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UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERÍA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA CIVIL Y AMBIENTAL
ANÁLISIS DE LAS CONCENTRACIONES DE AEROSOLES ABSORBENTES DE
LUZ EN BOGOTÁ.
PROYECTO DE GRADO
LAURA DANIELA ROMERO ALFONSO
ASESOR: RICARDO MORALES
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CONTENIDO
1.
Introducción ...3
1.1.
Black Carbon ...3
1.1.1.
Características
: ...3
1.1.2.
Fuentes
: ...3
1.1.3.
Efectos
: ...3
1.2.
Brown Carbon ...4
1.2.1.
Características
...4
1.2.2.
Fuentes
...5
1.2.3.
Efectos
...6
2.
Estudios previos...6
2.1.
Estudios locales ...6
2.2.
Estudios internacionales: ...6
3.
Metodología ...7
3.1.
Equipo de medición ...7
3.2.
Campaña de medición ...7
3.3.
Análisis de los datos ...8
4.
Resultados...10
5.
Conclusiones...14
3
1.
Introducción
Los aerosoles tienen la capacidad de interactuar con la radiación solar antes de que esta llegue a estar en contacto con la superficie. Esta interacción puede ser por la dispersión de la luz, o bien por la absorción de la misma. La presencia de aerosoles carbonáceos que absorben luz en ciertas capas de la atmósfera tiene como resultado que la atmosfera se caliente y que por el contrario, se enfrié la superficie terrestre (Feng, Ramanathan, & Kotamarthi, 2013) mientras que los aerosoles que dispersan la luz tienen el efecto contrario ya que estos suelen enfriar el planeta (Yang, Howell, Zhuang, & Huebert, 2008).
Las consecuencias del material particulado sobre la distribución de energía en la atmósfera ocurren tanto a nivel local, como a una escala global. En la zona directa de influencia se puede producir una reducción en la cobertura de nubes debido a la evaporación del agua y a la suspensión del movimiento ascendente que permite la formación de nubes. En las escalas más grandes el accionar de los aerosoles podrían disminuir la evaporación y precipitación media mundial (Ramanathan & Carmichael, 2008).
1.1.Black Carbon
El carbón negro (BC por sus siglas Black Carbon) es una fracción de los aerosoles carbonáceos y componente del material particulado, asociado especialmente con la fracción final PM2.5 (Dons et al., 2013). Se caracteriza no
solo por su fuerte absorción de la parte visible del espectro óptico (Park, Hansen, & Cho, 2010), sino que también por su capacidad de dispersarla, lo que hace que se caliente la atmosfera donde están presentes y se reduzca que la cantidad de luz que llega a la superficie y que es reflejada de vuelta (Bond et al., 2013). Además, es reconocido como el segundo agente antropogénico causante del cambio climático después del 𝐶𝑂2 y de ser un indicador de efectos
adversos a la salud causados debido a la contaminación del aire (Drinovec et al., 2015).
1.1.1. Características
:
Estos aerosoles consisten en agregados de pequeñas esferas de carbón de diámetro entre los 10nm hasta aproximadamente 50nm (Petzold et al., 2013). Unas de las principales características que distinguen a este tipo de aerosoles según Bond et al. (2013) están:
Es refractario con una temperatura de volatilización cerca a los 4000K, es decir que mantiene su forma inicial aun cuando se es expuesto a altas temperaturas haciendo que su tiempo de residencia y estabilidad en la atmosfera sea alto.
Es insoluble en agua y solventes orgánicos incluidos el metanol y acetona, lo que implica tal como se había mencionado anteriormente que tenga un tiempo de residencia en la atmosfera mayor.
Es co-emitido con otros aerosoles y gases percusores como partículas con sulfuro, aerosoles orgánicos, compuestos orgánicos percusores de ozono, óxidos de nitrógenos y gases de efecto invernadero.
Luego de la emisión, estos aerosoles son partículas pequeñas e hidrofóbicas lo cual hace que no sean un buen núcleo de condensación pero a medida que envejecen y se mezcla con otros componentes la absorción de luz aumenta significativamente y por lo tanto tienen mayor influencia sobre la atmosfera (Park et al., 2010). La remoción del BC de la atmosfera ocurre por medio de la precipitación y contacto con la superficie (Bond et al., 2013) por lo que su tiempo de vida medio esta entre una semana a diez días dependiendo de las condiciones atmosféricas (Tiwari et al., 2013).
1.1.2. Fuentes:
BC es emitido en diferentes procesos de combustión incompleta y actividades antropogénicas. Las emisiones se pueden agrupar en motores a diésel, industrial, combustibles fósiles residenciales y quemas a cielo abiertos. Los estimativos de las emisiones a nivel global establecieron tasas de 7500 𝐺𝑔 𝑦𝑟−1 para el año 2000, en
donde los motores a diese contribuyeron cerca de un 20% a las emisiones totales. Las industrias que usan carbón como combustible generaron cerca del 9%. El uso de madera, residuos de agricultura y carbón para cocinar o calefacción de los hogares aportaron un 25% y por ultimo las quemas abiertas fueron cerca del 40% del total de emisiones. El porcentaje restante se debido a motores a gasolina, industrias a gas y aceite, aviación y navegación (Bond et al., 2013).
Con respecto a la distribución geográfica de las emisiones, en África y Asia, entre el 60 y 80% de las emisiones se deben a los combustibles fósiles residenciales y en Europa, Norte América y Sur América el 70% de las emisiones se deben a los motores a diésel (Bond et al., 2013). En el caso de las emisiones producidas por motores a diésel, varios estudios han demostrado una relación proporcional entre las concentraciones ambientales de BC y la cantidad de emisiones vehiculares (Titos et al., 2015), así como el grado de urbanización está relacionado con la contaminación del aire y por ende en las concentraciones de BC (Dons et al., 2013).
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La presencia de BC en la atmosfera tiene diversos efectos, tanto climatológicos/meteorológicos como en la salud de las personas. Uno de las principales problemas asociados con el BC es que interactúa con las nubes cambiando su reflectividad y el tiempo de vida (UNEP & WMO 1b, 2011), además de influenciar su formación de debido a que tiene la capacidad de alterar la estructura vertical de temperatura del aire, los patrones de circulación y de convección de los vientos, al igual que cambiar la concentración de gotas liquidas en la atmosfera y de las partículas de hielo esto debido a que los aerosoles actúan como núcleos de condensación. También tienen la capacidad de afectar la cobertura de nieve y hielo, ya que cuando el BC se deposita en estas hace que la temperatura del suelo aumente lo que ocasiona que se reduzca la reflectividad de estas superficies y que además se derritan más rápido (Bond et al., 2013). Todo esto conlleva a que se vea afectado el ciclo hidrológico, se presenten cambios en la ZCIT, en el sistema monzón de Asia y se convierta en una de las causas del calentamiento del ártico (Bond et al., 2013).
