PLAN DECENAL DE DESCONTAMINACIÓN DE BOGOTÁ
PLAN DECENAL DE DESCONTAMINACIÓN DE BOGOTÁ
Contrato 1040 de 2008 de Ciencia y Tecnología celebrado entre la Secretaría Distrital de Ambiente, Transmilenio S.A. y la Universidad de los Andes
Reporte Final
Parte B – Documento de Trabajo del
PLAN DECENAL DE DESCONTAMINACIÓN DE BOGOTÁ
Preparado para
Secretaría Distrital de Ambiente de Bogotá
(Subdirección de Calidad del Aire, Auditiva y Visual)
Transmilenio S.A.
Grupo de Estudios en Sostenibilidad Urbana y Regional
Investigador Principal
Xxxxxxx Xxxxxxxx, Ph.D.
Co- Investigadores
Xxxx X. Xxxxxxxxx, Xxxx Xxxxx Xxxxxxxx, Xxxxxxxxx Xxxxx, Xxxxxx Xxxxxxxx, Xxxxxxx Xxxxxx, Xxxx X. Xxxx, Xxxxx X. Xxxxx, Xxxxxxxx Xxxxxxx
Investigadores Colaboradores
Xxxx X. Xxxxx, Xxxx Xxxx Xxxxxxxx, Xxxx Xxxxxx X. Xxxxxxx, Xxxxx X. Xxxxxx, Xxxx Xxxxx Xxxxxxx, Xxxx X. Xxxx, Xxxxx X. Xxxxxxx
Facultad de Ingeniería Universidad de los Andes Bogotá, Colombia
Julio de 2010
TABLA DE CONTENIDO GENERAL
ASPECTOS GENERALES
SECCIÓN 1. Análisis de Medidas del Sector Transporte SECCIÓN 2. Análisis de Medidas del Sector Industrial SECCIÓN 3. Modelo de selección y programación de proyectos
SECCIÓN 4. Estimación de los Beneficios en la Salud y los Costos Asociados
SECCIÓN 5. Indicadores de Calidad del Aire
ANEXOS
ASPECTOS GENERALES
Este documento constituye la Parte B – Documento de Trabajo del Plan Decenal de Descontaminación de Bogotá (PDDB). Este estudio se desarrolló en el marco del Contrato de Ciencia y Tecnología Número 1040 de 2008; celebrado entre la Secretaría Distrital de Ambiente (SDA), Transmilenio S.A. (TMSA) y la Universidad de los Andes.
En este documento se integran los informes técnicos desarrollados como soporte para la elaboración del PDDB, en los cuales se presenta información detallada de los análisis que se llevaron a cabo en el desarrollo de las diferentes partes que conforman el plan.
El informe está organizado en seis secciones independientes. En las secciones 1 y 2 se presenta la metodología y los resultados de los análisis relacionados con los sectores de transporte e industria. En la Sección 3, se presenta de manera detallada la formulación del modelo matemático mediante el cual se seleccionaron los proyectos que conforman el plan, así como los resultados generados mediante la aplicación de dicho modelo.
En la Sección 4 se incluyen los análisis relacionados con la estimación de beneficios en la salud y los costos asociados a dichos beneficios. En la Sección 5 se presenta la metodología de desarrollo de los indicadores de calidad del aire propuestos para hacer seguimiento al PDDB.
PLAN DECENAL DE DESCONTAMINACIÓN DE BOGOTÁ PARTE B - DOCUMENTO DE TRABAJO
SECCIÓN 1 – ANÁLISIS DE MEDIDAS DEL SECTOR TRANSPORTE
TABLA DE CONTENIDO
3. LÍNEA BASE Y ESCENARIO TENDENCIAL 4
3.1. Construcción de la Línea Base 5
3.1.2. Validación del Número xx Xxxxxxx 7
3.2. Construcción del Escenario Tendencial 11
3.2.1. Crecimiento de la Motorización y el Número de Vehículos Particulares 11
3.2.2. Crecimiento del Número de Taxis y Motocicletas 12
3.2.3. Crecimiento del Número de Viajes de Transporte Público Colectivo 13
3.2.4. Crecimiento del Número Vehículos de Carga 14
3.2. Emisiones Año Base y Proyección de Emisiones 14
3.2.4. Escenario Tendencial 15
4. FORMULACION DE PROYECTOS PARA VEHÍCULOS DIÉSEL 17
4.1. Optimización Ambiental del Sistema Integrado de Transporte Público 17
4.1.1. Modos de Implementación del Proyecto SITP 20
4.1.2. Beneficios Ambientales de la Implementación del SITP 26
4.1.3. Herramientas Institucionales Requeridas 29
4.2. Instalación de Sistemas de Control de Emisiones 31
4.2.1. Modos de Implementación 32
4.2.2. Beneficios Ambientales 33
4.2.3. Herramientas Institucionales Requeridas 35
4.2.5. Implicaciones de la Norma Euro IV en las Emisiones de Transmilenio. 37
4.2.6. Mejoramiento de la Calidad del ACPM 38
4.3. Uso de sistemas de Control de Emisiones en el Transporte de Carga 40
4.3.1. Modos de Implementación de la Medida 40
4.3.2. Beneficios Ambientales 41
5. FORMULACION DE PROYECTOS PARA VEHICULOS LIVIANOS QUE UTILIZAN GASOLINA COMO COMBUSTIBLE 45
5.1. Renovación de Convertidores Catalíticos 46
5.1.1. Modos de Implementación 47
5.1.2. Beneficios Ambientales 47
5.1.4. Herramientas Institucionales Requeridas 51
5.2. Renovación de la Flota 51
5.2.1. Modos de Implementación 52
5.2.2. Beneficios Ambientales 53
5.2.4. Herramientas Institucionales Requeridas 57
5.3. Combinación entre los Esquemas de Renovación de Vehículos Particulares y Renovación de Convertidores Catalíticos 57
5.3.1. Modos de Implementación 58
5.3.2. Beneficios Ambientales 58
5.4. Reducción de los Factores de Actividad Debido a la Implementación de SITP 59
5.5. Medidas Tendientes a Mejorar el Desempeño de las Motocicletas 61
5.5.1. Modos de Implementación 62
5.5.2. Beneficios Ambientales 62
5.6. Medidas Tendientes a Mejorar el Desempeño de los Taxis 67
ANEXO 1.1. Planes de descontaminación o sus equivalentes internacionales ANEXO 1.2. Listado de capacidades de las empresas transportadoras
ANEXO 1.3. Proyección del crecimiento de los viajes en TP y de la composición modal de los mismos.
ANEXO 1.4. Beneficios ambientales derivados de la implementación de las medidas de descontaminación.
ANEXO 1.5. Matrices de renovación y chatarrización de la flota ANEXO 1.6. Cálculos para estimar las reducciones por biodiesel
ANEXO 1.7. Listado de categorías vehiculares con los criterios de clasificación, los factores de actividad y los factores de emisión asociados
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1. Metodología de análisis del sector transporte 4
Figura 1.2. Número acumulado de vehículos según año modelo - Base de datos SDM 9
Figura 1.3. Esquema de las categorías de camiones en Bogotá. 10
Figura 1.4. Distribución de la flota de camiones en Bogotá según el tipo de combustible para el año 2008 11
Figura 1.5. Construcción del modelo de crecimiento de la tasa de motorización 12
Figura 1.6. Crecimiento de los kilómetros recorridos por las distintas categorías de transporte de la ciudad 13
Figura 1.7. Proyección de número xx xxxxxxx 2010-2020. 14
Figura 1.8. Aporte de las categorías vehiculares al inventario de emisiones del año base. 15
Figura 1.9. Proyección de las emisiones xx xxxxxxx móviles para el horizonte 2008-2020. 16 Figura 1.10. Diagrama esquemático de los periodos de afianzamiento del SITP 19
Figura 1.11. Proyección de la participación modal de transporte entre el 2008 y el 2020 19
Figura 1.12. Evolución del tamaño del parque de TPC desagregado por categorías vehiculares. 23
Figura 1.13. Contraste entre las frecuencias de modelos vehiculares para la flota de TPC. 25 Figura 1.14. Proyecciones de la edad promedio de la flota según esquema de renovación.25 Figura 1.15. Proyecciones de las emisiones de PM tras la implementación del SITP 26
Figura 1.16. Proyecciones de las emisiones de CO tras la implementación del SITP 27
Figura 1.17. Proyecciones de las emisiones de THC tras la implementación del SITP 27
Figura 1.18. Proyecciones de las emisiones de NOX tras la implementación del SITP 28
Figura 1.19. Proyecciones de las emisiones de CO2 tras la implementación del SITP 28
Figura 1.20. Proyección de las emisiones de PM de la flota de TPC para la medida SCE1 en sus 5 modos 33
Figura 1.21. Proyección de las emisiones de PM de la flota de TPC para la medida SCE2 en sus 5 modos 34
Figura 1.22. Comparación de las emisiones de PM del parque de transporte público en el marco del SITP – Modo 1. 37
Figura 1.23. Comparación de las emisiones de PM del parque de transporte público en el marco del SITP – Modo 2. 38
Figura 1.24. Reducciones porcentuales obtenidas tras la disminución del contenido de azufre en el diésel con respecto a las emisiones derivadas de un combustible con 500 ppm de azufre. 39
Figura 1.25. Emisiones de PM corregidas según el contenido de azufre del ACPM 39
Figura 1.26. Emisiones anuales de PM de la flota de camiones de Bogotá. 41
Figura 1.27. Emisiones anuales de CO de la flota de camiones en Bogotá. 42
Figura 1.28. Emisiones anuales de NOx de la flota de camiones de Bogotá. 42
Figura 1.29. Emisiones anuales de COT de la flota de camiones de Bogotá. 43
Figura 1.30. Distribución de las emisiones de hidrocarburos totales de vehículos particulares 45
Figura 1.31. Factores de emisión de monóxido de carbono según el envejecimiento del catalizador. 47
Figura 1.32. Emisiones de CO debido a la renovación de los convertidores catalíticos. 48
Figura 1.33. Emisiones de NOx debido a la renovación de los convertidores catalíticos. 49
Figura 1.34. Emisiones de COT debido a la renovación de los convertidores catalíticos. 50
Figura 1.35. Factores de emisión de NOx exigidos por la legislación Europea actual 51
Figura 1.36. Edades promedio de la flota de vehículos particulares según el modo. 53
Figura 1.37. Emisiones de PM de los vehículos privados según los modos de renovación de la flota. 54
Figura 1.38. Emisiones de NOX de los vehículos privados según los modos de renovación de la flota 55
Figura 1.39. Emisiones de COT de los vehículos privados según los modos de renovación de la flota 55
Figura 1.40. Emisiones de CO de los vehículos privados según los modos de renovación de la flota. 56
Figura 1.41. Emisiones de CO2 de los vehículos privados según los modos de renovación de la flota 56
Figura 1.42. Emisiones de CO de vehículos particulares con la implementación del SITP 59
Figura 1.43. Emisiones de NOx de vehículos particulares con la implementación del SITP. 60 Figura 1.44. Emisiones de THC de vehículos particulares con la implementación del SITP.60 Figura 1.45. Emisiones de PM de vehículos particulares con la implementación del SITP 60
Figura 1.46. Emisiones de CO2 de vehículos particulares con la implementación del SITP. 61 Figura 1.47. Emisiones de PM de la flota de motocicletas de la ciudad 62
Figura 1.48. Emisiones de NOX de la flota de motocicletas de la ciudad 63
Figura 1.49. Emisiones de COT de la flota de motocicletas de la ciudad 64
Figura 1.50. Emisiones de CO de la flota de motocicletas de la ciudad 65
Figura 1.51. Emisiones de CO2 de la flota de motocicletas de la ciudad 65
Figura 1.52. Distribución de frecuencia de los modelos de la flota de taxis bogotana. 67
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1.1. Categorías vehiculares. 7
Tabla 1.2. Flota vehicular de transporte público. 8
Tabla 1.3. Composición de la flota vehicular de transporte particular. 10
Tabla 1.4. Parámetros usados para la proyección del número xx xxxxxxx (taxis y motos) 13
