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Analysis of Pollutant Dynamics in a High Andean City using satellite data, a Lagrangian approach and Statistical Learning Techniques: Classification Tree and Random Forest
No full textUnderstanding the dynamic of atmospheric pollution is an important tool for managing air quality. The use of statistical learning tools has not been widely used in the study of air pollutants. The purpose of this work is to identify the key variables controlling daily and seasonal variations of PMcoarse, PM2.5 and CO concentrations. This analysis is performed to untangle the contribution from local and regional or meteorological factors impacting air quality. Two statistical learning techniques were used: Classification and Regression Trees (CART) and Random Forest- The latter combines up to 1000 classification trees with a majority-vote weighting criterion. Wind speed, wind direction, temperature, precipitation, humidity, solar radiation and barometric pressure were used as local meteorological input variables. Daily Aerosol Optical Depth (AOD) segregated into BC, OM, Dust, sulfate from CAMS-Copernicus were retrieved and used as local and regional chemical input variables. A long-record of radiosonde profiles associated to boundary layer structure also were used as local meteorological input influencing variations of pollutant levels. Back-trajectories of air masses arriving Bogotá were performed to analyze the long-range transport of pollutants. The number of MODIS active fires and their fire radiative (FRP) power from Northern South America selected in the vicinity of the air masses arriving Bogotá were included as regional variables. All analyses were performed daily for the period ranging from January 2008 to December 2018. Classification Tree and Random Forest techniques were implemented through R script to classify PMcoarse, PM2.5, and CO concentrations into 5 categories (5 quantiles), finding the best variables deciphering changes between concentration categories. The main variable that better classified seasonal concentration levels of pollutants was the Fire Radiative Power, and the local pressure in Bogotá as indicator of the intertropical Convergence Zone. Anomalous levels of concentration were described mainly by mixing height, wind direction, and wind speed. Moreover, AOD segregated was important to understand the seasonal and daily variations
IMPACTO SOBRE LA CONCENTRACIÓN Y CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL PM2.5 Y SU SU RELACIÓN CON LA REDUCCIÓN DEL CONTENIDO DE AZUFRE EN EL DIESEL EN UNA ZONA DE TRÁFICO DEL VALLE DE ABURRÀ. 2015-2019
No full textTeniendo como referente el contexto regional y nacional en la temática calidad del aire y cambio climático, se ha financiado por Naciones Unidas ONU--Agencia Internacional de Energía Atómica IAEA, Ecopetrol y el Área metropolitana del Valle de Aburrá, un Proyecto de mitigación al cambio climático, con el objetivo de evaluar el impacto del mejoramiento del diésel entregado por Ecopetrol y estrategias del Plan de Gestión de la calidad del aire PIGECA. Se realizó una campaña de caracterización de PM2.5 en una estación de tráfico, entre el 16/11/2018 y el 16/02/2019 ubicando dos medidores de bajo volumen en la estación de la Red de monitoreo tipo tráfico Politécnico bajo protocolos acreditados ante el IDEAM y Laboratorios Internacionales. Las muestras fueron analizadas en su composición elemental, iónica y carbonácea, aplicando métodos (ICP-MS), cromatografía y protocolo NIOSH 5040 respectivamente. Para la comparación de los cambios en la composición química del PM2.5 se tomaron reportes de concentración PM2.5 e históricos de especiación para periodos de consumo diésel de 25 y 50 ppm de S. Un análisis de la distribución de la concentración PM2.5 en ambos periodos, evidenció una disminución de 4.8 (µg/m3) en promedio y 5.1 (µg/m3) para el 75% de los datos en 11 años. Fue concluyente el mayor ajuste de balance iónico en la partícula PM2.5 de la campaña 2019, mostrando el efecto de la reducción de sulfatos. En este punto se resalta como impacto del mejoramiento de la calidad del combustible y optimización de sistemas de combustión en calderas de carbón y otras fuentes de combustión, la reducción del EC del 2% en promedio entre las especiaciones químicas del PM2.5 2015 y 2019. El aumento significativo del ion Potasio, generado quema de biomasa, puede estar asociado al aumento en el consumo de biodiesel en la región. El aumento significativo en el periodo de menor azufre de relación OC/EC y algunas correlaciones fuertes como la hallada entre SO4 2− y NH4+, demostraron una mayor reactividad y formación de PM2.5 secundario, implicando la alta necesidad de continuar con estrategias de control de las emisiones primarias en todas las fuentes de combustión
