Inventarios de emisiones a la atmósfera

46 en uno de los gases de efecto invernadero más potenciales (Cuatecontzi, 2002 y US-EPA, 2008).

Los gases de efecto invernadero indirectos.

El uso de combustibles fósiles también genera emisiones de otros contaminantes conocidos como GEI indirectos o gases de vida corta, como el monóxido de carbono (CO), los óxidos de nitrógeno (NOX), los compuestos orgánicos volátiles distintos del metano (COVDM) y el dióxido de azufre (SO2); los cuales tienen un impacto indirecto sobre el efecto invernadero mediante la alteración, a través de las reacciones químicas en la atmósfera, en las concentraciones de otros GEI importantes como el ozono troposférico (O3), y el CH4 (Monks et al., 1998; Galán y Fernández, 2006). La concentración de los GEI indirectos obedece a condiciones de escala local o regional debido a su corto tiempo de vida, por lo que no hay una medida global de su concentración, tal como la que existe para los GEI directos, que son de vida larga.

Por otra parte, algunos de los GEI indirectos están catalogados como contaminantes criterio, y sus concentraciones están normadas debido a los efectos que provocan en la salud y el medio ambiente; entre ellos, el CO, el O3 y los NOx (IEH, 2010; Chen et al., 2011; Chen, Yang, Ma, Bi y Huang, 2013).

47 Los inventarios son una fuente de información importante que se aplica para propósitos diversos: identificar las fuentes principales de emisión para determinar las estrategias adecuadas para reducir sus impactos; así como servir de datos de entrada en la modelación de dispersión de contaminantes (McGraw, Haas, Young y Evens, 2010). Debido a la relevancia del inventario de emisiones, existe una demanda creciente para mantenerlos cada vez más precisos y actualizados (Lin et al., 2005; Taghavi, Cautenet y Arteta, 2005).

El grado de detalle o alcance de un inventario de emisiones al aire depende del enfoque que se aplique durante su realización: el bottom-up (de abajo hacia arriba), que utiliza datos específicos del punto de emisión o el top-down (de arriba hacia abajo), que se origina en datos agregados a nivel sectorial, municipal, estatal o nacional (Davison et al., 2008; US-EPA, 2008). Aunque la elección del enfoque depende, en gran medida, de la disponibilidad de los datos, se debe tomar en cuenta que la precisión del inventario es importante para sustentar el diseño de medidas de mitigación.

Las emisiones al aire provienen de una mezcla de miles de fuentes de emisión que van desde grandes chimeneas industriales (emisiones puntuales) hasta el uso de productos domésticos industriales de limpieza (emisiones dispersas). Según el propósito del inventario, las fuentes de emisión se agrupan en cuatro categorías, a saber: fuentes puntuales o fijas, fuentes de área, fuentes móviles (vehículos automotores), y fuentes naturales (SEMARNAT-INE, 2005).

Fuentes fijas de emisión.

Según el artículo seis del Reglamento de la LGEEPA en materia de Prevención y Control de la Contaminación de la Atmósfera, una fuente puntual de emisión es toda instalación establecida en un solo lugar, que tenga como finalidad desarrollar una operación o proceso industrial comercial o de servicio o que generen o puedan generar emisiones contaminantes a la atmósfera (SEMARNAT-INE, 2005). Para ser

48 más precisos, la LGEEPA especifica 11 sectores industriales clasificados como fuentes puntuales de jurisdicción federal, a saber: químico, petróleo y petroquímico, pinturas y tintas, automotriz, celulosa y papel, metalúrgica, vidrio, generación de energía eléctrica, asbesto, cementera y calera, tratamiento de residuos peligrosos (Art. 111bis LGEEPA).