Tabla 1.5. Aporte por categorías al inventario de emisiones (año 2008) provenientes de la flota de transporte público colectivo y masivo. 17
Tabla 1.6. Proyección de los indicadores de movilidad para los diversos modos de transporte público. 20
Tabla 1.7. Modos de implementación del SITP según su enfoque 21
Tabla 1.8. Participación de las categorías de transporte público con la implementación del SITP 22
Tabla 1.9. Cambio en la composición de la flota de transporte público. 22
Tabla 1.10. Participación de Transmilenio en los escenarios propuestos tras la implementación del SITP 29
Tabla 1.11. Costos del proyecto derivados de la adquisición y chatarrización de vehículos.30 Tabla 1.12. Costo por unidad de PM reducida 30
Tabla 1.13. Características de los sistemas de control de emisiones propuestos para vehículos diésel 32
Tabla 1.14. Reducción porcentual en el inventario acumulado de emisiones de transporte público respecto al escenario tendencial 35
Tabla 1.15. Reducción en los niveles de concentración de PM en el año 2020 respecto al escenario tendencial 35
Tabla 1.16. Costos totales. 36
Tabla 1.17. Costo por tonelada de PM reducida 37
Tabla 1.18. Eficiencia media de reducción de los sistemas de control de emisiones. 40
Tabla 1.19. Reducciones en toneladas acumuladas según el modo (2010-2020) con respecto al escenario tendencial 43
Tabla 1.20. Costos unitarios de los sistemas de control de emisiones 44
Tabla 1.22. Modos de implementación propuestos para renovación del convertidor catalítico. 47
Tabla 1.23. Reducciones totales (2008-2020) para cada contaminante según el modo de implementación 48
Tabla 1.24. Costo de la medida por unidad de tonelada de contaminante reducida 50
Tabla 1.25. Factores de actividad según categorías vehiculares. 52
Tabla 1.26. Modos de implementación propuestos para renovación de la flota. 52
Tabla 1.27. Reducciones totales para vehículos de gasolina y para cada contaminante debido a la implementación de los modos de renovación de la flota 53
Tabla 1.28. Costo total y costo por tonelada de contaminante reducido 57
Tabla 1.29. Esquema de implementación de las medidas combinadas según modos 58
Tabla 1.30. Reducciones totales para la flota de gasolina y para cada contaminante debido a la implementación de las medidas combinadas. 58
Tabla 1.31. Costo total y costo por tonelada de contaminante reducida 59
Tabla 1.32. Reducciones totales para cada contaminante. 66
Tabla 1.33. Costos unitarios de los sistemas de control de emisiones 66
1. ASPECTOS GENERALES
Este documento constituye la Sección 1 (Análisis del sector transporte del Documento de Trabajo del Plan Decenal de Descontaminación de Bogotá). Dicho estudio se desarrolló en el marco del Contrato de Ciencia y Tecnología Número 1040 de 2008; celebrado entre la Secretaría Distrital de Ambiente (SDA), Transmilenio S.A. (TMSA) y la Universidad de los Andes.
En este informe se presentan las medidas propuestas para el plan decenal de descontaminación relacionadas con el sector transporte. De manera detallada se presenta la metodología utilizada así como los resultados de los análisis desarrollados.
2. INTRODUCCIÓN
Los análisis del plan de descontaminación relacionados con el sector transporte se basaron en los resultados de la fase anterior del proyecto en la cual se formularon los lineamientos técnicos para dichos propósitos (SDA-SUR, 2008). Estos resultados incluyen información sobre tamaño de la flota para las diferentes categorías vehiculares, características de la flota del servicio de transporte público y privado y factores de emisión medidos para las condiciones específicas de la ciudad, entre otros. El resultado más importante de la fase anterior del proyecto fue la identificación de los aspectos determinantes en las emisiones de los diferentes modos de transporte y la estimación del aporte de cada una de las categorías vehiculares al inventario de emisiones de la ciudad, a partir de los cuales se diseñaron los lineamientos técnicos del plan.
El objetivo del presente estudio fue el de diseñar planes, estrategias y proyectos para reducir el impacto que tiene el sector transporte en la calidad del aire de la ciudad. Estas medidas se diseñaron con base en los lineamientos técnicos del plan, considerando medidas implementadas en otros lugares del mundo y teniendo en cuenta los resultados de los talleres de política participativa desarrollados como parte de este proyecto.
Los planes y proyectos propuestos incluyen medidas dirigidas hacia el sector de transporte público colectivo y masivo, transporte público individual, transporte privado incluyendo motocicletas y transporte de carga. Las propuestas se elaboraron considerando opciones de mayor eficiencia operacional, tecnologías que incluyen mejoramiento del desempeño ambiental de los vehículos y mejoras en la calidad de los combustibles.
En este documento se presenta la metodología utilizada y los resultados relacionados con la línea base de las emisiones y la proyección de las mismas para el periodo de análisis del plan 2008-2020. Adicionalmente, para cada una de las medidas propuestas se presenta su impacto en las emisiones de los diferentes contaminantes, costos y otros aspectos diferentes a los netamente técnicos que se consideran necesarios para la evaluación de viabilidad de los proyectos (v.g., incluyendo los impactos que tienen las medidas sobre otros sectores de la ciudad).
Las medidas que se presentan en este documento, analizadas en términos de costo efectividad, hicieron parte del portafolio de proyectos incluidos en el ejercicio de optimización (ver Sección 3 del Documento de Trabajo del PDDB), a partir del cual se seleccionaron los proyectos que conforman el plan de descontaminación de la ciudad.
2.1. Antecedentes
Durante décadas recientes Bogotá, como la mayoría de los centros urbanos de Latinoamérica, ha venido atravesando un proceso de expansión acelerada y un consecuente aumento en la demanda de servicios y en la presión ejercida sobre la infraestructura básica de la ciudad.
El crecimiento del número de vehículos y de la movilidad de las personas ha generado un aumento significativo de la movilidad motorizada. Este fenómeno se ha presentado de manera desordenada, conllevando una falta de estructuración adecuada de los sistemas de transporte. Como consecuencia, estos procesos de transformación se han visto relacionados con problemas de contaminación atmosférica y otros efectos nocivos, los cuales presentan implicaciones de tipo social, político y económico. En lo que se refiere, por ejemplo, a consecuencias sobre la salud de la población, se encuentra ampliamente documentado que la contaminación atmosférica incide sobre las tasas de morbilidad y
mortalidad por causa de enfermedades respiratorias y cardiovasculares, convirtiéndose éste en un problema de salud pública.
Según el Banco Interamericano de Desarrollo la principal fuente de contaminación en las ciudades de Latinoamérica es el transporte. Las emisiones xx xxxxxxx móviles se encuentran asociadas a factores tales como el mal estado de las vías y el uso de tecnologías obsoletas y combustibles de baja calidad. Para el caso de Bogotá se cuenta con estudios (SDA-SUR, 2009) en donde se señala que los mayores niveles de exposición personal se encuentran más directamente relacionados con fuentes móviles que con fuentes fijas.
Dentro de este contexto, la creación e implementación de programas, proyectos y estrategias que buscan controlar las emisiones y concentraciones de contaminantes atmosféricos, se ha convertido en una prioridad para los gobiernos locales de las grandes ciudades latinoamericanas. En Colombia, el Distrito Capital cuenta con un Plan Maestro de Gestión Ambiental en el cual se plantea, entre otros, un programa de transporte sostenible con subprogramas tales como: la consolidación del Sistema Integrado de Transporte Masivo (SITM), el uso de energías limpias en el transporte urbano y la consolidación de la ciudad peatonal. Sin embargo, de forma previa a este proyecto, Bogotá aún no cuenta con una política integral y definida para prevenir y controlar la problemática ambiental asociada a la contaminación atmosférica. Así pues, la creación del Plan Decenal de Descontaminación Atmosférica para la ciudad de Bogotá resulta ser una necesidad apremiante y debe considerar, como parte fundamental, un componente de gestión para el control de las emisiones asociadas con fuentes móviles.
Los planes sectoriales planteados por la Secretaria Distrital de Ambiente (SDA) se complementan con las prioridades y metas que han sido establecidas en el Plan Maestro de Movilidad (PMM), adoptado por el Distrito mediante el Decreto 319 del año 2006. Los principios de sostenibilidad, disminución de los impactos ambientales y mayor eficiencia que propone el PMM, en particular a través de proyectos claves como el desarrollo del SITP, el des-estímulo al uso del automóvil y la disminución de la congestión refuerzan las metas que se proponen en el Plan de Descontaminación.
3. LÍNEA BASE Y ESCENARIO TENDENCIAL
La metodología adoptada para el análisis del sector transporte propone la secuencia de actividades que se presenta en la Figura 1.1.
Para el establecimiento de la línea base, se consideró el inventario de emisiones xx xxxxxxx móviles actualizado al año 2008, así como los datos relacionados con caracterización del parque automotor, los flujos y las velocidades típicas del tráfico en la ciudad, entre otros.
Esto permitió identificar los factores más importantes para la elaboración de las proyecciones de las emisiones de contaminantes, así como para el diseño de los proyectos que harán parte integral del PDDB. Entre dichos factores se destacan: las características del parque automotor (edad de los vehículos, tecnologías disponibles y tipos y calidad de combustibles empleados), las velocidades promedio en las principales vías, la distribución modal de los sistemas de transporte, el número y la longitud promedio de los viajes a realizar (influenciada por los modelos de desarrollo y expansión o densificación de las ciudades), el estado de las vías, y la gestión del tráfico.
1. Establecimiento de la Línea Base
2. Identificación de Variables que Inciden en la Contaminación
3. Construcción de Escenario Tendencial
4. Establecimiento de Principios, Políticas y Estrategias
5. Definición de Proyectos
6. Construcción de Escenarios Futuros
7. Priorización de los Proyectos a Implementar
8. Contrucción del Plan de Descontaminación
Figura 1.1. Metodología de análisis del sector transporte.