EXPERIMENTO PARA LA MEDICIÓN DE MATERIAL PARTICULADO RESPIRABLE Y EVALUAR SI CUMPLE CON LOS LÍMITES PERMISIBLES EN LA LOCALIDAD DE ENGATIVÁ
No full textFrente a los efectos de la salud de lso probelmas ambientales, la exposición a deficiente de calidad del aire, ha traido como consecuencia un alto nivel de infecciones respiratorias agudas. De otra parte se ha incentivado como medio de trasporte sostenible la bicicleta en la ciudad de Bogotá. Sin embargo, se requiere medir la dosis respirable de quienes se movilizan en bicicleta en la ciudad. Su importancia es cada vez mayor debido se realizan más de 850.000 viajes en el día en Bogotá. Para realizar esta medición se hace un experimento que mide dosis de material particulado respirable de los biciusuarios en su proceso de movilidad diariamente sobre una ruta especifica, en la Localidad de Engativá, con un tamaño de muestra representativo. Se busca medir el material particulado (PM 10 y PM 2.5), compararlo con los limites permitidos, una vez caracterizadas las variables que afectan la dosis respirable. Por último se hace tratamiento de datos de las mediciones con el fin de correlacionarlo con los niveles de calidad del aire y asi proponer estrategias de politica de intervención. Se realizán los siguientes objetivos: Diseño de protocolos, realización de prueba piloto, ejecutar experimento y hacer análisis, evaluar las mediciones y finalmente, definir estrategias de tratamiento. Metodologicamente, se aplica la norma NIOSH 600, se usan los protocolos de laboratorio y muestreo, identificando y evitando el impacto de las variables perturbadoras. La complejidad de este experimento esta en el ambiente de toma de muestras, que son las rutas de Biciusarios, en ambiente abierto donde existen aspectos no controlados en contraste con un muestreo higienico en un espacio laboral normal. Se usan bombas portátiles de muestreo con cliclon, equipo de calibración, báscula digital
Carbono negro en Colombia (sector ladrillero)
No full textEn Colombia, de acuerdo al inventario del sector ladrillero realizado en 2015 que concluyó que en el país se consume aproximadamente 1’067.220 toneladas anuales de combustible, de las cuales cerca del 70% corresponde a carbón y el 30% restante corresponde a biomasa (aserrín, cisco de café y otros) (CAEM, 2015). En el país se cuenta con cerca de 7 tipos de tecnologías de hornos con eficiencias de combustión muy variables. Una menor eficiencia de combustión implica mayor emisión de partículas de black carbon a la atmósfera, componente principal del hollín, asociado principalmente a la fracción fina del material particulado PM2.5 (partículas con diámetro inferior a 2.5 µm), que además es un contaminante de vida corta. Actualmente la Corporación Ambiental Empresarial (CAEM), como socio implementador de las actividades de la iniciativa ladrillera de la Coalición del Clima y Aire Limpio (CCAC) para la reducción de contaminantes climáticos de vida corta, adelanta un proyecto de medición de black carbon y PM2.5 en chimeneas de hornos de la industria ladrillera. El objetivo del proyecto es proveer insumos técnicos para el desarrollo de un protocolo de medición, además de determinar factores de emisión de black carbon y PM2.5 para tecnologías de hornos artesanales, intermitentes y continuos, que permitan estimar las emisiones de estos contamines para el sector ladrillero colombiano. Para lograr este propósito, la coalición ha puesto a disposición un equipo prototipo (RatNoze2) para medir: CO, CO2, SO2, PM2.5 en el sector ladrillero, equipo que no está sujeto al cumplimiento estricto del protocolo de fuentes fijas, que indica que para desarrollar una medición directa, se debe contar con una chimenea y puertos de muestreo, lo cual facilita la medición en las ladrilleras informales y/o artesanales. Otras ventajas que presenta el prototipo, es el seguimiento continuo de la curva de cocción de los hornos intermitentes y continuos, y, la medición simultánea de varios contaminantes atmosféricos y gases de efecto de invernadero. Producto de las mediciones realizadas, se han obtenido cuatro factores de emisión de black carbon para hornos artesanales, hornos intermitentes colmena con dosificador, y, hornos continuos como el ZigZag y Hoffman. NOTA 1: Este proyecto es el mismo presentado por Aura Luisa Rodríguez Silva, sin embargo, la versión completa es la presente, que presentamos a su consideración, con ánimo de participar como ponentes. NOTA 2: Ponentes Fabio Salgado y Beryiny Rui