La absorción de luz y los efectos que tiene sobre las nubes hace que se presente un cambio en el balance radiativo, lo que se conoce como forzamiento radiativo (RF por sus siglas Radiative Forcing). Esto es el balance entre la radiación o calor que entra a la atmosfera y la que es reflejada de vuelta al espacio (UNEP & WMO 1b, 2011). Un forzamiento positivo indica que al sistema está entrando más energía de la que sale, causando que la atmosfera se caliente, mientras que un forzamiento negativo indica que sale más energía de la que entra causando un enfriamiento en el sistema. Un estimativo reciente sugiere que este forzamiento debido al BC es de aproximadamente + 1.1 𝑊𝑚−2, lo que indica que las
emisiones de BC independientemente de las especies co-emitidas tienen un efecto RF positivo y son capaces de calentar la atmosfera (Bond et al., 2013). Como valores de referencia se tiene que el RF del CO2 es de +1.56 y el de CH4 es de +0.86, y en de la era industrial (1750 – 2005) los valores estimados de RF para estos aerosoles eran de +0.71 (Bond et al., 2013). La diferencia principal entre el BC y otros agentes causantes del cambio climático es que este puede absorber en todas las longitudes de onda, lo cual implica que puede absorber 1 millón de veces más energía por unidad de masa que el CO2, este último estando incluso en concentraciones 200 veces más grandes (UNEP & WMO 1b, 2011).
Por otra parte, los problemas de salud asociados con la exposición a material particulado (PM2.5 y PM10) están
también asociados con la presencia de BC según estudios epidemiológicos. Estos estudios han estimado que los efectos en la salud están más asociados con el BC que con PM, lo que sugiere que el BC es un mejor indicador de sustancias partículadas peligrosas provenientes de fuentes
de combustión. Sin embargo no es posible distinguir si los efectos en la salud son causados exclusivamente debidos al BC o a PM (Janssen et al., 2012). Varios estudios han sugerido que el BC en si no es un constituyente toxico del PM, sino que funciona como un transportador de una amplia variedad de compuestos químicos que pueden llegar a ser tóxicos para la salud tales como hidrocarburos aromáticos policíclicos, metales pesados y compuestos orgánicos semivolátiles (Schaap & Denier van der Gon, 2007).
Experimentos realizados para identificar las respuestas adversas del BC encontraron cambios en el ritmo cardiaco, arritmias, cambios en la función vascular como el aumento de la presión sanguínea, afectación a la actividad pulmonar y cardiovascular, además de reacciones inflamatorias que comienzan por afectar los pulmones y luego sigue con el sistema nervioso y el corazón (Janssen et al., 2012). Los grupos de riesgo son principalmente los niños ya que su sistema respiratorio aún está en desarrollo, y la exposición a estas partículas puede causar alteraciones funcionales. También están en riego personas de la tercera edad, ya que el sistema cardiovascular es vulnerable y por ultimo las personas asmáticas o con problemas respiratorios (Environment, 2012). Esto se debe a que las partículas finas pueden llegar al sistema respiratorio, incluso las partículas con el diámetro más pequeño pueden entrar hasta los alveolos haciendo que las sustancias peligrosas entren al torrente sanguíneo (Environment, 2012).
1.2.Brown Carbon
El carbón marrón (BrC por sus siglas en ingles Brown Carbon) es una fracción de carbón orgánico (OC) que puede absorber y dispersar la radiación solar (Park et al., 2010). La principal característica de este tipo de aerosoles es que absorbe fuertemente en el rango ultravioleta y va disminuyendo cuando se aproxima al rango visible (Feng et al., 2013), comenzando a absorber cerca de la mitad del espectro visible 550nm (Liu et al., 2013).
El principal problema relacionado con el BrC es que sus fuentes, propiedades ópticas y composición química aún no están bien caracterizadas y se conoce poco sobre los mecanismos y tasas de transformación una vez emitidos a la atmosfera. (Laskin, Laskin, & Nizkorodov, 2015; Lee, Aiona, Laskin, Laskin, & Nizkorodov, 2014).
1.2.1. Características
Estudios han sugerido que el BrC puede estar ampliamente distribuido en áreas geográficas específicas y en ambientes urbanos en donde podrían contribuir sustancialmente o dominar la absorción de luz en ciertas longitudes de onda (Laskin et al., 2015). Una de las
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propiedades de estos aerosoles es que contienen una fracción significativa que es soluble en agua, lo que significa que parte del BrC se puede disolver en pequeñas gotas por encima de la zona de formación de las nubes y de esta manera generar gotitas absorbentes homogéneas que afectan la absorción de la nube, en particular en el UV (Andreae & Gelencsér, 2006). Varios estudios han sugerido que las propiedades ópticas del BrC pueden cambiar entre más tiempo pasen en la atmosfera, o bajo diversas condiciones de temperatura o de irradiación (Lee et al., 2014).
La diferencia principal entre el BC y el BrC, es que este último a diferencia del BC que tiene una estructura similar a la del grafito con átomos de carbono conectados con enlaces 𝜋 creando electrones deslocalizados los cuales son los responsables de la absorción de luz en todas las longitudes de onda. Los aerosoles orgánicos como el BrC no tiene las mismas estructuras ya que estas suelen reaccionar con el ozono, en cambio tienen estructuras aromáticas como anillos de benceno, los cuales no tienen la capacidad de absorben en el rango visible. Como resultado de la absorción selectiva, se remueve las longitudes de onda correspondientes a la parte morada o azul del espectro dándole así el color amarillo/café al BrC (Desyaterik et al., 2013). Un aspecto a tener en cuenta es que varios estudios han sugerido que la absorción de luz por parte del BrC puede ser cerca del 30% de la absorción total en la longitud de onda 370 nm y disminuye progresivamente siendo cerca del 10% de la absorción en 600 nm y 0% cerca de los 900nm (Yang et al., 2008).
1.2.2. Fuentes
BrC tiene tanto fuentes primarias como secundarias (Liu et al., 2013). Las fuentes principales son las quemas a bajas temperaturas e incompletas de biomasa, bosques y biocombustibles (Park et al., 2010) y la combustión ineficiente de hidrocarburos (Yang et al., 2008) usados en ciertos casos para calefacción, cocinar y la producción de energía (Laskin et al., 2015). Las mayores concentraciones de BrC han sido encontradas en Sur América, Asia y África, pero en especial en ciudades de India y China en épocas de invierno, mientras que en las áreas urbanas de Estados Unidos y Europa se han presentado las menores concentraciones (Feng et al., 2013).