Por su parte, para la construcción del escenario tendencial o escenario “do nothing”, se evaluó el grado de contaminación de la ciudad dentro xx xxxx años si únicamente se consideran variables tales como el crecimiento económico, el crecimiento de la población, las variaciones en la demanda de transporte para cada uno de los diferentes modos y el crecimiento de la motorización sin tener en cuenta la implementación de proyectos y medidas de descontaminación. De esta forma, el escenario tendencial es fundamental para evaluar los beneficios que sobre la calidad del aire podrían tener los proyectos estudiados, ya que permite tener un punto de comparación a partir del cual se evalúe la efectividad de los mismos.
En la etapa de definición y validación de proyectos se diseñaron medidas de descontaminación específicas para el sector transporte con base en la revisión de planes internacionales de manejo de la calidad del aire (ver Anexo 1.1.), el análisis del contexto de
política ambiental bogotano y los aspectos técnicos del transporte de la ciudad. De esta forma, en los capítulos 4 y 5 de este documento se exponen las medidas propuestas para vehículos que utilizan combustible diésel y gasolina.
Luego del diseño de las medidas, se construyeron diversos escenarios de implementación en el marco de un proceso de optimización de costo-eficiencia de los proyectos. Este análisis se adelantó acoplando las medidas propuestas para la gestión de las fuentes industriales según como se presenta en la Sección 3 del Documento de Trabajo del Plan.
A continuación se describe de manera detallada la metodología que sirvió para la construcción de la línea base, la definición de escenarios y la cuantificación de los impactos en reducción de emisiones de los diferentes contaminantes derivados de las diferentes medidas.
3.1. Construcción de la Línea Base
En la construcción de la línea base de emisiones del sector transporte se escogió el 2008 como año de referencia, adoptando la actualización del inventario de emisiones xx xxxxxxx móviles de dicho año (SDA-SUR, 2008) como punto xx xxxxxxx. Se procedió a completar la información de ciertos factores de emisión y contaminantes requeridos en la base de datos del mencionado documento y luego se identificaron los aspectos principales del mismo que debían ser considerados en mayor nivel de detalle.
Las emisiones de las fuentes móviles se calcularon siguiendo la metodología usada en la actualización del inventario en la fase anterior del proyecto (SDA-SUR, 2008), representada por la Ecuación 1.1.
E=∑Feij∙Aj∙Nfj Ecuación 1.1
En donde Feij es el factor de emisión del contaminante i para la categoría vehicular j
g km-1; Aj es el factor de actividad asociado a la categoría vehicular j km veh-1 dia-1, y Nfj es el número xx xxxxxxx que pertenecen a la categoría vehicular j.
En la fase anterior del proyecto los factores de emisión fueron obtenidos mediante mediciones directas del tubo de escape y bajo condiciones reales de operación de los vehículos1. Por esta razón, la selección de los contaminantes y las categorías vehiculares obedeció a la disponibilidad de tiempo y recursos, dando prioridad a las principales fuentes de contaminación del sector transporte y sus contaminantes asociados. Como consecuencia, los factores de emisión de algunos contaminantes y categorías vehiculares no fueron medidos y por lo tanto, el primer reto en la construcción de la línea base de este trabajo consistió precisamente en la inclusión de los mismos.
Los factores de emisión medidos en campo en la fase anterior del proyecto incluyeron para vehículos livianos a gasolina y a gas natural CO, THC, NOX y CO2; y PM para vehículos diésel.
Los factores de emisión faltantes corresponden a PM en vehículos que operan con gasolina y gas natural vehicular; y CO2, CO, THC y NOx en vehículos que operan con combustible diésel. Esta información se completó haciendo uso de los factores de emisión base propuestos en el modelo Internacional de Emisiones Vehiculares (IVE por sus siglas en
1 Vale la pena aclarar que el combustible usado por los vehículos diésel en los que se hicieron las mediciones, tenía un contenido aproximado de 1,000 ppm, valor notablemente superior al que se encuentra en el ACPM distribuido actualmente por Ecopetrol en Bogotá (50 ppm a partir de Enero 2010).
inglés), cuyo desarrollo ha sido financiado por entidades tales como la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA).
Cabe resaltar que el modelo citado ha sido específicamente diseñado como una herramienta para los países en vía de desarrollo y que los factores de emisión allí propuestos representan un buen acercamiento a la realidad de las emisiones asociadas al sector transporte. Sin embargo, estos factores de emisión presentan cierto grado de incertidumbre mientras que los factores de emisión obtenidos de mediciones directas permiten obtener de manera más exacta las emisiones xx xxxxxxx móviles al considerar las condiciones reales de operación de los vehículos. Por esta razón, los factores de emisión del modelo IVE solo se utilizan como complemento de la información disponible.
En la Tabla 1.1 se presentan las categorías vehiculares que se tuvieron en cuenta en este trabajo. Por su parte, el Anexo 1.7 muestra este mismo listado reseñando para el año base los factores de actividad, los factores de emisión asociados a cada uno de ellos y el número de vehículos de cada categoría.
NOTA: El ejercicio realizado en 2008 incluye categorías que cuentan con factor de emisión medido para compuestos orgánicos totales. En este sentido es relevante resaltar que los factores de emisión de compuestos orgánicos reportados por el Modelo IVE hacen referencia específica a compuestos orgánicos volátiles, los cuales son una fracción de los compuestos orgánicos totales.
Tabla 1.1. Categorías vehiculares.
Tipo de vehículo | Combustible | Control de emisiones | Cilindraje | Categoría |
Vehículos de pasajeros | Gasolina | TWC | ≤1,400cc | VP1 |
>1,400cc | VP2 | |||
NO TWC | ≤1,400cc | VP3 | ||
>1,400cc | VP4 | |||
Gas natural | - | - | VP5 | |
Camperos y camionetas | Gasolina | TWC | - | CC1 |
NO TWC | <2,500 | CC2 | ||
≥2,500 | CC3 | |||
Gas natural | - | - | CC4 | |
Diésel | - | ≤ 2,500cc | CC5 | |
- | > 2,500cc | CC6 | ||
Bus o buseta | Diésel | - | <5,000 | B1 |
- | ≥5,000 | B2 | ||
Gasolina | - | >3,000 y <6,000cc | B3 | |
- | ≥ 6,000cc | B4 | ||
Bus articulado | Diésel | - | - | TM |
Bus escolar/turismo | Diésel | - | - | ET |
Microbus | Diésel | - | - | MB |
Gasolina | - | - | MBg | |
Colectivos | Gas natural | - | - | MC |
Taxis | Gasolina | - | - | T1 |
Gas natural | - | - | T2 | |
Camión | Diésel | <1997 | <6,000 | C1 |
≥6,000 | C2 | |||
≥1997 | - | C3 | ||
Gasolina | - | < 6,000cc | C4 | |
- | ≥ 6,000cc | C5 | ||
Gas natural | - | < 6,000cc | C6 | |
- | ≥ 6,000cc | X0 | ||
Xxxxx0 | Xxxxxxxx | - | X0 | |
- | X0 |
XXX = Catalizador de tres vías
3.1.2. Validación del Número xx Xxxxxxx
Una vez asignados los diferentes factores de emisión para los cinco contaminantes de interés (CO2, CO, NOx, THC, PM) en todas las categorías vehiculares y para los tres tipos de combustible disponibles en la ciudad de Bogotá, se procedió a realizar una validación del
2 La categoría M1 hace referencia a las motocicletas con motor a dos tiempos, la categoría M2 corresponde a las motocicletas con motos a cuatro tiempos.
número xx xxxxxxx para vehículos de transporte de pasajeros de la flota de transporte particular y pública. En este caso se tomó como punto xx xxxxxxx la base de datos de vehículos matriculados en la ciudad de Bogotá, suministrada por la Secretaría Distrital de Movilidad (SDM) a la Universidad de los Andes para la actualización del inventario en el año 2008 y la información sobre vehículos reconvertidos a GNV suministrada por la firma Gazel
S.A. La flota de motos se estimó a partir de la base de datos de la SDM para el año 2008 y considerando los datos del observatorio de movilidad de la Cámara de Comercio de Bogotá.
3.1.2.1. Vehículos de Transporte Público
Para validar el número xx xxxxxxx correspondientes al transporte público (TP) se acudió a los registros oficiales disponibles a través del consorcio SIM (Servicios Integrados para la Movilidad) de la SDM (ver Anexo 1.2.), cuyas cifras coinciden con las publicadas por el Observatorio de Movilidad de Bogotá (CCB, 2008). Se verificó además la concordancia de las mismas con la Encuesta de Transporte Urbano de Pasajeros (DANE, 2008).
Adicionalmente, se contó con dos fuentes de información sobre el tipo de combustibles empleados por la flota en cuestión: 1) Encuestas a empresas prestadoras del servicio de transporte público colectivo realizadas para este estudio y 2) Una base de datos suministrada por la Secretaría Distrital de Ambiente (SDA) con información sobre las empresas y los vehículos inscritos en el Programa de Autorregulación. A partir del análisis y validación de los datos suministrados por las fuentes de información mencionadas se estimó el tamaño de la flota en más de 17,000 vehículos, con la participación porcentual por categorías que se presenta en la Tabla 1.2.
Tabla 1.2. Flota vehicular de transporte público.
MODO | Categoría vehicular | Código | Combustible utilizado | Vehículos año 2008 |
Participación del TPC | ||||
TPC* | Micro Bus | MBg | Gasolina | 7% |
Buses y busetas | B3 | Gasolina | 3% | |
Buses y busetas | B4 | Gasolina | 4% | |
Micro Bus | MC | GNV | 4% | |
Buses y busetas | B1 | ACPM | 32% | |
Buses y busetas | B2 | ACPM | 23% | |
Microbuses | MB | ACPM | 21% | |
TM** | Transmilenio | TM | ACPM | 6% |
MBg: Microbuses que usan gasolina como combustible; B3: Buses y busetas que usan gasolina como combustible y tienen cilindrajes entre 3,000 y 6,000 c.c.; B4: Buses y busetas que usan gasolina como combustible y tienen cilindrajes mayores a 6,000 c.c.; MC: Microbuses que usan GNV como combustible; B1: Buses y busetas que usan ACPM como combustible y tienen cilindrajes menores a 5,000 c.c.; B2: Buses y busetas que usan ACPM como combustible y tienen cilindrajes mayores a 5,000 c.c.; MB: Microbuses que usan ACPM como combustible; TM: Buses articulados del sistema Transmilenio.
* TPC: Transporte Público Colectivo. Se refiere a todos los vehículos que prestan el servicio de transporte público y que no circulan por las troncales del sistema de transporte masivo Transmilenio. En esta categoría se incluyen los buses alimentadores de este sistema.