Exposición Personal a Partículas Finas, Black Carbon y Monóxido de Carbono en Diferentes Microambientes de Transporte en la Ciudad De Bogotá, del año 2016 Al 2019
No full textSegún La Organización Mundial de la Salud, nueve de cada diez personas respiran un aire que excede las directrices establecidas por la OMS. En Colombia 15.681 muertes son atribuibles a la contaminación atmosférica (INS,2018). Más aún, diversos estudios realizados en los últimos años han demostrado que la exposición a contaminantes para viajeros en entornos urbanos puede ser mucho más alta que lo reportado por las estaciones de monitoreo y que los viajeros en vehículos se exponen a concentraciones aún más elevadas comparado con viajeros de otros modos. Lo anterior, evidencia la necesidad de caracterizar la exposición personal y estimar su contribución a la dosis diaria. En este trabajo reportamos una compilación de campañas de medición realizadas desde el año 2016 enfocadas en la determinación de la exposición y la dosis de material particulado (PM2.5), black carbón equivalente (eBC), partículas ultrafinas (UFP), y monóxido de carbono (CO). Estas campañas fueron realizadas en el sistema BRT de Bogotá (Transmilenio, SITP, Alimentadores), Cable aéreo, bicicletas y carros particulares. La concentración de PM2.5, eBC y CO fue establecida con equipos DustTrak modelo 8520 y 8530 (TSI Inc.), Aethalometers (AE51, MicroAeth) y un medidor de celda electroquímica DeltaOhm, HD37AB1347 respectivamente. Las mayores concentraciones fueron observadas en el sistema Transmilenio, con un promedio de 160 µg/m3 de PM2.5, 80 µg/m3 de eBC y 4.2 ppm de CO. Al calcular las dosis de exposición por minuto se evidencian valores entre 1 y 2.5 µg/min de PM2.5 en el sistema BRT. Dosis más bajas (entre 0.5 y 1 µg/min) se encontraron en los medios de transporte alternativos. Al determinar la contribución que tiene esta exposición en la dosis diaria se estimó que el viaje en el Transmilenio representa entre el 60 y el 75% para PM2.5 y entre el 80 y el 90% para eBC, siendo la más alta comparada con otros modos. Esto deja claro que la implementación de medios de transporte alternativo y la renovación de la flota vehicular es necesaria en nuestra ciudad dado los beneficios colaterales para la salud que podrían ser muy significativos considerando los niveles de exposición actuales
ORDENAMIENTO DEL TERRITORIO, BASADOS EN LA MEDICIÓN DE RUIDO AMBIENTAL, EN LAS ZONAS DE UBICACIÓN DE CENTROS HOSPITALARIOS DE LA UPZ DOCE DE OCTUBRE Y LOS ALCAZARES, BOGOTÁ.
No full textDadas las condiciones de desarrollo urbano el ruido se convierte cada vez más en un contaminante de alta importancia ya que presenta un alto potencial de perturbación y afectación a la salud de las personas. De esta manera se planteó la investigación correlacionada con la evaluación de ruido ambiental en jornada diurna, en zonas aledañas a tres centros médicos (Hospital Universitario Barrios Unidos, Fundación Hospital Infantil Universitario de San José y CAPS de Chapinero) ubicados en la localidad de Barrios Unidos, con el objetivo de determinar primero el cumplimiento normativo, y segundo establecer las causas, ligadas al desarrollo de la localidad, y definir acciones que conlleven a la mitigación del ruido en este tipo de sectores específicos denominados de tranquilidad y silencio. La metodología de medición de ruido ambiental desarrollada estuvo guiada bajo lineamientos técnicos descritos en la norma ISO 1996-1-2016, y la Resolución No. 627/06 Del Ministerio De Ambiente, de manera simultánea a las mediciones se efectuaron; caracterización y georreferenciación de la zona de estudio, construyendo isófonas en mapas de ruido realizados con el software SoundPlan. Los resultados para los diferentes días de medición obtenidos demostraron que existe contaminación por ruido ambiental, dado que no hay cumplimiento normativo con respecto a los límites máximos permisibles, y se logró definir las causas específicas del ruido en el entorno de cada centro médico, pero en general en todos los casos se evidenció que existe una alta influencia principalmente debida al fenómeno de tráfico vehicular. Además, no se aprecia cumplimiento con lo establecido en el plan de ordenamiento territorial vigente en cada una de las UPZ en las que se ubican los Hospitales, ya que se ha permitido, el crecimiento de actividades comerciales, y que el uso de vías cercanas, alrededor del centro médico, se hayan convertido en prácticamente vías secundarias permitiendo el transito no controlado de motos, así como de diferentes tipos de vehículos, lo que en conclusión propicia un crecimiento desordenado en la zona, ante lo cual se realizan propuestas inherentes al cuidado de la contaminación acústica.