Fuentes secundarias de BrC han sido encontradas en estudios de laboratorios los cuales han demostrado que la producción de BrC también se logra por procesos tales como la oxidación a bajas temperaturas de materiales biogenicos y sus productos de polimerización, reacciones de compuestos orgánicos en soluciones acidas (Liu et al., 2013), así como son humus del suelo, sustancias húmicas, materiales alquitranados procedentes de la combustión, bio-aerosoles entre otros(Andreae & Gelencsér, 2006). Estas fuentes secundarias son especialmente frecuentes en entornos urbanos con altas emisiones antropogénicas (Liu et al. 2013). Sin embargo, dependiendo del origen del BrC, la eficiencia de absorción y la dependencia espectral varía (Andreae & Gelencsér, 2006).
Locación Con. BrC (𝜇𝑔/𝑚3) Fecha del muestreo Referencia
Aveiro, Portugal 3.80
09/2002 – 09/2004 Lukács et al. (2007) Azores, Portugal 0.19
Schauinsland, Alemania 1.21 Sonnblick, Alpes Austriacos 0.51 Puy de Dôme, Francia 0.83 K-puszta, Hungría 5.53
Ciudad de México 5 - 90 2003 Barnard et al. (2008)
Tabla 2. Resumen de las concentraciones de BrC obtenidas en diferentes países, con el tiempo de muestreo de cada uno y la referencia de donde se obtuvieron los valores.
Locación Con. BC (𝜇𝑔/𝑚3) Fecha del muestreo Referencia
Korea 0.3 - 19.9 30/01/07 - 12/02/07 Park et al. (2010) Liubliana, Eslovenia 5.6 24/08/13 - 21/09/14
Titos et al. (2015) Granada, España 3.8 9/06/14 - 15/07/14
Flandes, Bélgica 9.6 - 10.7 04/10 - 02/11 Dons et al. (2013) Beijing, China (Invierno) 7.1 6/01/07 – 20/01/07
Cao et al. (2007) Beijing, China (Verano) 4.6 3/06/07 – 31/07/07
Delhi, India 0.9 – 25.5 1/01/10 – 31/12/10 Tiwari et al. (2013) Shanghái, China 2.04 - 5.05 04/07 – 03/10 Wang et al. (2014)
Tabla 1. Resumen de las concentraciones de BC obtenidas en diferentes países, con el tiempo de muestreo de cada uno y la referencia de donde se obtuvieron los valores.
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1.2.3. EfectosUno de los principales problemas ambientales de estos aerosoles es que la absorción de luz se aumenta sobre las fuentes de emisión y arriba de las nubes por lo cual juega un rol importante en fotoquímica y el ciclo hidrológico (Feng et al., 2013). Esto se debe a que igual que el BC, el BrC afecta el albedo y la formación de las nubes ya que estos aerosoles se mezclan con las gotas de agua y facilitan la evaporación de agua y la dispersión de las nubes (Laskin et al., 2015) tal como se mencionó anteriormente.
Dependiendo del origen del BrC, la eficiencia de la absorción y la dependencia espectral varía. En un estudio de Park et al. (2010) estimaron que el RF del BrC puede llegar a ser el 15% del generado por el BC. En otros estudios se ha encontrado que el RF del BrC en la superficie es cercano al -0.43 mientras que de +0.05 en la parte superior de la atmosfera (Feng et al., 2013). Otros estudios han sugerido que la contribución del BrC al forzamiento radiativo debido a la absorción de radiación solar se estima que puede ser entre 0.1 – 0.25 Wm−2. Los efectos regionales sobre las áreas donde se presentan quemas de biomasa y biocombustibles como el sur y el este de Asia, Sur América y ciertas regiones de África, el RF puede ser mayor que 0.25 significando que en estas áreas el BrC puede dominar la absorción de luz por parte de los aerosoles. (Laskin et al., 2015).
La absorción de luz por parte del BrC en el rango UV podría tener como resultado una reducción substancial en las tasas de fotolisis de ciertos compuestos gaseosos afectando la concentración de oxidantes atmosféricos. En estudios modelados han mostrado que la reducción en la radiación solar puede dar como resultado una reducción en
la tasa de fotolisis del J(NO2) y por consiguiente la reducción en las concentraciones de ozono que bajo ciertas circunstancias podría ser del 40% (Laskin et al., 2015).
2.
Estudios previos
2.1.Estudios locales
En el 2013 Franco et al., midieron las concentraciones de BC en las afueras de 4 colegios públicos de Bogotá, 3 de ellos estaban cerca de vías principales o de alto flujo vehicular mientras que el restante en una vía secundaria, el cual fue tomado como referencia. Las mediciones las realizaron entre el 2006 y 2008 durante tres meses cada año con ayuda de un Aethalometer portable. Los datos que obtuvieron en el colegio de referencia mostraron valores de entre 5 y 10 𝜇𝑔/𝑚3, los otros colegios obtuvieron valores
de 20 – 30 𝜇𝑔/𝑚3 y de 30 a 50 𝜇𝑔/𝑚3. Los autores atribuyeron la diferencia entre los colegios al número de vehículos diésel que transitaban alrededor de los mismos.
Franco et al. (2014) midieron concentraciones de BC en las ciclorutas en diferentes vías de Bogotá con un Micro-Aethalometer. Las mediciones las agruparon en dos: los días entre semana y el domingo. Los resultados fueron: en la Calle 26: de 35 a 40 𝜇𝑔/𝑚3 en el primer caso y valores
cercanos a 20 𝜇𝑔/𝑚3en el segundo; Avenida Boyaca: 45 a
55 𝜇𝑔/𝑚3 y 42- 45 𝜇𝑔/𝑚3; en la Calle 19: 25-30 𝜇𝑔/𝑚3
y valores cercanos a 15 𝜇𝑔/𝑚3; en la Carrera 11: de 35 a
40 𝜇𝑔/𝑚3 y 20 -25 𝜇𝑔/𝑚3. Mostrando que las mediciones
realizadas los domingos muestran concentraciones más bajas debido a la disminución del flujo vehicular. En el estudio llevado a cabo por Segura et al. (2015) midieron la exposición de BC en peatones en tres de las vías vehiculares más concurridas de la ciudad con un Micro-Aethalometer. En la Carrera Séptima encontraron valores entre 57 y 66 𝜇𝑔/𝑚3, en la Carrera Novena de 23 a 26 𝜇𝑔/𝑚3 y en la Carrera Once de 35 a 42 𝜇𝑔/𝑚3.