** TM: Vehículos que hacen parte del esquema de BRT (Bus Rapid Transit) de Bogotá, conocido como TransMilenio.
3.1.2.2. Vehículos Particulares
La validación del número xx xxxxxxx del sector particular comprendió dos aspectos: a) La edad del parque automotor reportada en la base de datos de la SDM y b) El número de
vehículos que a pesar de estar matriculados fuera de Bogotá circulan por las vías de la ciudad.
a. Edad del parque automotor: La base de datos de la SDM cuenta con registros de vehículos particulares (automóviles, camperos y camionetas) de años modelo desde 1900 en adelante. Es claro que vehículos cuya edad promedio sobrepasa los 30 o 40 años, si bien aparecen en dicha base de datos, en la actualidad ya no se encuentran circulando por las vías de la ciudad, con excepción de unos pocos vehículos clásicos.
Se planteó entonces un análisis sobre el número total de vehículos registrados en función del año modelo de los mismos de modo que se pudiera establecer, para cada año, cuál era la cantidad acumulada de vehículos (Ver
). Contabilizando todos los registros disponibles en la base de datos, se obtiene un total de 853,700 automóviles, camperos y camionetas.
Número de vehículos (acumulado)
900,000
750,000
600,000
450,000
300,000
150,000
0
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 0000 0000 0000
AUTOMOVILES CAMPEROS-CAMIONETAS TOTAL
Figura 1.2. Número acumulado de vehículos según año modelo - Base de datos SDM.
La cifra anterior fue comparada con información suministrada por la Secretaría Distrital de Hacienda, según la cual el número de declarantes de impuestos de automóviles en el año 2008 fue de 693,000, cifra comparable con el número de vehículos acumulado entre el año 1983 y el 2008 según la base de datos de la SDM. Esto sugiere que los vehículos que tienen alrededor de 30 años de vida o más ya no circulan por sus calles y que puede existir un porcentaje de vehículos que aunque en el pasado fueron matriculados en la ciudad actualmente circulan sin declarar pago de impuestos. Según lo cálculos realizados, dicha fracción sería del 8%. En definitiva, la validación arrojó como resultado un número base de 755,000 vehículos aproximadamente.
b. Vehículos de fuera de la ciudad: Una vez realizado el ajuste del número de vehículos particulares por año modelo se utilizó el valor encontrado para calcular el número total xx xxxxxxx móviles de esta categoría que circulan por las vías de la ciudad, teniendo en cuenta que una proporción de los vehículos que circulan por la ciudad, no necesariamente están registrados en la misma. Para tal efecto se desarrollaron aforos vehiculares con videos realizados en 4 puntos diferentes de la ciudad, de tal manera que se pudiera registrar cuántos de los vehículos que pasaban por cada uno de estos puntos se encontraban matriculados en Bogotá y cuántos en otras ciudades o municipios, realizando un conteo de placas. De esta manera se obtuvo que aproximadamente el 14% de los vehículos que circulan por las vías de la ciudad se encuentran matriculados fuera de Bogotá. Con este valor se ajustó la cifra base (de 755,000 vehículos) de manera que se obtuvo un valor
aproximado de 883,000 automóviles, camperos y camionetas que se encuentran en circulación dentro de la ciudad de Bogotá y que por lo tanto contribuyen a la emisión de contaminantes en la misma. La participación por categorías vehiculares se presenta en la Tabla 1.3.
Tabla 1.3. Composición de la flota vehicular de transporte particular.
Categoría vehicular | Combustible utilizado | Participación año 2008 | |
Vehículos de pasajeros | VP1 | Gasolina | 24% |
Vehículos de pasajeros | VP2 | Gasolina | 16% |
Vehículos de pasajeros | VP3 | Gasolina | 16% |
Vehículos de pasajeros | VP4 | Gasolina | 14% |
Camperos y camionetas | CC1 | Gasolina | 13% |
Camperos y camionetas | CC2 | Gasolina | 6% |
Camperos y camionetas | CC3 | Gasolina | 5% |
Camperos y camionetas | CC4 | GNV | 3% |
Vehículos de pasajeros | VP5 | GNV | 1% |
Camperos y camionetas | CC5 | ACPM | 1% |
Camperos y camionetas | CC6 | ACPM | 1% |
TOTAL | 100% | ||
VP1: Vehículos de pasajeros con TWC y cilindraje ≤1,400cc. VP2: Vehículos de pasajeros con TWC y cilindraje >1,400cc. VP3: Vehículos de pasajeros sin TWC y cilindraje ≤1,400cc. VP4: Vehículos de pasajeros sin TWC y cilindraje >1,400cc. VP5: Vehículos de pasajeros que usan GNV como combustible. CC1: Camperos y camionetas con TWC. CC2: Camperos y camionetas sin TWC y cilindraje <2,500cc. CC3: Camperos y camionetas sin TWC y cilindraje ≥2,500cc. CC4: Camperos y camionetas que usan GNV como combustible. CC5: Camperos y camionetas que usan ACPM como combustible y tienen un cilindraje menor a 2,500 c.c.; CC6: Camperos y camionetas que usan ACPM como combustible y tienen un cilindraje mayor a 2,500 c.c.
3.1.2.3. Camiones
El transporte de carga se clasificó en siete categorías según como se presenta en la Figura
GNV
Gasolina
Camiones
ACPM
COMBUSTIBLE
1.3. De acuerdo a los registros xx Xxxxx, existen en la ciudad 10,438 camiones con GNV de los cuales alrededor del 60% corresponde a camiones livianos (categoría C6) y el resto a camiones pesados (categoría C7).
MODELO
C7
≥ 6000 c.c.
C6
< 6000 c.c.
C5
≥ 6000 c.c.
C4
< 6000 c.c.
C3
≥ 1997
C2
≥ 6000 c.c.
< 1997
C1
< 6000 c.c.
CATEGORÍA
CILINDRAJE
Figura 1.3. Esquema de las categorías de camiones en Bogotá.
Por otra parte, según los registros de la SDM para el año 2008, existen cerca de 12,300 camiones que operan con gasolina como combustible de los cuales poco menos de 8,700 son livianos (categoría C4) y el resto corresponde a vehículos pesados (categoría C5).
Según el Informe del parque automotor de carga en Colombia (Ministerio de Transporte, 2006), los vehículos de carga que usan GNV y gasolina como combustible corresponden al 49% del total. Es decir, cerca de 19,700 vehículos, el 51% restante corresponde a camiones de carga de ACPM.
Adicionalmente, se consideró el efecto de los camiones que aunque no están matriculados en Bogotá circulan en la ciudad. Según información del Centro de Información Logística de Carga de Bogotá (SDM, 2007) y el informe del parque automotor de transporte de carga en Colombia (DTT, 2006), cada día entran a la ciudad cerca de 25,000 vehículos (incluyendo vehículos registrados dentro y fuera de la ciudad). Se supuso que los vehículos adicionales identificados según esta fuente de información, utilizan ACPM como combustible, ya que es el combustible con el mejor desempeño en carretera. En la Figura 1.4 se presenta la distribución por tipo de combustible de la flota de carga en Bogotá para el año 2008.
Figura 1.4. Distribución de la flota de camiones en Bogotá según el tipo de combustible para el año 2008.
3.2. Construcción del Escenario Tendencial
La construcción del “escenario tendencial” permite evaluar a qué punto llegarían las emisiones del sector transporte en la ciudad de Bogotá dentro xx xxxx años, en caso de no implementarse ningún proyecto o medida de descontaminación. La creación de este escenario contempla las siguientes variables: 1) Crecimiento económico, 2) Crecimiento de la población, 3) Variaciones en la demanda de transporte para cada uno de los diferentes modos y 4) Crecimiento de la motorización.
3.2.1. Crecimiento de la Motorización y el Número de Vehículos Particulares
La motorización es la variable que relaciona el número de vehículos (en este caso particulares) en la ciudad con el número de habitantes de la misma. Existen diversos modelos desarrollados con el fin de caracterizar dicha tasa de motorización de manera que sea posible predecir su comportamiento en el tiempo y de esta forma conocer el crecimiento del parque automotor. La mayor parte de estos modelos intentan explicar el comportamiento de la tasa de motorización a través de una variable económica que refleje el nivel de ingreso promedio de la población y por ende, su poder adquisitivo frente a la compra de un vehículo
particular. La relación existente entre la tasa de motorización y el nivel de ingresos de la población suele tener un comportamiento sigmoideo (curva en forma de “S”), ya que la tasa de motorización aumenta paulatinamente para los niveles de ingreso más bajos y más rápidamente para los niveles de ingreso más alto, hasta alcanzar finalmente un punto de equilibrio que corresponde a la tasa de saturación (Xxxxx, 2008).
Para el caso de la ciudad de Bogotá, en un estudio previo desarrollado por la Universidad de los Andes “El transporte como soporte al desarrollo del país. Una visión al 0000” (Xxxxxxx et al., 2008), se estableció la relación entre la tasa de motorización y el nivel de ingresos per cápita (PIBpc) de cada UPZ de la ciudad (ver Error! Reference source not found.). De esta manera y empleando referentes internacionales de tasas de motorización y niveles de ingresos asociados se logró construir una curva que permite estimar el crecimiento de la tasa de motorización para la ciudad de Bogotá. Este ejercicio permitió estimar el número de vehículos particulares que habrá hasta el año 2020, que corresponde al horizonte de desarrollo del PDDB.
0.45
0.40
Tasa de motorización
(vehículos/habitante)
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.05
0.00
0 3,000,000 6,000,000 9,000,000 12,000,000 15,000,000 18,000,000
PIBpc (pesos)
Datos por UPZ Modelo Proyecciones
Figura 1.5. Construcción del modelo de crecimiento de la tasa de motorización.
3.2.2. Crecimiento del Número de Taxis y Motocicletas
Para obtener las proyecciones de estos dos modos de transporte se acudió a las estimaciones hechas por Xxxxxxx et al., (2008), quienes establecieron a través de modelos validados las tasas de motorización para motocicletas y la participación de los taxis en la provisión de viajes totales de la ciudad.
Para el caso particular de las motocicletas, se utilizó como parámetro base la tasa de motorización proyectada para la Gran Bogotá (la cual incluye los municipios circunvecinos y las áreas de expansión suburbana de la zona rural del Distrito). Sin embargo, fue necesario ajustar esta proyección según el inventario de motocicletas validado para el año 2008 y considerando información sobre el tamaño de la población del Distrito.
En el caso de los taxis, se usaron las proyecciones del número de viajes que se moverían en el escenario tendencial, así como la participación de cada uno de los modos de transporte. Para calcular el número de vehículos se usó un factor de actividad de 89,000 km/año, estimado a partir de las cifras provistas por las investigaciones xx Xxxxxxxxx et al (2009) y Xxxxxxx et al (2008). Los resultados de estos cálculos se exponen en la Tabla 1.4.
Tabla 1.4. Parámetros usados para la proyección del número xx xxxxxxx (taxis y motos).
