformación de las especies químicas, para obtener la evolución de las concentraciones del ozono, del óxido nítrico y del dióxido de nitrógeno en superficie, así como detectar los lugares más afectados por este tipo de contaminación en la zona metropolitana de la ciudad de México. Un término muy importante en nuestro modelo es el que se refiere a las reacciones químicas. Por lo tanto, realizamos la simulación de la formación del ozono de acuerdo al ciclo fotoquímico básico, al sistema óxidos de nitrógeno aire seco y al esquema generalizado de formación del smog fotoquímico propuesto por Seinfeld (1.986). En este trabajo se presenta la simulación de la evolución del ozono, del óxido nítrico y del dióxido de nitrógeno, en la zona metropolitana de la ciudad de México bajo las condiciones del día 12 de marzo de 1.994 (día seleccionado por tener la mayor información disponible), para tres condiciones iniciales de los compuestos orgánicos volátiles y utilizando como mecanismo de reacción el propuesto por Seinfeld. Para la simulación de la evolución de la concentración de los contaminantes en el área de estudio se utilizó un modelo euleriano, tomando en cuenta los cambios en temperatura y en vientos. Las bases de datos iniciales se prepararon de acuerdo al método de Boone y Samuelson, interpolando las mediciones de las estaciones de monitoreo a cada uno de los puntos en que se dividió el área de estudio. Los resultados gráficos de las concentraciones de ozono en superficie, calculadas para distintas horas, ilustran como en los tres casos (diferentes condiciones iniciales de los compuestos orgánicos volátiles), las concentraciones de ozono aumentan según transcurre el tiempo y como a partir de una baja relación VOC's/NOx., el aumento en los compuestos orgánicos volátiles produciría cantidades muy altas de ozono. Lo anterior es consistente con las isopletas de concentración de ozono reportadas por diversos autores, lo que nos permite validar el modelo como una buena aproximación de la realidad en este nivel de desarrollo. La importancia de contar con un modelo de calidad del aire estriba, entre otras cosas en que se pueden simular diversas estrategias de control al variar las condiciones iniciales, para evaluar el impacto de éstas antes de ponerlas en operación