2.2.Estudios internacionales:
Park et al. (2010) llevaron a cabo un estudio en una zona urbana de Corea con un Aethalometer de una longitud de onda, y encontraron concentraciones de BC entre 0.3 y 19.9 𝜇𝑔/𝑚3 donde las mayores concentraciones se presentaron en las mañanas y noches durante las horas de mayor tráfico. En el estudio llevado a cabo por Titos et al. (2015) en Liubliana, Eslovenia y en Granada, España se midieron las concentraciones de BC antes y después de implementar una restricción vehicular y una nueva flota de buses respectivamente. Se evidencio que la restricción de vehículos en una de las calles de Liubliana logro reducir las concentraciones de BC en un 72%, antes de la restricción el valor promedio de BC era de 5.6 𝜇𝑔/𝑚3 y luego de
esta 1.6 𝜇𝑔/𝑚3, mientras que en el caso de Granada paso Fig 1. Ubicación del lugar de medición (Calle 134a #20) y la estación de
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de 3.8 𝜇𝑔/𝑚3 a 2.5 𝜇𝑔/𝑚3. En la Tabla 1 se presenta un
resumen de otros estudios que se han realizado en zonas urbanas, incluyendo las concentraciones promedio, la locación y el tiempo de muestreo.
En cuanto a las concentraciones de BrC, Cao et al., 2007, encontraron que las concentraciones de BrC en Beijín varían a lo largo del año, con un máximo de 92.5 𝑚𝑔/𝑚2 en noviembre comparado con 5.2 𝑚𝑔/𝑚2 en
agosto. Estas diferencias tan grandes se deben a que en los meses de invierno (Noviembre a Marzo) se aumenta el consumo de carbón (L. Wang et al., 2013). En la Tabla 2 se muestran algunos de los valores encontrados en la literatura, teniendo en cuenta que los valores presentados por Lukács et al. (2007) son en lugares no urbanos.
3.
Metodología
3.1.Equipo de medición
Este estudio se realizó utilizando un Aethalometer AE33 de Magee Scientific. Los métodos ópticos, tales como el Aethalometer, son usados para la determinación en tiempo real de las concentraciones de los aerosoles de BC. El principio de funcionamiento de este equipo consiste en una corriente de aire del cual se obtienen dos muestras con diferentes tasas de acumulación (diferentes flujos) en donde las partículas son recolectadas en una cinta de filtro. En cada muestra se mide la transmisión de la luz a través de la cinta en siete diferentes longitudes de onda (370, 470, 520, 590, 660, 880, 950 nm), y así obtener la atenuación de luz en la cinta con respecto a las dos muestras y un punto de referencia. Cuando la cinta llega a cierto valor de atenuación (limite por defecto o seleccionado por el usuario), esta avanza para comenzar las mediciones en un espacio en blanco (Drinovec et al., 2015).
Para obtener la concentración de BC se deben calcular distintos parámetros, el primero de ellos es la atenuación de luz en el filtro, la cual se calcula con la Eq. 1. 𝐼 es la intensidad de la señal para la marca de medición, 𝐼𝑜 es la
señal del detector para el punto de referencia.
𝐴𝑇𝑁 = −100 ∗ ln (𝐼 𝐼𝑜
) (1)
El segundo parámetro es el flujo, para determinarlo se utiliza la Eq. 2 donde 𝐹𝑜𝑢𝑡 es el flujo con el cual se
realizaron las mediciones. 𝜁 se calcula como 1 menos el flujo inicial sobre el flujo final.
𝐹𝑖𝑛= 𝐹𝑜𝑢𝑡∗ (1 − 𝜁) (2)
Una vez calculado estos dos parámetros se procede a calcular el coeficiente de atenuación. Donde S es la
superficie del filtro donde se depositan las partículas, y ∆𝑡 el intervalo de tiempo
𝑏
𝑎𝑡𝑛=
𝑆 (∆𝐴𝑇𝑁/100)
𝐹
𝑖𝑛∗ ∆𝑡
(3)
Luego se calcula el coeficiente de absorción, cuyos parámetros con el coeficiente de atenuación y c, este último es el parámetro de dispersión y se determina comparando diferentes métodos e instrumentos en laboratorios por lo que existe un amplio rango de valores y depende del material con que este hecho el filtro. Si la cinta del filtro es de cuarzo C toma el valor de 2.14, mientras que si es de fibra de vidrio es de 1.57.
𝑏𝑎𝑏𝑠= 𝑏𝑎𝑡𝑛/𝐶 (4)
Ya teniendo el coeficiente de absorción se procede a calcular la concentración inicial de carbón negro con la Eq.5 , donde 𝜎𝑎𝑏𝑠 es el massabsorption cross section y
varía dependiendo de la longitud de onda. En el caso de la longitud de onda 370nm el 𝜎𝑎𝑏𝑠= 18.47 𝑚2𝑔−1 y para
880nm 𝜎𝑎𝑏𝑠= 7.77 𝑚2𝑔−1.
𝐵𝐶 = 𝑏𝑎𝑏𝑠/𝜎𝑎𝑏𝑠 (5)
Sin embargo, aún falta agregar el efecto de compensación a las concentraciones. Esto se calcula utilizando el valor de BC obtenido en la ecuación anterior, la atenuación y k, que representa el parámetro de compensación y varía dependiendo de la longitud de onda.
𝐵𝐶 = 𝐵𝐶𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑𝑜
(1 − 𝑘 ∗ 𝐴𝑇𝑁) (6)
Uniendo todos los parámetros tenemos la ecuación final con la que se obtiene la concentración de BC. Esta misma ecuación se usa en todas las longitudes de onda para obtener los valores que serán usados para el análisis más adelante.
𝐵𝐶 = 𝑆 (∆𝐴𝑇𝑁1/100)
𝐹1(1 − 𝜁) ∗ 𝜎𝑎𝑖𝑟∗ 𝐶 ∗ (1 − 𝑘 ∗ 𝐴𝑇𝑁1) ∗ ∆𝑡 (7)
3.2.Campaña de medición
En este estudio se realizaron mediciones continuas con el Aethalometer AE33 de 7 longitudes de onda junto con un impactador y una trampa de agua para medir las concentraciones de BC y BrC con un intervalo de tiempo de 1 minutos durante 2 semanas en la cuidad de Bogotá (27/01/2016 – 09/02/2016). El lugar donde se ubicó el equipo fue en el norte Bogotá, cerca de dos vías principales de la cuidad como lo son la calle 134 y la autopista norte.