Modo | Parámetros | 0000 | 0000 | 0000 | 0000 |
MOTOS | Población de la Gran Bogotá | 8,025,774 | 8,511,188 | 9,019,559 | 9,524,523 |
Tasa de motorización (veh/hab) | 0.0392 | 0.0648 | 0.0904 | 0.116 | |
Vehículos según tasa de motorización | 314,610 | 551,525 | 815,368 | 1,104,845 | |
Vehículos ajustados según inventario validado y población de Bogotá | 116,477 | 204,189 | 301,870 | 409,042 | |
TAXIS | Número total de viajes | 12,611,592 | 14,292,888 | 15,974,184 | 17,655,480 |
Participación porcentual en viajes | 3.29% | 3.13% | 2.96% | 2.80% | |
Viajes según participación porcentual | 415,189 | 446,979 | 473,226 | 493,930 | |
Número de vehículos | 51,000 | 54,905 | 58,129 | 60,672 |
3.2.3. Crecimiento del Número de Viajes de Transporte Público Colectivo
La revisión de las variaciones en la demanda de transporte, para cada uno de los diferentes modos, permite estimar de manera indirecta el crecimiento de la flota de transporte público colectivo. La dificultad asociada a este análisis radica en la imposibilidad de realizar una desvinculación entre el número xx xxxxxxx y el factor de actividad ya que la variable a estimar resulta siendo el número de vehículos-km asociado a la totalidad de la flota.
Lo que se hizo entonces fue utilizar las proyecciones del crecimiento de los viajes en transporte público colectivo y calcular el número de kilómetros recorridos por toda la flota (veh∙km) en una unidad de tiempo, conociendo el índice de pasajeros por kilómetro (1.61 pasajeros∙km-1) y la longitud promedio de los viajes realizados (11.3 km).
En la Error! Reference source not found. se presenta el crecimiento de los kilómetros recorridos por la flota de vehículos, y en ella es evidente cómo para el escenario tendencial el crecimiento de los vehículos particulares será significativamente mayor al del transporte público. Esta situación está relacionada con el rápido aumento de la tasa de motorización en la ciudad proyectada para los años 2008-2020, aunado a un esquema de transporte público que en la actualidad incentiva indirectamente el uso de vehículos particulares.
100,000,000
Kilómetros diarios recorridos
90,000,000
80,000,000
70,000,000
60,000,000
50,000,000
40,000,000
30,000,000
20,000,000
10,000,000
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
0
Taxis Motos Camiones TP Privados
Figura 1.6. Crecimiento de los kilómetros recorridos por las distintas categorías de transporte de la ciudad.
3.2.4. Crecimiento del Número Vehículos de Carga
La proyección del número xx xxxxxxx se realizó considerando el crecimiento esperado del PIB en los próximos años. Debido a que el transporte de carga depende en gran medida del crecimiento económico, se espera que este ajuste sea una buena aproximación al comportamiento futuro del número de camiones que transitan en Bogotá (ver Figura 1.7).
120
Número de camiones (miles)
100
80
60
40
20
0
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Tiempo (años)
Figura 1.7. Proyección de número xx xxxxxxx 2010-2020.
3.2. Emisiones Año Base y Proyección de Emisiones
En Bogotá, la influencia de las fuentes móviles sobre el inventario de contaminantes atmosféricos es muy importante pues sus emisiones aportan más del 80% del inventario total de CO, CO2, y NOx. Además, este tipo xx xxxxxxx cobran relevancia desde una perspectiva de exposición personal dado que, por ejemplo, a pesar de que las fuentes industriales emiten el 45% del PM, éstas no tienen implicaciones tan directas como las fuentes móviles sobre la salud de los ciudadanos.
Las fuentes móviles en el año 2008 emitieron cerca de 6,000,000 de toneladas de CO2, 500,000 de CO, 55,000 de NOx, 60,000 de THC y 1,500 de PM. El aporte de las diferentes categorías a la emisión total xx xxxxxxx móviles se presenta en la Figura 1.8.
Participación en el inventario de emisiones
100%
80%
60%
40%
20%
0%
CO2 CO
NOx
THC PM
TPC TransMilenio Vehículos Privados Taxis Camiones Otros Motos
NOTA: TPC se refiere a vehículos que prestan el servicio de transporte público colectivo. La categoría “otros” se refiere todos los buses, busetas y microbuses del servicio privado de transporte.
Figura 1.8. Aporte de las categorías vehiculares al inventario de emisiones del año base.
Las categorías de mayor aporte al inventario de PM son los buses de transporte público colectivo (39%), la flota de vehículos de carga (33%) y las motocicletas (21%). Por su parte las categorías de mayor aporte a las emisiones de NOX son los vehículos particulares (34%) seguido por buses de transporte público colectivo y los taxis, las cuales aportan cada una alrededor del 22% de las emisiones de este contaminante. En cuanto a las emisiones de TOC y CO, los vehículos particulares aportan más del 60% de las emisiones generadas por las fuentes móviles.
Como ya se mencionó, la construcción del escenario tendencial permite evaluar a qué punto llegarían las emisiones del sector transporte en la ciudad de Bogotá dentro xx xxxx años en caso de no implementarse ningún proyecto o medida de descontaminación. La creación de este escenario contempla las siguientes variables: 1) Crecimiento económico, 2) Crecimiento de la población, 3) Variaciones en la demanda de transporte para cada uno de los diferentes modos y 4) Crecimiento de la tasa de motorización.
Las emisiones para el año base y para el final del periodo de análisis de los distintos contaminantes se presentan en la Figura 1.9. Los contaminantes de mayor crecimiento son el material particulado y el dióxido de carbono, observándose para el año 2020 un incremento de las emisiones respecto al año base de alrededor de 80% para PM y de más del 100% para CO2.
Emisiones (ton/año)
14,000
12,000
10,000
8,000
6,000
4,000
2,000
0
PM NOx/10 THC/10 CO/100 CO2/1,000 2008 2020
Figura 1.9. Proyección de las emisiones xx xxxxxxx móviles para el horizonte 2008-2020.
Para el año 2020, las categorías de mayor aporte al inventario de emisiones siguen siendo los buses de la flota de transporte público colectivo, las motocicletas y los vehículos de transporte de carga, siendo el aporte de los camiones y las motos superior al de TPC, categoría que en el año base era la de mayor aporte a las emisiones de este contaminante. Al final del horizonte de análisis la categoría de mayor aporte en las emisiones de CO y THC sigue siendo la de vehículos privados.
El PM es el contaminante de mayor crecimiento, observándose para el año 2020 un incremento cercano al 80%. Por su parte para NOX se proyecta un crecimiento en las emisiones anuales de más del 30%. Finalmente, según la proyección de las emisiones anuales para de CO y THC se presentarán incrementos cercanos al 10%.
4. FORMULACION DE PROYECTOS PARA VEHÍCULOS DIÉSEL
Las medidas encaminadas a reducir las emisiones provenientes de la flota de transporte público (TP) hacen hincapié en aquellos vehículos que usan combustible diésel, ya que es el más empleado por este sector y el que mayores implicaciones tiene sobre el inventario de PM (ver Tabla 1.5), hecho que se agrava considerando los fenómenos de exposición personal a los que se ven sometidos los peatones y los usuarios del servicio.
Tabla 1.5. Aporte por categorías al inventario de emisiones (año 2008) provenientes de la flota de transporte público colectivo y masivo.
COMBUSTIBLE | CATEGORÍA VEHICULAR | Aporte porcentual en las emisiones anuales | ||||
CO2 | CO | NOx | THC | PM | ||
Gasolina | Microbuses (MBg) Buses y busetas (B3 y B4) | 12% | 68% | 8% | 48% | 1% |
GNV | Microbuses colectivos (MC) | 2% | 4% | 1% | <1% | <1% |
Diésel | Buses y Busetas (B1 y B2) Buses Articulados (TM) Microbuses (MB) | 86% | 28% | 91% | 52% | 98% |
La metodología para calcular el inventario de emisiones provenientes de las fuentes vehiculares que prestan el servicio de transporte público, se resume en la Ecuación 2.
Ei,j
= ∑ (FEi,j
)∙ Ci,j∙VD ∙k
(
da
IPKi
) Ecuación 2
En donde FE corresponde al factor de emisión de la categoría i del modo j, C corresponde a la participación de cada categoría i en la flota del modo j, VD representa los viajes diarios realizados por todo el parque automotor de transporte público3, IPK es el índice de pasajeros por kilómetro para cada uno de los modos i, y kda es un factor de conversión de días a años.
De esta forma, la gestión sobre este tipo xx xxxxxxx puede enfocarse en el primer multiplicando de la ecuación (FE) a través del mejoramiento del desempeño ambiental de los vehículos; y/o en el segundo, que representa la actividad del parque y que puede afectarse mediante la optimización de la operación de la flota. Estos dos enfoques son los que se exponen a continuación.
4.1. Implementación del Sistema Integrado de Transporte Público
A pesar de que las últimas administraciones distritales han hecho ingentes esfuerzos en la organización del sistema de transporte, y en espera de la adjudicación e implementación del Sistema Integrado de Transporte Público (SITP), la ciudad aún carece de un esquema operacional que le garantice resolver los problemas de sobreoferta, de ilegalidad y de ineficiencia (en términos de los tipos de vehículo que prestan el servicio). Dichos problemas encontrarán respuesta en el SITP, a través del cual se pretende mejorar las condiciones del servicio y garantizar la ampliación de la oferta de modos de transporte, a saber: transporte público colectivo, transporte masivo (TM), metro (M) y tren de cercanías (TC).
De esta forma, la implementación del SITP requiere de una intervención integral que incluye:
3 Este número de viajes es específico para cada uno de los años que comprende el horizonte de aplicación del Plan Decenal de Descontaminación, y fueron calculados a su vez usando la metodología descrita en
Implementación de un nuevo sistema de rutas, jerarquizadas y optimizadas a través de esquemas de operación zonal.
Desarrollo de un sistema integrado de recaudo, control e información.
Integración tarifaria y medio de pago electrónico.
Cambio del esquema empresarial actual (en el que operan 66 empresas afiladoras y centenares de otro tipo de empresas y cooperativas de propietarios de buses) a un esquema de concesión de zonas de operación a través de licitaciones, que reducirá el número de empresas prestadoras del servicio a un total de 13 empresas.
Sin embargo, es necesario analizar las estrategias que han sido consideradas para integrar el componente ambiental a la implementación del sistema y garantizar que su consolidación tenga repercusiones positivas en la calidad del aire bogotano. Bajo esta perspectiva, en este documento se tienen en cuenta tres fases entre el año 2008 y el año 2020 en lo que tiene que ver con la implementación del SITP:
Periodo 1 (2008 – 2011): El parque automotor de TP mantiene su composición actual, con el 78% de los viajes provistos por el TPC y el 22% restante por el TM. Por su parte, el IPK del primer modo se conservaría en principio su nivel de 1.6 pasajeros/km de acuerdo con los análisis adelantados por el Observatorio de Movilidad de Bogotá (CCB, 2009), pero crecerá paulatinamente para alcanzar la valor fijado como meta para el segundo periodo. El IPK del sistema Transmilenio seguiría siendo 5.1 como ocurre actualmente.