Por otra parte, de acuerdo al artículo siete de la LGEEPA, se consideran fuentes puntuales de jurisdicción estatal a todas aquellas industrias establecidas y que por exclusión no pertenecen a las de jurisdicción federal; es decir; los establecimientos cuyos giros sean: productos agrícolas y alimenticios, productos de madera y derivados, bebidas y tabaco, productos minerales no metálicos (excepto cemento, cal y yeso), textiles y curtidos de pieles, ingenios azucareros, manufactura de cerámicas y productos de barro, así como recubrimiento industrial de superficies y operaciones de pintura industrial (SEMARNAT-INECC, 2013).

Técnicas de estimación de emisiones para fuentes fijas.

Existen diferentes técnicas para llevar a cabo la estimación de las emisiones generadas en las fuentes puntuales. La elección de la técnica dependerá de los recursos financieros y la información disponible, así como del grado de confianza y precisión que se requiera en el inventario.

Muestreo en la fuente.

Esta técnica consiste en llevar a cabo mediciones directas de la concentración de contaminantes en un volumen conocido de gas y de la tasa de flujo del gas en la chimenea o el escape del proceso; se utilizan con mayor frecuencia para fuentes de emisiones de combustión. Esta técnica brinda un nivel de precisión y confiabilidad muy aceptables; pero dados el equipo y los recursos necesarios, resulta costosa (SEMARNAT-INECC, 2013).

49 Modelos de emisión.

Son ecuaciones desarrolladas para estimar las emisiones. Muchas estimaciones se desarrollan utilizando un factor de emisión que supone una relación lineal entre la tasa de emisión y una unidad de actividad (aunque el origen sea un sistema complejo y una enorme base de datos); esta relación permite construir un modelo matemático sencillo para hacer la estimación. Existen procesos en los que, además de la unidad de actividad, se integran otras variables más específicas de los parámetros de producción o de los procesos, derivando con ello en modelos de estimación más complejos.

Los modelos de emisión suponen un grado de exactitud mayor que la técnica de estimación basada en factores de emisión, pero se debe asegurar que la cantidad y la calidad de los datos alimentados al modelo sean suficientes y altamente confiables (SEMARNAT-INE, 2005).

Factores de emisión (FE).

Un FE es un valor representativo que relaciona la cantidad de un contaminante emitido a la atmosfera con una actividad asociada a la liberación de éste (US-EPA, 2007). Los FE pueden clasificarse en dos tipos:

a) Los basados en procesos que se utilizan para las estimaciones de fuentes fijas y con frecuencia se utilizan con los datos de actividad recopilados en encuestas.

b) Los basados en censos se utilizan comúnmente para estimar emisiones de fuentes de área.

Los FE basados en procesos son el promedio de mediciones de emisiones realizadas en un gran número de fuentes con diferentes tecnologías de combustión, antigüedad, tipo de combustible y tamaños, por lo cual pueden ser utilizados para representar una amplia variedad de fuentes, pero de un mismo proceso (CONAMA,

50 2009). Normalmente, la muestra tomada para calcular un FE consiste en fuentes de emisión representativas, según sea el proceso productivo de estudio.

Los FE se expresan como unidades de masa de contaminante emitido por unidad de actividad de proceso. Entre las unidades de actividad de proceso más comunes se encuentran los consumos de energía (combustible o energía eléctrica) o de cierta materia prima; las unidades de producción, el calendario de operación, el número de dispositivos, entre otros (Figura 2.2).

La ecuación general para la técnica de estimación de emisiones con FE es:

E = A X FE X (1 – ER/100) Donde:

E = emisión (unidades de masa)

A = tasa de la actividad (unidades de masa o volumen)

FE = factor de emisión (unidades de masa del contaminante por unidad de masa del DA).

ER = eficiencia general en la reducción de emisiones de un equipo de control, expresada en porcentaje (si no existe equipo de control, entonces ER = 0) (SEMARNAT-INECC, 2013).

La base de FE para fuentes fijas y de área más reconocida y utilizada es la de la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (US-EPA), conocida como Recopilación de Factores de Emisión de Contaminantes del Aire AP-42 (AP-42 Compilation of Air Pollutant Emisión Factors). Esta compilación contiene FE para más de 200 categorías de fuente de emisión; esto es, para más de 200 sectores industriales específicos (US-EPA, s.f.).