8
Este punto se caracteriza por ser una zona de alto flujo vehicular especialmente con motores a diésel tales como buses tradicionales, vehículos de carga y buses de Transmilenio, con la particularidad de que sobre la autopista norte esta una troncal de Transmilenio de la primera fase, lo que implica que los buses que transitan sean de la flota más antigua y sean más propensos a contaminar más que los de la flota más reciente. Además de estos vehículos a motor diésel también transitan gran cantidad de vehículos particulares y motocicletas. Durante la medición ocurrieron diversos hechos a tener en cuenta. El primero de estos fue la inversión térmica que ocurrió en Bogotá durante cerca de una semana entre los últimos días de enero y la primera semana de febrero del 2016 lo que produjo que los contaminantes se concentraran cerca de la superficie y la calidad del aire empeorara. El segundo aspecto a tener en cuenta es que el 4 de febrero se produjo el día sin carro y sin motos en toda la ciudad de Bogotá con el objetivo de disminuir los niveles de contaminación. También se produjo un incendio forestal en los cerros orientales que inicio el 1 de febrero y solo fue controlado el 5 febrero, afectando cerca de 40 hectáreas. Y por último las altas temperaturas presenciadas en la capital que llegaron a valores de 24°c comparado con los valores históricos de 14°c. el efecto de estos eventos sobre las concentraciones se verá más adelante en la sección de resultados.
3.3.Análisis de los datos
Los datos obtenidos del equipo tienen una resolución temporal de 1 minuto, lo que significa una serie de datos de 20160 valores. Para realizar el análisis de las concentraciones de BC se tomó en cuenta únicamente la longitud de onda 880nm, ya que a esta longitud la absorción total se debe únicamente a la absorción debido al BC. En el caso del BrC, el análisis de las concentraciones se realizó de dos maneras diferentes debido a la poca claridad sobre su análisis en la literatura consultada. El primer método utilizado fue utilizar la absorción total registrada a 370nm y multiplicarlos por 0.3. Se utilizó esta longitud de onda ya que el BrC por sus características ópticas tiende a absorber mayores cantidades de luz a bajas longitudes de onda, y el 0.3 debido a que según Yang et al. (2008) a 370nm el 30% de la absorción total se debe al carbón marrón. El segundo método utilizado fue usar el porcentaje de absorción debido a quema de biomasa (%BB) que proporciona el equipo y el cual varía dependiendo de los cálculos que realiza internamente, esto debido a que como se mencionó anteriormente la mayor fuente de BrC es debido a la quema de biomasa y el porcentaje puede ser un buen estimativo para las concentraciones de BrC
La primera parte del análisis del BC consistió evaluar la tendencia de los datos, esto es identificar si las
concentraciones aumentan o disminuyen conforme pasa el tiempo. Para esto se decidió descomponer la serie de tiempo en sus componentes: tendencia T, estacionalidad S, y aleatoriedad e (Eq.8). La tendencia, como ya se mencionó, representa el comportamiento predominante de la serie, y al separarla de los otros datos se puede identificar si las concentraciones aumentan o disminuyen con el tiempo. La estacionalidad son los eventos que se repiten periódicamente en la serie de tiempo y la aleatoriedad o ruido son los eventos irregulares. Para esto, primero se debe obtener la tendencia, la cual se calcula mediante promedios móviles (Eq. 9). Esto consiste en establecer un número fijo de datos (n) con el cual se va a calcular el promedio, se inicia el conteo desde el primer valor de la serie hasta el valor escogido de n, y se procede a calcular el promedio. Luego se selecciona la siguiente serie de datos empezando por el segundo valor de la serie original hasta n+1 y así sucesivamente. Luego de establecer la tendencia, se calcula la estacionalidad sacando los promedios de cada periodo de tiempo, y la aleatoriedad es la diferencia de la serie original, la tendencia y la estacionalidad.
𝑌[𝑡] = 𝑇[𝑡] + 𝑆[𝑡] + 𝑒[𝑡] (8)
𝑋(𝑡) =∑ 𝑋𝑡−1 𝑛 𝑡
𝑛 (9)
En este caso la estimación de la tendencia se realizó con el software R-proyect, el cual es un entorno de programación con un enfoque al análisis estadístico, mediante la función decompose, la cual descompone la serie usando promedios móviles y tiene como parámetros una serie de tiempo, para la cual se utilizaron los promedios horarios del BC, un valor de inicio el cual se estableció como 1 y por último la frecuencia que se estableció como 24, este valor se seleccionó debido a que cada 24 horas se cumple un ciclo en el comportamiento de los aerosoles, además porque si la frecuencia se aumenta se disminuye la cantidad de datos de la tendencia mientras que si se disminuye la frecuencia tendencia se asemeja a la serie original.
Para la segunda parte del análisis se sacaron promedios cada 60 datos debido a que la serie original tiene datos cada minuto y de esta manera tener promedios horarios, para un total de 360 valores. De igual manera se sacaron promedios cada 1440 datos, es decir cada 24 horas para así obtener 14 valores representando el promedio de cada día. En la tercera parte del análisis se realizaron los promedios cada hora de todos los días entre semana, es decir promediar la primera hora de todos los días, luego la siguiente y así sucesivamente hasta tener un solo valor para cada hora del día, tanto para los días entre semana como con los fines de semana y de esta manera observar el comportamiento diurno del BC en ambas situaciones.
9
En la última parte del análisis del BC se realizó una regresión lineal para determinar si existe alguna relación entre el aumento o disminución en las concentraciones de BC y algún cambio en la temperatura o en la radiación que llega a la superficie. Para esto se utilizaron datos de la Red de Monitoreo de Calidad del Aire de Bogotá (http://201.245.192.252:81) donde se buscó la estación más cercana al punto de medición que contara con el registro de todos los parámetros requeridos (temperatura, radiación solar y material particulado) por lo que finalmente se seleccionó estación Guaymaral que si bien está a más de 7 km de distancia es la única que contaba con los datos
necesarios para realizar la regresión (Fig.1). Los datos que proporciona la red de monitoreo son promedios horarios tomados en la misma fecha en la que se realizaron las mediciones con el Aethalometer, pero para el análisis se utilizaron los promedios de cada hora de todos los días, tal como se realizó en la tercera parte del análisis del BC, para tener únicamente el comportamiento diurno. Para realizar la regresión se utilizó el software estadístico Stata, en el modelo como variable dependiente se tomó la temperatura, ya que se busca ver algún cambio en esta debido a la presencia de otros factores, y como las variables independientes los parámetros mencionadas anteriormente.