Periodo 2 (2012 – 2016): Tras la finalización de las obras de la Fase III de Transmilenio y el comienzo de la implementación del SITP, el modo de transporte público que no es TM mejorará su desempeño operando con 14,730 vehículos4 (a diferencia de los 16,168 que usa actualmente) alcanzando un IPK de 1.8, mientras que el de TM se mantendrá constante, aunque el sistema aumentará su flota pasando de los 1,070 vehículos que operaban en el periodo anterior a 1,224. De esta forma, el transporte masivo llegará en este periodo a proveer el 30% de los viajes totales que se efectuarían en la ciudad.
Periodo 3 (2017 – 2020): En este lapso se continúa con la consolidación del SITP, y se prevé que el modo de transporte público que no es TM alcance el nivel de máxima eficiencia posible con un IPK de 2.2 y una flota cercana a 10,600 vehículos, realizando el 50% de los viajes. Por su parte, con la entrada en operación del metro (modo que proveerá el 10% de viajes en su etapa inicial y que no generaría emisiones directas por usar electricidad como fuente de energía), el IPK del TM descenderá ligeramente (hasta 4.7) pero proveerá el 40% del total de viajes de la ciudad.
Estos tres lapsos son caracterizados esquemáticamente en la Error! Reference source not found.1.10, en donde se presenta la participación de los modos de transporte público en el total de viajes transportados en la ciudad. Además, en ella se muestra cómo las medidas tendientes a mejorar el servicio de transporte público provocarían un desestimulo del uso del vehículo privado, lo cual se vería reflejado a su vez en que la participación de este modo se mantenga constante en 40% a partir del año 2012, lo cual marca una clara diferencia con respecto al escenario tendencial (en donde los viajes llevados a cabo por este modo al finalizar el año 2020 corresponderían al 49% de los viajes totales).
De esta forma se conseguiría una reducción en las emisiones derivada de la disminución del factor de actividad de los vehículos privados, evitando que la tasa de crecimiento anual de sus viajes supere a la de transporte público. Los beneficios ambientales de este
4 Este valor corresponde al parque automotor proyectado según los planes de ajuste de la SDM, y cuyo cumplimiento constituiría el primer paso hacia la disminución de la sobreoferta. En el Anexo 1.2 se presentan los planes de ajuste para cada una de las empresas transportadoras que operan en la actualidad.
fenómeno se presentan en el Capítulo 5 de esta sección dedicado a los vehículos de gasolina.
La composición modal propuesta para los tres periodos se configurará de forma gradual en el horizonte de aplicación del PDDB y en sincronía con la proyección de los viajes totales de la ciudad. En la Tabla 1.61.6 se presenta la evolución de los indicadores modales por cuatrienios y en la Error! Reference source not found. se presenta la proyección de los viajes en la ciudad en el escenario tendencial (sin considerar SITP) así como la proyección de los viajes en el escenario deseable, articulado a través de los tres periodos expuestos.
Por otro lado, en la Error! Reference source not found. se expone la situación actual del parque automotor de TP, en términos de factores de actividad y de emisión.
PERIODO 1:
Implementación
del SITP
PERIODO 2:
Desarrollo SITP
PERIODO 3:
Consolidación SITP
IPK: 1.8
IPK: 2.2
IPK: 1.6
IPK: 4.7
IPK: 5.1
IPK: 5.1
80%
Participación modal de viajes
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
METRO TM TPC
Figura 1.10. Diagrama esquemático de los periodos de afianzamiento del SITP.
8,000,000
7,000,000
Viajes diarios
6,000,000
5,000,000
4,000,000
3,000,000
2,000,000
1,000,000
0
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
TPC (Escenario SITP) TM (Escenario SITP) Metro TPC tendencial TM Tendencial
Figura 1.11. Proyección de la participación modal de transporte entre el 2008 y el 2020.
Tabla 1.6. Proyección de los indicadores de movilidad para los diversos modos de transporte público.
Modo | Variable | 0000 | 0000 | 0000 | 0000 |
TP | Número de viajes diarios | 7,541,000 | 8,047,000 | 8,553,000 | 9,058,000 |
Crecimiento de los viajes | NA | 1.60% | 1.50% | 1.42% | |
TP (no TM) | Participación modal estimada | 78% | 70% | 56% | 50% |
Número de viajes diarios | 5,882,000 | 5,633,000 | 4,824,000 | 4,529,000 | |
FAF (Km·dia-1) | 3,676,000 | 3,129,000 | 2,275,000 | 2,059,000 | |
FAV (Km·año-1·veh-1) | 83,000 | 77,000 | 72,000 | 71,000 | |
Número de vehículos | 16,168 | 14,743 | 11,494 | 10,592 | |
Crecimiento de la flota | NA | -2.26% | -6.22% | -0.57% | |
IPK (Viajes·Km-1) | 1.6 | 1.8 | 2.12 | 2.2 | |
TM | Participación modal estimada | 22% | 30% | 44% | 40% |
Número de viajes diarios | 1,659,000 | 2,414,000 | 3,729,000 | 3,623,000 | |
FAF (Km·dia-1) | 325,300 | 473,300 | 731,200 | 773,000 | |
FAV (Km·año-1·veh-1) | 111,000 | 141,200 | 171,500 | 179,000 | |
Número de vehículos | 1,070 | 1,224 | 1,557 | 1,576 | |
Crecimiento de la flota | NA | 3.03% | 5.23% | 0.00% | |
IPK (Viajes·Km-1) | 5.1 | 5.1 | 5.1 | 4.69 | |
METRO | Participación modal estimada | 0 | 0 | 0 | 10% |
Número de viajes diarios | 0 | 0 | 0 | 906,000 |
NOTA: La modelación del SITP en el diseño del plan de descontaminación se realizó con base en los pliegos de licitación publicados en el segundo semestre del año 2009 en la página Web de contratación del Distrito. Dicha información fue complementada con datos proveídos por la gerencia del SITP, tales como las variables relacionadas con la eficiencia del sistema y su desempeño ambiental.
A lo largo del proceso de elaboración del plan de descontaminación los pliegos en referencia sufrieron múltiples modificaciones para las que se hizo el mejor esfuerzo de ser incluidas en el proyecto aquí descrito en la medida en que tal información fue hecha disponible para el equipo de investigadores. Por ejemplo, en lo que se refiere a variables que afectan el desempeño ambiental del sistema y el número total de vehículos que hacen parte del mismo, se hicieron modificaciones en los tiempos y en la gradualidad de implementación previstos inicialmente por el Distrito.
En todos los casos considerados, el escenario desarrollado por la Universidad es de carácter conservador y en cada punto en que se encontraba incertidumbre se tomaron decisiones bajo dicho esquema. Lo que esto significa es que las desviaciones que puedan presentarse entre los resultados de la modelación y la implementación real del sistema, tendrían implicaciones favorables al sistema en lo que se refiere a su desempeño ambiental.
4.1.1.Estrategias que hacen parte de la Implementación del SITP
Tabla 1.7. Estrategias que hacen parte del SITP
Medida de descontaminación | Énfasis | Descripción |
Implementación del SITP | Sobreoferta | Implementación del SITP según los tres periodos estipulados en la Error! Reference source not found.1.10, enfocándose en la redistribución modal de los viajes en transporte público. La renovación de la flota vehicular solo se dará como un beneficio colateral del reajuste del parque automotor, según los requerimientos del nuevo sistema en términos del tipo de vehículos que operaran los concesionarios. |
Edad Vehicular | Adicionalmente al reajuste del parque automotor que implica el SITP y su consecuente disminución de la sobreoferta, en este modo se asume el compromiso de mantener la edad promedio de la flota de TP en un dígito (actualmente es de 13 años aproximadamente). Para esto se considera la adquisición anual de cerca de 400 vehículos en el marco de un programa de renovación continua que permitiría tener en el 2020 un parque con una edad promedio de 7 años. |
a. Énfasis en la reducción de la sobreoferta
Según la Contraloría de Bogotá (2007) la sobreoferta de TPC en la ciudad en el año 2003 era cercana a los 8,000 vehículos (un 42% del total de la flota) y para el 2007 ya se podían contabilizar 9,635 vehículos. "Mientras que el promedio de pasajeros por vehículo en Bogotá es 200, los estándares internacionales sugieren que el nivel de ocupación debe ser cercano a los 500 pasajeros/día" (CCB, 2008).
Aunque se han tomado medidas para disminuir la sobreoferta, en particular las derivadas del Decreto 115 del 2003 el cual definió el "Índice de reducción de sobreoferta para el mejoramiento de la calidad del servicio" así como el "Fondo para el mejoramiento de la calidad del servicio", la chatarrización de vehículos no ha sido efectiva. Al respecto la Contraloría de Bogotá estima que en el periodo 2000 – 2007 se chatarrizaron 8,829 vehículos, pero tan solo 24 de ellos contribuyeron a la disminución de la sobreoferta efectivamente, ya que 3,247 vehículos se acogieron a la figura de reposición. Además, los planes vigentes de ajuste de la capacidad transportadora de las empresas, contemplan una reducción de 1,597 vehículos, esto es solo el 17% de la sobreoferta estimada en la ciudad.
Sin embargo, con la implantación del SITP sí se espera generar un impacto considerable en términos de disminución del parque de transporte público. El rediseño de rutas y la integración con Transmilenio, y posteriormente con el metro, apunta a un parque cercano a los 13,000 vehículos, generando un sistema más eficiente, rentable y ambientalmente adecuado. El diseño del SITP contempla la configuración de la flota que se presenta en la Tabla 1.8.
Tabla 1.8. Participación de las categorías de transporte público con la implementación del SITP.
Categorías vehiculares de TP | Participación (%) año 2020 |
Microbus | 16% |
Buseta | 12% |
Bus | 37% |
Padrones | 22% |
Padrones duales | <1% |
Articulados | 11% |
Biarticulados | 2% |
TOTAL | 100% |
FUENTE: SDM, 2009
Tabla 1.9. Cambio en la composición de la flota de transporte público (meta).
Categoría | Código | Combustible | 2008 | 2020 | Cambio porcentual1 |
Micro Bus | MBg | Gasolina | 1,159 | 0 | -100% |
Buses y busetas | B3 | Gasolina | 476 | 0 | -100% |
Buses y busetas | B4 | Gasolina | 774 | 0 | -100% |
Micro Bus | MC | GNV | 666 | 0 | -100% |
Buses y busetas | B1 | ACPM | 5,570 | 1,520 | -73% |
Buses y busetas | B2 | ACPM | 3,981 | 7,279 | 83% |
Microbuses | MB | ACPM | 3,542 | 1,959 | -45% |
SUBTOTAL TPC | 16,168 | 10,758 | -33% | ||
Transmilenio | TM | ACPM | 1,070 | 1,576 | 47% |
TOTAL | 17,238 | 12,334 | -28% | ||
1El signo negativo hace referencia a una reducción en el número de vehículos.
La reconfiguración paulatina del parque automotor del transporte público así como la disminución de las fuentes, se presenta en la
2. Para calcular esta proyección se emplearon los parámetros supuestos para los periodos de consolidación del SITP (IPK y participación modal), así como la proyección de los viajes que moverá el transporte público bogotano hasta el año 2020, según la Ecuación 3 (véase una reseña más detallada de las distintas variables en el Anexo 1.3).