Sostenibilidad energética para una producción de hidrocarburos responsable
No full textEquión Energía Limited es una empresa de exploración y producción de hidrocarburos que cuenta con un Programa de Sostenibilidad Ambiental, certificado mediante ISO 14001 hace 20 años, dentro del mismo, se desarrolla un subprograma de acción frente al cambio climático el cual busca mejorar el desempeño energético de las operaciones y reducir los impactos ambientales asociados al uso de la energía, para esto se ha definido como objetivo del plan, el desarrollo, implementación y mantenimiento de procesos y procedimientos operativos por medio del monitoreo y la mejora continua de la eficiencia energética de la organización. Para dar cumplimiento a lo anterior, estableció una meta corporativa de ahorro energético con la cual en los últimos 8 años Equión ha logrado una disminución de la intensidad energética de 21% tomando como línea base la eficiencia energética del año 2010, es decir, que a lo largo de los últimos 10 años la organización ha logrado un ahorro energético de casi la cuarta parte de lo que consumía en el 2010. Algunas acciones que se han ejecutado para alcanzar las metas propuestas son: Uso de luminarias de bajo consumo, reemplazando el 78% de los bombillos convencionales por lámparas LED en las áreas administrativas y de operación en Casanare. Programa de monitoreo de las fuentes fijas que generan emisiones atmosféricas, del cual se desdobla un plan de mantenimiento de equipos mayores el cual incluye el Overhol (MJR) y Top Overhaul (TOV). Reducción de equipos en las operaciones retirando las facilidades operativas y la tea en Floreña C. y la adquisición de equipos más eficientes para las nuevas instalaciones. Finalmente, otro de los pilares de la gestión energética y la acción frente al cambio climático es el reemplazo de energías convencionales por tecnologías más limpias y el uso de energía renovable, como la energía solar para luminarias y transmisión de datos de los pozos de hidrocarburos que opera en el departamento de Casanare. Cabe mencionar, que Equión no se encuentra conectado al Sistema Eléctrico Nacional, logrando ser auto-sostenible
Metodología para determinar el porcentaje de material particulado en la capa troposfera a partir de teledetección. Área de estudio: Valle de Aburra, Antioquia, para el año 2016.
No full textEn la ciudad de Medellín en el año 2016 se implementaron planes de contingencia ya que los niveles de material particulado en el aire llegaron a 127 microgramos por metro cubico, por esto es necesario que se creen nuevas metodologías para medir la cantidad de contaminación que se presenta en todas las zonas de la ciudad ya que las metodologías de medición actuales trabajan con estaciones fijas que toman valores puntuales. En la presente investigación se da a conocer una metodología que tiene como objetivo la generación de un modelo empírico para estimar la concentración de partículas de contaminación menores a 10 micras (PM10) a partir de imágenes satelitales LANDSAT 8 en el Valle de Aburrá, en diferentes fechas del año 2016. Inicialmente, se muestra el procedimiento empleado para la obtención de los datos de entrada, consecutivamente, se describen los tratamientos previos realizados a las imágenes Landsat 8 (correcciones atmosféricas), posteriormente, se discuten las técnicas empleadas, en tercer lugar, validamos los modelos de regresión, para ello utilizamos una muestra de 1 imagen y 5 estaciones de monitoreo en tierra para la generación de los modelos, la validación que se efectúa se basa en el coeficiente de determinación (R2), el error típico de la estimación, el error de validación y la desviación estándar fundados en la comparación de las observaciones de PM10 medidas en las estaciones terrestres y el PM10 estimado por el modelo de regresión, en la última fase del trabajo obtenemos un mapa clasificado por PM10 para toda el área de estudio. Se obtuvieron los modelos generados por la combinación de las diferentes bandas, las imágenes se comportaron de forma diferente, algunas con solo 2 bandas presentaban buenos resultados y otras mostraron resultados poco precisos. Con los modelos con mejores resultados se procedió a hacer la validación de estos, para seleccionar el mejor, y posteriormente graficar el modelo final para cada una de las imágenes analizadas. Por medio del uso de imágenes satelitales Landsat 8 fue posible realizar un análisis de la contaminación en el Valle de Aburra de forma global y no puntual