Fig 2. Descomposición aditiva de la serie de tiempo de BC con resolución temporal de 1 hora, en sus componentes de tendencia, estacionalidad y aleatoriedad con frecuencia de cada 24 datos con el programa R-proyect.
Fig 3. En esta grafica se muestran los promedios horarios y diarios de las concentraciones de BC. En el eje y de la derecha se muestran las concentraciones promedio de los valores diarios (línea continua). En el eje y de la izquierda se muestran las concentraciones promedio horarias (línea punteada)
10
4.
Resultados
El promedio de las concentraciones del BC de la serie es de 9.5 ± 11.2 𝜇𝑔 𝑚−3 el cual es un valor mucho más
bajo de lo que se había encontrado en Bogotá en estudios recientes (Sección 2.1) pero cabe resaltar que estas mediciones a las que se hace referencia fueron realizadas a nivel del suelo, al lado de las vías principales y solo durante ciertas horas del día, mientras que en este estudio se realizaron a mayor altura tratando de ver el efecto de todas las fuentes de emisión y no solo de las fuentes vehicular. En cambio, si se comparan con estudios realizados en otros países, el valor obtenido está dentro de los promedios reportados en países como Corea, India, Bélgica y China y por encima de países como Eslovenia y España (Sección 2.2). En cuanto a la tendencia, en la Fig. 2 se puede observar que desde que inicia la serie un miércoles hasta el domingo las concentraciones tienden a disminuir, y que cuando comienza de nuevo la semana las concentraciones vuelven a aumentar y al final de la semana disminuyen. Si bien la tendencia, aunque no es totalmente lineal y que presentan picos en las concentraciones en ciertos periodos de tiempo, la concentración final es menor a la concentración inicial, ya que al principio de la tendencia la concentración de la tendencia es cercana a los 7.5 𝜇𝑔/𝑚3
y al final de la misma es de 4.5 𝜇𝑔/𝑚3 mostrando que las
concentraciones tienen un comportamiento que disminuye progresivamente con el tiempo.
En la Fig.3 se presentan los promedios horarios del BC, en esta la serie comienza el 27 de enero, un miércoles y se presenta un comportamiento singular en las concentraciones con un pico alto en la mañana y otro menor en la tarde, los siguientes dos días se presenta el mismo comportamiento. No obstante, el 30 y 31 no se evidencian picos tan altos en las concentraciones, coincidiendo esto con los fines de semana y la semana siguiente se presenta el mismo patrón. Para confirmar esto se promediaron las concentraciones de los días entre semana y los fines de semana obteniendo valores de 11.1 𝜇𝑔 𝑚−3 y 5.2 𝜇𝑔 𝑚−3
respectivamente, lo que es una diferencia significativa para confirmar que los fines de semana se generan menos emisiones de BC en comparación con los días entre semana. De esta gráfica también se puede observar que el 28 de enero en las horas de la mañana fue el día en el que se alcanzó la mayor concentración horaria de toda la serie, cercana a los 70 𝜇𝑔 𝑚−3 siendo el segundo día con la
mayor concentración promedio (15.3 𝜇𝑔 𝑚−3). El día con
la menor concentración horaria de la serie fue el 8 de febrero en las horas de la madrugada donde se presentaron valores de 0.6 𝜇𝑔 𝑚−3 y siendo el segundo día con las
menores concentración promedio diarias (3.19 𝜇𝑔 𝑚−3).
El día con la mayor concentración diaria promedio fue el 4 de febrero que coincide con el día sin carro en Bogotá,
el cual como ya se menciono tiene como objetivo disminuir los niveles de contaminación en la cuidad debido a emisiones de automotores, no obstante se registraron concentraciones promedio de 15.4 𝜇𝑔 𝑚−3, generando el
efecto contrario a lo que se pretendía esto en parte a que debido a que como los vehículos particulares no pueden transitar por la ciudad la gran mayoría del servicio público sale para cubrir la demanda y estos vehículos en su mayoría funcionan con motores a diésel, una de las principales fuentes de BC. Otra de las causas es que en este día se presentaron las velocidades del viento promedio más bajas de toda la serie tal como se evidencia en la Fig. 4, lo que da como resultado que los contaminantes no se distribuyeran con rapidez y se concentraran cerca de la superficie. Mientras que el día con la menor concentración promedio fue el domingo 7 de febrero, con un valor de 2.27 𝜇𝑔 𝑚−3. Este día se presentó la mayor velocidad
promedio de 3.5 𝑚𝑠−1 lo que podría implicar que las
concentraciones se dispersaron con mayor facilidad en la atmosfera y por lo tanto las mediciones registraron menores concentraciones con respecto a otros días. Esto mismo se presenta el lunes 8 de febrero, en donde la concentración promedio no supera los 4 𝜇𝑔 𝑚−3 y que a su
vez se presenta la velocidad promedio diaria más alta (1.2 𝑚𝑠−1) lo cual explicaría porque no se presentan las
altas concentraciones que se ven en los otros días entre semana.
En la Fig. 5, se muestran los comportamientos diurnos de las concentraciones construidas con los promedios hora a hora de todos los días. Con respecto a los días entre semana se pueden ver tres situaciones diferentes: la primera es un pico en las concentraciones en las horas de la mañana cerca de las 6-7 am alcanzando concentraciones que superan los 35 𝜇𝑔 𝑚−3. La segunda situación es una
caída en las concentraciones cerca del mediodía en donde se presentan los valores más bajos de toda la serie, los cuales llegan a ser 4 𝜇𝑔 𝑚−3. Y por último se presenta un
pico en las horas de la tarde desde las 4pm hasta cerca de las 7pm con concentraciones cercanas a los 14 𝜇𝑔/𝑚3.
Este ciclo puede ser atribuido a la combinación de dos situaciones diferentes como lo son las actividades antropogénicas y condiciones meteorológicas. La primera es debido a que en las horas de la mañana la mayor parte de la población se desplaza hacia sus lugares de trabajo o de estudio utilizando los diferentes medios de transporte generando una gran cantidad de emisiones por los motores diésel y de gasolina. Hacia el mediodía la disminución puede ser atribuida a que hay menos tráfico vehicular, ya esta hora las personas salen a descansar pero sin desplazarse largas distancias sin usar algún medio de transporte, mientras que en la última parte es asociado a que las personas se movilizan hacia sus hogares, sin embargo no es tan alto como el primero ya que en el primer caso la mayoría salen en promedio a la misma hora
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mientras que en el segundo varía mucho la hora de salida de las personas y por lo tanto el flujo vehicular en las calles.