V = Pc,i∙VDTPCi ∙ 1
Ecuación 3
C,i
IPKTPCi
FAvehiculoi
En donde VC representa el número de vehículos de la categoría C en el año i, P es la participación de la categoría c en el parque actualizado para el año i, VDTPC es el número de viajes que en el año i provee el total del parque de buses, y FAvehículo representa el factor de actividad (en términos de viajes diarios) de cada vehículo de la categoría c.
18,000
16,000
Número de vehículos
14,000
12,000
10,000
8,000
6,000
4,000
2,000
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
0
MBg B3 B4 MC B1 B2 MB
MBg: Microbus a gasolina; B3: Buses y Busetas <5,000 c.c. a gasolina; B4: Buses y busetas >5.000 c.c. a gasolina; MC: Microbus a GNV; B1: Buses y busetas < 5,000 c.c.; B2: Buses y busetas > 5,000 c.c.; MB: Microbuses diesel.
Figura 1.12. Evolución del tamaño del parque desagregado por categoría vehicular.
Con respecto al esquema de operación zonal propuesto para el SITP, cabe resaltar que este componente tiene una injerencia importante sobre la reducción de las emisiones provenientes de la flota. Esta estrategia, que puede considerarse como una de las herramientas fundamentales para garantizar la reducción de la sobreoferta en el horizonte de implementación del SITP , organizará la ciudad en 13 zonas operacionales (cada una concesionada a una empresa prestadora del servicio) y una zona neutra en el centro expandido de la ciudad; esto con el fin de articular más eficientemente los desplazamientos de los usuarios mediante la integración de varios tipo de rutas (troncales, auxiliares, alimentadoras y complementarias y especiales).
Este nuevo esquema de operación zonal, que se implementará paulatinamente en el tiempo afectará los factores de actividad del parque, en la medida en que reducirá la longitud promedio de las rutas en un 16% (pasando de 54 km a 45 km), según pudo establecerse tras comparar los diseños operacionales de las zonas del SITP con la cifra oficial de la longitud promedio de rutas (CCB, 2009). Para integrar este factor a la proyección del inventario de emisiones anuales, se incorporó en la Ecuación 2 un factor de corrección que representa la disminución anual en la actividad del parque, derivado de la consolidación paulatina de las zonas operacionales.
Por otro lado, la reducción de la sobreoferta no solo implicaría un mejoramiento en la calidad del aire por sí misma, sino también una serie de sinergias importantes que acarrearían beneficios ambientales colaterales, tales como la reducción en el traslapo de rutas, la disminución en los factores de actividad (al aumentar la ocupación de los vehículos, disminuye el número de ciclos y la frecuencia de las rutas), y el aumento de la velocidad media en las vías. En Colombia, por ejemplo, una ocupación media de los vehículos de 300 pasajeros/bus-día está relacionada con 3,500 kilómetros de rutas por cada millón de habitantes y con una velocidad promedio en corredores principales de 10 Km/hr, mientras en algunas ciudades modelo latinoamericanas5, una ocupación de 650 pasajeros/bus-día, corresponde a 1,200 kilómetros de rutas por cada millón de habitantes y con 22.5 Km/hr de velocidad promedio (DNP, 2003).
5 Las ciudades con las que el DNP realizó la comparación, son Buenos Aires, Recife, Curitiba y Sao Xxxxx.
b. Énfasis en el control de la edad vehicular
A pesar de que la gestión sobre el número xx xxxxxxx de emisión puede tener repercusiones directas sobre la calidad del aire, el envejecimiento paulatino del parque podría limitar el beneficio ambiental obtenido en un principio. Esto se debe a que una de las variables que afecta el valor de los factores de emisión es el modelo de los vehículos, el cual es un indicador del desgaste mecánico del mismo (por el kilometraje recorrido durante toda su vida útil) que redunda a su vez en una pérdida de eficiencia y, por ende, en un aumento de las emisiones.
Aparte de un menor kilometraje, los modelos más recientes tienen también innovaciones técnico-mecánicas derivadas del desarrollo de la industria automotriz, que hacen más eficientes los vehículos al mismo tiempo que menos contaminantes. Entre dichas innovaciones, impulsadas habitualmente por legislaciones estrictas como las de la Unión Europea y Estados Unidos, pueden encontrarse los sistemas de inyección de combustible, los sistemas de refrigeración y los sistemas de control de emisiones, cuya injerencia sobre los FE será objeto de disertaciones más adelante en este documento.
Así pues, de forma paralela a la estrategia de disminución de la sobreoferta en el marco del SITP se debe garantizar que la flota de TPC remanente tenga una edad promedio baja que garantice un mejoramiento en el factor de emisión promedio de la flota. Por esta razón se podría plantear como un escenario deseable que los 5,600 vehículos que se requiere sacar de circulación para cumplir con las metas del SITP sean los más viejos del parque. Por ejemplo, si se garantizara la ejecución de esta estrategia en el primer año de implementación del PDDB, la edad promedio del parque automotor pasaría de cerca de 11 años a casi 7 años, que a su vez se traduciría en una reducción de los factores de emisión de PM, para el caso de la categoría B2 (buses con motor mayor a 5,000 cc) significaría una reducción de alrededor del 50%.
Sin embargo, debido al horizonte de implementación del plan de descontaminación, es imposible desconocer que la edad promedio del parque es variable y depende de las tasas de chatarrización y adquisición de vehículos nuevos a lo largo del decenio. Estas tasas fueron calculadas con base en los siguientes supuestos:
− Todos los vehículos de transporte público tienen un factor de actividad similar (km/año) que no depende de su edad, por lo que el año del modelo es un indicador fiable para estimar el deterioro del factor de emisión debido a los kilómetros recorridos.
− No existen fuentes oficiales que definan la tasa de chatarrización natural6 de la flota, por lo que ésta se asume implícita al valor de la tasa calculada según las metas de edad promedio definidas para los distintos periodos del plan.
− Existe una tasa de chatarrización asociada a la reconfiguración de la flota propuesta para la implementación del SITP, sin embargo no está asociada a una política de renovación a lo largo del decenio que de no implementarse implicaría que en el año 2020 la ciudad podría tener una parque de TPC con una edad promedio superior a los 15 años.
− Las metas concernientes a la edad promedio de la flota son de 10 años para el 2012, 9 para el 2017 y 7 para el 2020. Estas metas podrían ser más estrictas si en su fijación se incluye un análisis de la capacidad financiera de las empresas transportadoras y del Distrito para promover la política de renovación.
6 Este tipo de chatarrización se refiere a la que está sometida a las dinámicas xxx xxxxxxx del transporte, la cual implica que cuando un vehículo se vuelve obsoleto y no representan un activo productivo para su propietario, es descartado. Por su parte las tasa de chatarrización “forzadas” son derivadas de políticas de renovación de la flotas, aún cuando el vehículo puede ser rentable para los prestadores del servicio.
En la Error! Reference source not found.13 se presenta la distribución actual de las edades de la flota de TPC en comparación con la distribución deseada para el año 2020. Por su parte, en la Error! Reference source not found.4 se expone el comportamiento de la edad promedio del parque derivada de las tasas de chatarrización anuales (TC) y las tasas de ingreso de nuevos vehículos (TI) contempladas en el análisis (ver Anexo 1.5).
2,000
1,800
Número de vehículos
1,600
1,400
1,200
1,000
800
600
400
200
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
2008
0
Escenario actual (Corte al 2008)
1,400
Número de vehículos
1,200
1,000
800
600
400
200
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
0
Escenario deseado en el 2020
Año modelo
Año modelo
Figura 1.13. Contraste entre las frecuencias de modelos vehiculares para la flota de TPC.
20
Edad promedio de la flota (años)
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Edad promedio sin renovación Edad promedio con renovación
Figura 1.14. Proyecciones de la edad promedio de la flota según esquema de renovación.
Con el fin de estimar las reducciones anuales que se obtendrían con la renovación continua de la flota, se modificaron los factores de emisión validados para este estudio. Se generaron factores de corrección según los factores de emisión de la base de datos integrada al modelo MOBILE 6, desarrollado por la EPA (2003) y validado en el modelo IVE. Una vez hechos los ajustes pertinentes de los factores de emisión base, se calcularon los factores de corrección y los nuevos factores de emisión anuales a partir de la Ecuación 4.
̅F̅̅E̅
= ∑ nm ∙(γ
∙FE
) Ecuación 4
C N m
CLinea Base
En donde nm corresponde al número de vehículos de la categoría C de modelo m, N es el número total de vehículos de la categoría C, y γm representa el factor de corrección para el modelo m de la categoría C.
4.1.2. Beneficios Ambientales de la Implementación del SITP
En las figuras 1.Error! Reference source not found. a 1.19 se muestran los beneficios derivados de la implementación del SITP. Sin embargo, solo la Figura 1.15 reseña los dos modos de la medida expuesta con anterioridad, ya que los beneficios derivados del esquema propuesto en el modo 2 solo fueron calculados para material particulado, por ser el contaminante de mayor impacto sobre la salud pública. Vale la pena aclarar también, que las series de tiempo rotuladas como "Escenario tendencial" no contemplan la ampliación del sistema Transmilenio, por lo que la proyección de las emisiones parte del supuesto de que la distribución modal del transporte público se mantendrá constante a partir del 2008 y hasta que finalice el decenio en cuestión.
800
700
Emisiones PM (ton/año)
600
500
400
300
200
100
0
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Escenario Tendencial Modo 1 Modo 2
Figura 1.15. Proyecciones de las emisiones de PM tras la implementación del SITP.
El crecimiento de las emisiones en el escenario tendencial se debe al aumento en el número de viajes totales y, por ende, en el número xx xxxxxxx (bajo el supuesto de que el indicador de eficiencia IPK, se mantiene constante en el lapso estudiado). Por su parte, la disminución de las emisiones derivadas de la implementación de esta medida en sus modos 1 y 2 tiene dos causas principales: 1) El retiro paulatino de las fuentes en concordancia con el diseño operativo del SITP, y 2) por el mejoramiento de los factores de emisión debido a la incorporación a la flota de vehículos más modernos.
La brecha entre los modos 1 y 2 se debe principalmente a que en el segundo el cambio en los factores de emisión es más acelerado debido a un programa de renovación continua de la flota, mientras que en la primera solo serían retirados los vehículos más viejos del parque, sin que esto repercuta sobre la modernización de los vehículos remanentes.
30,000
25,000
Emisiones CO (ton/año)
20,000
15,000
10,000
5,000
0
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Escenario Tendencial Modo 1 Modo 2
Figura 1.16. Proyecciones de las emisiones de CO tras la implementación del SITP.
3,500
Emisiones THC (ton/año)
3,000
2,500
2,000
1,500
1,000
2008 2010 2012 2014 2016
2018 2020
Escenario Tendencial Modo 1 Modo 2
Figura 1.17. Proyecciones de las emisiones de THC tras la implementación del SITP.