Balance de materiales.

La técnica de balance de masa, también conocida como balance de materiales, se utiliza para estimar las emisiones, considerando que la masa del contaminante es igual a la diferencia entre las entradas (materias primas) y las salidas (productos

51 finales) del proceso. Los balances de masa pueden realizarse a nivel de un equipo, de un proceso o de todo un establecimiento industrial (SEMARNAT, 2001), por lo que se requiere conocer información específica correspondiente de los materiales y productos en cada fase del proceso.

Figura 2.2. Ejemplos de FE basados en procesos (SEMARNAT-INE, 2005).

Los inventarios de gases de efecto invernadero.

Un inventario nacional de gases de efecto invernadero, en el contexto de la CMNUCC, es un listado exhaustivo, por fuentes, de las emisiones y absorciones anuales de los GEI que resultan directamente de las actividades humanas en el país que reporta (Braatz y Doorn, 2004).

52 Los inventarios de gases de efecto invernadero datan de los compromisos vinculantes que las naciones pertenecientes a la CMNUCC adquirieron a partir de la creación de esta convención. La importancia que estos inventarios han adquirido, a partir de entonces, se justifica en el hecho de los compromisos de carácter jurídico que se adquirieron como parte de las estrategias para enfrentar e incidir de manera conjunta sobre el fenómeno del cambio climático.

Los compromisos adquiridos por los países miembros de la CMNUCC en la cumbre de Río fueron distintos, dependiendo del grupo al que pertenecieran, pero todos convinieron en realizar inventarios nacionales de las emisiones de GEI, como un punto de partida hacia futuros esfuerzos para la mitigación y estabilización de estos gases.

Aunque existe una gran cantidad de GEI en la atmósfera, los inventarios actuales sólo incluyen aquéllos que, ya sea por su alta concentración, por su larga vida promedio o su alto potencial de calentamiento global, han sido seleccionados como los más potencialmente atribuibles al cambio climático, tal como lo indica la Decisión 17 de la COP 8 (UNFCCC, 2003):

“Cada Parte no-Anexo I, según sea el caso y en la medida de lo posible, proporcionará en su inventario nacional, estimaciones desglosadas por gases y en unidades de masa, de las emisiones antropogénicas de dióxido de carbono (CO²), metano (CH4) y óxido nitroso (N²O) por fuentes y la absorción por sumideros. Se alienta a las partes no incluidas en el Anexo I a que, cuando proceda, faciliten información sobre las emisiones antropogénicas por fuentes de hidrofluorocarbonos (HFC), perfluorocarbonos (PFC) y hexafluoruro de azufre (SF6)”.

Con el propósito de que cada país realice su inventario, y que sus resultados sean comparables con los obtenidos entre los miembros de la CMNUCC, el grupo especial de Inventarios Nacionales de GEI del IPCC elaboró las directrices de

53 orientación para estimar inventarios completos y confiables. Las guías de orientación consisten en una serie de manuales denominadas:

1. Directrices del IPCC para los Inventarios Nacionales de Gases de Efecto Invernadero versión revisada de 1996. Conformada por tres volúmenes.

a) El Volumen 1: Instrucciones de Reporte, incluye una introducción a los términos usados en los inventarios, así como una descripción de los distintos sectores incluidos en el inventario, a saber: energía, procesos industriales, uso de solventes, residuos, agricultura, cambio de uso de suelo y silvicultura; con sus respectivas fuentes de emisión (Figura 2.3). La guía incluye también la forma en que se deben estructurar los reportes para los resultados de la estimación de GEI de cada sector.

b) El volumen 2: Libro de Trabajo, contiene métodos de estimación por defecto para las emisiones de cada una de las categorías de fuentes principales de CO2, CH4, N2O, halocarbonos, SF6, y para los GEI indirectos. Incluye seis módulos, que corresponden a cada uno de los sectores que integran el inventario.

c) El volumen 3: Manual de Referencia, éste incluye una serie de metodologías o variaciones en el cálculo de la estimación de las emisiones. En general, las variaciones sugeridas en este manual contienen FE más precisos, según sea el nivel de detalle de los datos nacionales disponibles (IPCC, 1997).