DISTRIBUCIÓN ESPACIOTEMPORAL Y ESTIMACIÓN DE EMISIONES POR QUEMA PRECOSECHA DE CAÑA DE AZÚCAR EN EL VALLE DEL CAUCA
No full textLa adición de combustibles oxigenados a la gasolina y diésel petroquímicos reduce la formación de contaminantes durante la combustión, incluidos hollín, CO, hidrocarburos y NOx. La reducción neta de estas emisiones y de gases de efecto invernadero, particularmente de CO2, CH4, y N2O, es un asunto más complejo y controversial, ya que involucra la cadena de producción entera, incluyendo las emisiones agrícolas, de las que sabe muy poco. En Colombia se producen volúmenes similares de biodiesel de palma de aceite (1261 ton/día en 2017) y bioetanol de caña de azúcar (1005 m3/día en 2017). El valle geográfico del Río Cauca (VRC), en el cual es posible cultivar caña durante todo el año, produce casi el 80% de la caña de azúcar de Colombia. La quema precosecha de la caña de azúcar (QPA) sigue siendo aún una práctica común, dadas sus ventajas en términos de rendimiento y producción, comparada con la cosecha verde, es decir sin quema precosecha. A pesar de su importancia, es muy poco lo que se sabe aún sobre el impacto en la contaminación atmosférica de esta práctica. Esta investigación hace parte del proyecto y campaña de medición CACIQUE (CAuca river valley sugarCane pre-harvest burning aIr QUality Effects), el cual busca cuantificar y atribuir fuentes a la calidad del aire medida en el centro del VRC. Con base en información detallada del año 2018, en esta ponencia presentaremos un análisis detallado de la distribución espaciotemporal de la QPA en el VRC, y una primera estimación de las emisiones atmosféricas asociadas. En el 2018, el 66% del área se cosechó en verde, el 26% mediante quema controlada, y el 8% por incendios, o quemas no intencionales. El análisis también reveló que la mayoría de las quemas se llevan a cabo el periodo 6-8 pm, y una reducción considerable de quemas e incendios en los meses más lluviosos (mayo y septiembre). Se presentarán detalles adicionales, incluyendo resultados de análisis geoestadístico.
Multi-year Observations of Black Carbon and Brown Carbon in Bogota, Colombia: Identification of potential biomass burning emission areas through the relation of Tracers and Number of Fires.
No full textBiomass burning pollution sources can produce regional and global impacts on air quality. South America is one of largest contributors to biomass burning emissions (BB) globally. After Amazonia, BB emissions from the grassland plains of Northern South America (NSA), where both wildfires and agricultural burns occur regularly, are the most significant. The BB season in NSA is characterized by a different seasonality compared to that of Amazonia, with numerous fires occurring between January and March. In this work, we report 3 years of continuous equivalent Black Carbon (eBC) and Brown Carbon (BrC) measurements from an Aethalometer AE33-7. This data is used to identify and quantify the contribution of biomass burning from NSA to Bogota, Colombia's. The measurement site is located upwind of Bogota, at a hill-top 500 meters above the plateau where the city is located. Additionally, PM2.5 off-line data using a low-vol sampler and 37 mm quartz filters, has been collected during two three-month long field campaigns. The first campaign was carried out from January to March 2018 (high BB emissions in NSA) and the second one between July and August 2018 (low BB emissions in NSA). The filter samples were analyzed in Colorado State University quantifying biomass burning tracers such as Levoglucosan and potassium ion. OC/EC data was also retrieved from the filter samples. MODIS Active Fire Data and HYSPLIT back‐trajectories were used to support the identification of potential biomass burning plumes transported to the city during the fires season. We analyzed the relationship between BrC, OC, Potassium ion, and levoglucosan to identify signals of regional transport of BB aerosols. We found a maximum BB contribution of 10% to light-absorbing aerosols during the high number of fires season and a 1% BB contribution during the low number of fires season. Our results indicate potential biomass burning transport events from wildfires were observed during the months of January and April. Besides, we found a higher correlation between BB tracers and fires located in 400 km buffer. In addition, we identified potential source regions that could impact Bogotas air quality