La segunda es debido a las condiciones meteorológicas especialmente de la capa límite atmosférica. Esto se debe a que a medida que amanece se incrementa la radiación solar y a su vez la capa limite incrementa su grosor facilitando la mezcla vertical y por lo tanto la dispersión de los contaminantes en la atmosfera. En la noche el grosor de la capa limite decrece y da paso a que se reduzca la ventilación y se concentren las contaminantes. Esto se puede ver en la Fig. 6c, donde velocidad del viento en las horas de la madruga se presenta las menores velocidades con valores por debajo de los 0.5 𝑚 𝑠−1, desde las 8 hasta
aproximadamente las 4 de la tarde se presenta un aumento continuo de las mismas hasta llegar a valores cercanos a los
2.5 𝑚 𝑠−1 y después de las 4 comienza a descender la
velocidad. Estas dos situaciones juntas dan como resultado que en las primeras horas de la mañana al estar la capa limite muy delgada y al estarse emitiendo una gran cantidad de contaminantes la concentración del BC sea tan alta, y al expandirse en la tarde y tener mayor ventilación las emisiones se pueden dispersar rápidamente haciendo que las concentraciones decaigan para luego contraerse de nuevo hasta el amanecer (Begam et al., 2016).
En el caso de los fines de semana, presentan un pico en las concentraciones cerca de las 7 de la mañana similar al de los días entre semana pero con concentraciones mucho más bajas, del orden de 14 𝜇𝑔/𝑚3 y a partir de este
momento las concentraciones decrecen hasta cerca del medio día donde alcanzaron valores de 4 𝜇𝑔/𝑚3. Luego de Fig 5. Promedios hora a hora de todos los días de la serie de tiempo del BC (27 enero al 9 de febrero), se observa el comportamiento diurno del BC con un pico en las concentraciones en la mañana y otro en la tarde, para los días entre semana (línea negra) y los fines de semana (línea gris).
Fig 4. Promedios horarios y diarios de la velocidad del viento. En el eje y de la izquierda se muestran las velocidades asociadas a los promedios diarios (línea continua) mientras que en el eje y de la derecha se muestran las velocidades asociadas a los promedios horarios (línea punteada). Datos obtenidos de la Red de Monitoreo de Calidad de Aire de Bogotá.
12
las 12 las concentraciones aumentan solo 1 𝜇𝑔/𝑚3, lo cual
no es suficiente para que se forme el segundo pico característico del comportamiento de los días entre semana. En este caso las condiciones de la capa limite atmosférica no es un factor determinante en todas las horas del día como lo era en el caso anterior, ya que si bien en las horas de la mañana se presenta un pico en las concentraciones debido a la combinación de situaciones (capa limite delgada y emisiones antropogénicas) en la tarde y noche se emiten menos contaminantes a la atmosfera, lo que puede estar relacionado con que hay menores emisiones de motores diésel.
Por otra parte, en la Fig. 6 se muestran los promedios de cada uno de los parámetros que se utilizaron para realizar la regresión lineal, en esta se pueden ver los ciclos diurnos de todos los parámetros, en el caso de la radiación se ve como durante la noche la radiación llega a 0 𝑊𝑚−2
y a medida que amanece va aumentando hasta llegar al máximo valor de radiación en las horas de la tarde, cerca de 1000 𝑊𝑚−2 para luego decrecer y llegar nuevamente
a cero. Esto es similar a lo que sucede con la temperatura, en las noches se suelen presentar valores cercanos a los 10° c y en las horas de la tarde se presentan las temperaturas más altas con valores por encima de los 20° c. En el caso de la velocidad del viento cerca de las 8 de la mañana comienza a aumentar la velocidad hasta llegar a un máximo de 2.3 𝑚/𝑠 en las horas del mediodía, y a partir de este momento decrece hasta llegar a valores por debajo de 0.5 𝑚/𝑠. El material particulado tiene un comportamiento similar al del BC, con altas concentraciones en las primeras horas de la mañana, con las concentraciones más bajas al medio día y en la tarde un pico menor.
El valor reportado de R2 en la regresión es de 0.86, lo que indica que el 86% de la variabilidad en la temperatura pueden ser explicado por el BC, la radiación solar, el PM10 y PM25. Sin embargo, en el modelo se puede observar que existe una relación negativa entre el BC y la temperatura, ya que según este si la concentración de BC aumentara 1 𝜇𝑔/𝑚3 la temperatura disminuiría 0.00003°c,
que si bien es un valor muy pequeño muestra que no se cumple lo que en teoría debería suceder de que entre mayor sea la presencia de BC en la atmosfera mayor la temperatura. Esto mismo sucede con el PM10, que con un aumento de 1 𝜇𝑔/𝑚3 la temperatura disminuiría 0.6°c. En cuanto a la regresión individual entre la temperatura y el BC se obtuvo un R2 de 0.25 indicando que el 25% de la variabilidad de la temperatura puede deberse al BC. Sin embargo, el coeficiente muestra lo contario ya que tal como sucedió con la regresión múltiple, es negativo (-0.00028)
Fig 2. Comportamientos hora a hora de los parámetros (a) Radiación Solar (b) temperatura (c) velocidad del viento (d) Material particulado y BC. Datos obtenidos de la red de monitos de calidad del aire de Bogotá de la estación Guaymaal
Fig 3. Regresión lineal con promedios cada hora obtenidos de la red de monitoreo de Bogotá, estación Guaymaral. La variable dependiente es la temperatura, el BC, PM10, PM25 y radiación son las variables independientes.
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dando a entender que la temperatura disminuye si aumenta la concentración de los aerosoles. Y en el caso de la radiación, la prueba estadística no es significativa por lo que no se analizara.
Teniendo en cuenta el resultado anterior, se decidió generar otra regresión lineal en este caso con los datos suavizados. Para la serie de datos se utilizaron promedios horarios tal como se realizó para obtener la tendencia de las concentraciones de BC. En la Fig. 8 se muestran las tendencias de cada uno de los parámetros. En esta se puede observar como el material particulado tanto la fracción fina como la gruesa y la radiación solar tienden a disminuir en el tiempo sin importar que presenten altibajos en el medio. Pero en el caso de la temperatura, esta no muestra una tendencia a aumentar o disminuir. En la Fig. 9 la regresión lineal, de nuevo con la temperatura como variable dependiente y los otros parámetros como variables independientes. En esta el valor reportado de R2 es de 0.33, lo que indica que el 33% de la variabilidad en la temperatura pueden ser explicado por el BC, la radiación solar, el PM10 y PM25 el cual es un valor mucho más bajo de lo que se había encontrado en la primera regresión. Siguiendo con el análisis de los coeficientes, la relación negativa entre el BC y la temperatura es aún mayor, ya que ahora si la concentración de BC aumentara 1 𝜇𝑔/𝑚3 la
temperatura disminuiría cerca de 0.072°c, lo que sigue contradiciendo lo que la literatura menciona de que este tipo de aerosoles calienta la atmosfera. Y la correlación empeora si solo se hace la regresión entre la temperatura y el BC y entre la radiación y el BC. En el primer caso la
prueba no es estadísticamente significativa por lo que no se tendrá en cuenta. En el segundo caso, el R2 es más alto (5.9%) pero el coeficiente encontrado sugiere que con el aumento de 1 𝜇𝑔/𝑚3 en las concentraciones de BC la
radiación que llega a la superficie aumentaría cerca de 3.34 𝑊/𝑚2 lo cual no tiene sentido y no es acorde a la
literatura.