2. La Guía del IPCC de las Buenas Prácticas y la Gestión de la Incertidumbre en los Inventarios Nacionales de Gases de Efecto Invernadero (GBP).

La orientación sobre las buenas prácticas (GBP por sus siglas en inglés) brinda apoyo para la elaboración de inventarios transparentes, fundamentados, coherentes a través del tiempo, completos, comparables, con evaluación de la incertidumbre, sujetos a control y garantía de la calidad, eficientes con respecto al uso de los recursos con que cuentan los organismos encargados de los inventarios (IPCC, 2000).

54 Figura 2.3. Sectores incluidos en el inventario de emisiones de GEI.

Elaboración propia con datos del IPCC (2007).

3. La Guía del IPCC de las Buenas Prácticas (GBP) para el Uso de Suelo, Cambio de Uso de Suelo y Silvicultura (PICC 2003).

Contiene la metodología para informar sobre las emisiones y absorciones de GEI, con un enfoque basado en las categorías del uso del suelo, para asegurar una representación total y coherente que incluya todas las zonas geográficas de un país.

Características de Calidad del inventario de GEI.

Los inventarios deben cumplir con ciertos atributos para demostrar su validez y confiabilidad:

a) Transparencia. Significa que las hipótesis y metodologías utilizadas en un inventario deben aplicarse con claridad para facilitar la reproducción y evaluación

55 del inventario por los usuarios de la información suministrada. La transparencia de los inventarios es fundamental para la eficacia del proceso de comunicación y del examen de la información.

b) Coherencia. Significa que el inventario debe ser internamente coherente en todos sus elementos con los inventarios de otros años. Un inventario es coherente si se utilizan las mismas metodologías para el año base y todos los años siguientes y si se utilizan conjuntos de datos coherentes para calcular las emisiones y absorciones de fuentes o sumideros. En determinadas circunstancias, se podrá considerar que es coherente un inventario en el que se hayan utilizado metodologías diferentes en años diferentes si los nuevos cálculos se han hecho de manera transparente, teniendo en cuenta la Orientación sobre las buenas prácticas y la gestión de la incertidumbre en los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero y la Orientación sobre las buenas prácticas en el uso de la tierra, cambio de uso de la tierra y silvicultura del IPCC.

c) Comparabilidad. Significa que las estimaciones de las emisiones y absorciones de que informen las Partes del anexo I en sus inventarios deben poder compararse. Con este fin, las Partes en el anexo I deberán utilizar las metodologías y formularios acordados por la CP para estimar los inventarios y comunicarlos. La determinación de categorías de fuentes/sumideros deberá ceñirse al nivel de desglose que aparece en las Directrices del IPCC para los inventarios nacionales de gases de efecto invernadero, versión revisada en 1996, y en la Orientación sobre las buenas prácticas en el uso de la tierra, cambio de uso de la tierra y silvicultura, en los cuadros de resumen y sectoriales.

d) Exhaustividad. Significa que el inventario debe abarcar todas las fuentes y sumideros y todos los gases que figuran en las Directrices del IPCC, así como otras categorías pertinentes de fuentes y sumideros que son específicas para determinadas partes del anexo I y que, por consiguiente, pueden no estar incluidas en las Directrices.

56 e) Exactitud. Es una medida relativa del grado en que una estimación de emisión o absorción se aproxima al valor real. Las estimaciones deben ser exactas en el sentido de que no queden sistemáticamente por encima o por debajo de las emisiones o absorciones efectivas, por lo que pueda apreciarse, y que las incertidumbres se reduzcan al mínimo posible. Deben utilizarse metodologías adecuadas, conformes a la orientación del IPCC sobre las buenas prácticas, para promover la exactitud de los inventarios (INE y Fundación México-Estados Unidos para la Ciencia, 2005).