En la Fig. 10 se presentan los resultados obtenidos del análisis del BrC, en esta se puede evidenciar como la línea que representa el método 1 (30%) tiene el mismo comportamiento del BC, cambiando únicamente la magnitud de las concentraciones lo cual es lo esperado debido a que únicamente se está sacando un porcentaje de
Fig 5. Regresión lineal con los valores obtenidos en la tendencia. La variable dependiente es la temperatura, el BC, PM10, PM25 y radiación son las variables independientes.
Fig 4. Tendencia de (a) PM10 (b) PM2.5 (c) Radiación solar (d) Temperatura (e) BC. obtenida mediante el software R-proyect. Datos con resolución temporal de una hora, obtenidos de la red de monitoreo de Bogotá, estación Guaymaral.
14
la serie original. Sin embargo la línea del método 2 cambia en ciertos puntos de la gráfica y las concentraciones son mucho más bajas, esto se puede confirmar con los promedios que son 3.1 𝜇𝑔/𝑚3 y 0.51 𝜇𝑔/𝑚3
respectivamente. Para determinar que método es más apropiado se observaron las concentraciones promedio diarias de BrC en la semana del 1 de febrero al 4 de febrero (Fig. 11), debido a que durante estos días se presentó un incendio en los cerros orientales de Bogotá donde se consumieron más de 40 hectáreas de bosque. En el caso de los promedios sacados con el 30% el valor máximo de concentración se presentó el 4 de febrero alcanzando cerca de 5 𝜇𝑔/𝑚3 lo que coincide con los últimos días del
incendio y del día sin carro. Mientras que, si se observa el caso del porcentaje de BB, se ve claramente como desde el día que comenzó el incendio, 1 febrero hasta el 4 de febrero las concentraciones aumentan siendo el 2 de febrero el día
con las mayores concentraciones diarias de la serie (0.9 𝜇𝑔/𝑚3),
5.
Conclusiones
La principal conclusión de este estudio es que las concentraciones de los aerosoles de BC están muy ligadas a las condiciones meteorológicas que se presenten en la cuidad. Ya que dependiendo de la hora del día y de la cantidad de radiación solar que llega a la superficie el grosor de la capa limite atmosférica varia, haciendo que en la noche y madrugada esta sea más delgada y por lo tanto los contaminantes se concentren cerca del suelo dando como resultado que en la mañana con el aumento de las emisiones antropogénicas las concentraciones aumenten rápidamente, mientras que en las tardes la capa es más amplia y los contaminantes tiene mayor espacio para
Fig 70. Valores obtenidos de BrC por dos métodos distintos con resolución temporal de una hora. El primer método es el 30% de la serie original del BC (línea gris) el segundo método es multiplicando el %BB reportado en el equipo por el BC (línea negra)
Fig 61. Promedios diarios de las concentraciones obtenidas por ambos métodos. La línea gris representa el primer método donde se utiliza el 30% de las concentraciones de BC. La línea negra representa el método donde se utiliza el porcentaje de quema de biomasa
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dispersarse y por lo tanto se registran menores concentraciones. Así como también la velocidad del viento, ya que los días que presentaron mayores velocidades tuvieron concentraciones menores de BC con respecto a otros días, debido a la capacidad que tiene el viento de arrastrar los contaminantes y hacer que se dispersen en la atmosfera. Otro punto importante es resaltar la gran diferencia entre las concentraciones que se presentan en un día entre semana y las concentraciones en un fin de semana 11.1 𝜇𝑔 𝑚−3 y 5.2 𝜇𝑔 𝑚−3 respectivamente. Ya que más
allá de las condiciones meteorológicas ya mencionadas, se deben a las emisiones antropogénicas debido a que tal como se evidencio anteriormente los cambios en la capa limite atmosférica son los mismos para todos los días, dejando como único factor diferente a las emisiones de BC.
Con respecto a la tendencia, a pesar de tener una idea del comportamiento descendiente de las concentraciones de los aerosoles, es necesario tener una serie de tiempo más extensa realizando muestreos por muchos más días para realizar un mejor análisis y poder predecir acertadamente el comportamiento de las concentraciones eliminando las variaciones más fuertes que se presentan en ciertos días y para que se pueda observar claramente la tendencia a disminuir.
Otra de las conclusiones más relevantes es que los resultados obtenidos en las regresiones no permiten confirmar si existe relación entre el aumento de las concentraciones y el aumento de la temperatura o la diminución de la radiación, y así como sucedió con la tendencia, es necesario contar con un número mayor de datos para poder realizar de nuevo la regresión y así obtener resultados significativos ya que con los datos que se tienen actualmente los resultados o no son estadísticamente significativos o muestran un efecto contrario a lo que debería suceder. De igual manera, para este tipo de análisis lo más recomendable sería tener una estación de monitoreo al lado del equipo y así poder tener con mayor certeza de lo que está sucediendo mientras se mide el BC y así eliminar muchas fuentes de error que se presentan actualmente debido principalmente a la gran distancia que existe entre la estación de monitoreo y el equipo.
En el caso del BrC según los resultados obtenidos, el mejor método para la estimación de las concentraciones es el segundo método (%BB) debido a que fue este el que mostro un aumento en las concentraciones durante el incendio. Sin embargo, ninguno de las dos metodologías logra captura la variabilidad total del BrC, en el primer método ya que no se puede asumir que todo el tiempo se está generando BrC y en el segundo método debido a que asume que todas las emisiones provienen de la quema de biomasa, sin tener en cuenta fuentes como los motores a diésel o formación en procesos secundarios en la atmosfera. Pese a esto ambos promedios de toda la serie
están dentro de los valores reportados en la literatura para otras ciudades con condiciones similares a las de Bogotá (sección 2.2).
6.
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