17,000
16,000
Emisiones NOX (ton/año)
15,000
14,000
13,000
12,000
11,000
10,000
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Escenario Tendencial Modo 1 Modo 2
Figura 1.18. Proyecciones de las emisiones de NOX tras la implementación del SITP.
1,000,000
950,000
Emisiones CO2 (ton/año)
900,000
850,000
800,000
750,000
700,000
650,000
600,000
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Escenario Tendencial Modo 1 Modo 2
Figura 1.19. Proyecciones de las emisiones de CO2 tras la implementación del SITP.
Por otro lado, los beneficios mencionados corresponden específicamente a la gestión que se haga sobre los vehículos que prestan el servicio de transporte público, por lo que es pertinente mencionar los efectos que tendrá el SITP sobre las emisiones del transporte masivo (Transmilenio). Al respecto, en la Tabla 1.10 se presenta la evolución de distintos parámetros que definen el sistema de transporte masivo, bajo el supuesto de que en todos los escenarios el factor de emisión de PM para este tipo de vehículos es constante. En el Modo 1 de implementación del SITP, Transmilenio podría llegar a aportar el 65% de las emisiones de PM del transporte público de Bogotá, aunque el inventario de este contaminante solo llegaría a las 280 toneladas anuales, cuando en el escenario tendencial se podría alcanzar 640 toneladas.
Escenario | Variable | 0000 | 0000 | 0000 | 0000 | |
Tendencial | Viajes diarios aprox. | 1,660,000 | 1,770,000 | 1,882,000 | 1,993,000 | |
FA (Km/día) | 325,312 | 347,125 | 368,937 | 390,750 | ||
PM - TM (ton/año) | 35 | 37 | 40 | 42 | ||
PM -TPC (ton/año) | 540 | 570 | 610 | 640 | ||
Participación (%)* | 6% | 6% | 6% | 6% | ||
SITP | Viajes diarios aprox. | 1,660,000 | 2,415,000 | 3,729,000 | 3,623,000 | |
FA (Km/dia) | 325,312 | 473,352 | 731,167 | 772,926 | ||
PM-TM (ton/año) | 35 | 50 | 79 | 83 | ||
Modo 1 | PM-TPC (ton/año) | 000 | 000 | 000 | 199 | |
Participación (%) | 6.11% | 9.39% | 20.32% | 29.50% | ||
Modo 2 | PM-TPC (ton/año) | 538 | 320 | 85 | 45 | |
Participación | 6.11% | 13.73% | 47.97% | 64.96% | ||
Tabla 1.10. Participación de Transmilenio en los escenarios propuestos tras la implementación del SITP.
||
FA: Factor de actividad; PM-TM: Emisiones de PM provenientes de Transmilenio; PM-TPC: Emisiones de PM provenientes del transporte público colectivo (excluye el transporte masivo).
* “Participación” se refiere a la comparación de las emisiones de TransMilenio con las emisiones totales de la flota de transporte público.
4.1.3. Herramientas Institucionales Requeridas
El mejoramiento de la eficiencia del sistema de transporte público a través del SITP cuenta con las bases jurídicas e institucionales adecuadas para llevarse a cabo. Adicionalmente a la definición planteada en el Decreto 319 de 2006 que adopta el Plan Maestro de Movilidad, la estructura y principales componentes del SITP han sido detallados en el Decreto 309 de 2009. Es así como el SITP cuenta ya con diseños detallados y se encuentra en proceso de adjudicación de 13 zonas que estarán a cargo de igual número de empresas. Se alista así mismo la licitación del sistema integrado de recaudo.
Sin embargo, aunque la base del SITP ya ha sido establecida, y su implementación permitiría obtener los beneficios ambientales que aportaría la reducción xx xxxxx y su renovación, aún no se garantizan beneficios adicionales por mayores exigencias ambientales que podrían solicitarse a los vehículos que operen en el sistema, ni un aumento hasta el 50% de viajes realizados en Transmilenio y metro. Esto requeriría probablemente de la expansión del sistema Transmilenio a partir del año 2015.
De acuerdo con el marco jurídico establecido, será Transmilenio S.A. el encargado de la gestión del SITP. Se considera conveniente revisar las exigencias que plantean los pliegos y el contrato en términos de desempeño ambiental de los vehículos y características de operación. Se considera necesario que las decisiones sobre el SITP y su control tengan un fuerte componente ambiental. Los resultados mostrados en esta sección demuestran que pueden obtenerse mejoras ambientales significativas con la inclusión de la medida en cualquiera de sus modos, y como se presentará más adelante en este informe medidas como el uso de sistemas de control de emisiones para la flota que entra a ser parte del SITP maximizan los beneficios ambientales de dicho sistema.
Los costos directos en los que incurriría la ciudad para la ejecución de este proyecto están asociados a la adquisición de nuevos vehículos y a la compra de los vehículos que sean objeto del esquema de chatarrización propuesto. Para este caso en particular no se incluirán los costos de operación y mantenimiento de los vehículos, debido a que estos
rubros deben ser asumidos por las empresas prestadoras del servicio y no deben ser considerados como un costo adicional generado por el PDDB.
Algunas consideraciones que se tuvieron en cuenta en el proceso de estimación de costos son las siguientes:
A pesar de que para el inventario de emisiones los buses padrones y los padrones duales se integraron a la categoría B2, ya que cumplen con el criterio de clasificación definido, esta categoría se desagregó en la estimación de costos.
El modelo de renovación propuesto a lo largo del decenio supone que se adquieren vehículos de las diferentes categorías en la misma proporción en la que está compuesta la flota.
Aunque la tasa de chatarrización usada en este estudio incluye la tasa de chatarrización natural del parque, es la primera quien define los vehículos que serán adquiridos por el Distrito dentro del programa de chatarrización.
Los costos unitarios de compra de vehículos corresponden a los establecidos en el mercado nacional, mientras que aquellos definidos para la adquisición de vehículos obsoletos, sujetos al programa de chatarrización, fueron obtenidos de los antecedentes de los esquemas de chatarrización implementados en Bogotá. En estos programas el Distrito ha pagado un promedio de $40 millones por vehículo.
En las tabla 1.Tabla 1.111 se presentan los costos estimados para todo el horizonte del plan, en precios constantes del año 2009, tanto para la compra de vehículos nuevos como para la adquisición de vehículos en el proceso de chatarrización.
Tabla 1.11. Costos del proyecto derivados de la adquisición y chatarrización de vehículos.
Rubro | Costo unitario [$ M] | SITP - Modo 1 | SITP - Modo 2 | ||
N° de vehículos | Costo total [$MM] | N° de vehículos | Costo total [$MM] | ||
Chatarrizados para reajuste | 40* | 5,576 | 223 | 5,576 | 223 |
Vehículos nuevos | 130** | 0 | 0 | 7,986 | 1,038 |
Xxxxxxxxxxxxx netos | NA | 5,576 | NA | 11,380 | NA |
TOTAL | 223 | TOTAL | 1,261 | ||
* El costo reseñado acá está basado en los datos reportados por la Contraloría de Bogotá.
** Este costo corresponde al precio medio de los vehículos nuevos, entendiendo que los precios en el mercado pueden fluctuar entre los $100 y los $150 millones dependiendo de las características del automotor. Este rango fue corroborado con información provista por Buscar S.A.
De esta forma, para el primer enfoque (reconfiguración de la flota sin renovación permanente) se obtendrían unos costos globales de 223 mil millones de pesos aproximadamente, con un potencial de reducción de hasta 2,200 toneladas de PM a lo largo del decenio, mientras que adoptando el segundo enfoque (reconfiguración de la flota con programa de renovación continua del TPC) el proyecto costaría alrededor de 1.3 billones de pesos con un potencial de reducción de 4,000 toneladas de PM. En la Tabla 1.12 se presentan los costos por unidad de tonelada de PM reducida.
Tabla 1.12. Costo por unidad de PM reducida.
Modo de implementación | Costo por tonelada de PM (millones de pesos/ton PM) |
Modo 1 | 101 |
Modo 2 | 311 |
Sin embargo, es importante destacar que este proyecto tiene otros beneficios considerables desde el punto de vista de la política de transporte tales como los ahorros en tiempo de los bogotanos. El aspecto ambiental se considera usualmente como beneficio colateral más no como un objetivo primordial de este tipo de medidas, por lo que buena parte de los gastos en los que incurriría la ciudad serían gestionados a través del arreglo institucional liderado por la Secretaria de Movilidad. Siendo así, solo una parte menor del costo del SITP debería incluirse como un costo directo del plan de descontaminación.
4.2. Instalación de Sistemas de Control de Emisiones
A diferencia del proyecto anterior a través del cual se pretende reducir el número xx xxxxxxx y modificar los factores de actividad con una operación que es acorde a los términos del contrato de la concesión del SITP, el propósito de la medida descrita en esta parte del documento representa un esfuerzo adicional y cuyo objeto es mejorar los factores de emisión mediante la implantación de tecnologías de control de emisiones (SCE). Estas mejoras se estimaron haciendo uso de la Ecuación 5.
FEcorregido=(KTCE∙KCML)∙FEoriginal Ecuación 5
En donde KTCE, corresponde al factor de corrección derivado de la instalación de tecnologías de control de emisiones y KCML representa el factor correspondiente al uso de combustibles más limpios.
Actualmente, existen varias tecnologías viables (desde el punto de vista de su costo- eficiencia y aplicabilidad) para el control de emisiones provenientes de la operación de motores diésel. Sin embargo, aún existen algunas barreras técnicas y económicas para reducir simultáneamente PM y NOx, razón por la cual el análisis del contexto de calidad del aire bogotano es indispensable para elegir la tecnología más apropiada entre las que ofrece el mercado.
En la
Tabla 1.13. Características de los sistemas de control de emisiones propuestos para vehículos diésel.
Sistema de Control | Reducción en emisiones | Costos unitarios [$M*] | Contenido de azufre requerido (ppm) | ||
THC | PM | NOx | |||
Catalizador oxidativo para vehículos diesel (DOC) | 50-90% | 25-50% | - | 1 - 4 | 500 |
Filtro activo de partículas para vehículos Diesel (a-DPF) | 50-95% | >85% | - | 15 - 21 | 15** |
Filtro pasivo de partículas para vehículos diesel (p-DPF) | 50-95% | >85% | - | 31 - 63 | 500 |
Filtro de paso (FTF) | 50-95% | 30-60% | 10 - 15 | 500 | |
Catalizador para NOx integrado a un DPF (LNC + DPF) | - | >85% | 5-30% | 31 - 42 | 15** |
Sistema de reducción con catálisis selectiva (SCR) | 80% | 20-30% | 80% | 38 - 63 | 500 |
Sistema de recirculación de gases de escape, integrado con un DPF (EGR + DPF) | - | >85% | 40-50% | 38 - 42 | 15** |
Control de emisiones en el xxxxxx | - | 5-10 % | - | 1 - 2 | 500 |
Fuente: MECA, 2009.
*$M: Millones de pesos.
** Los proveedores de estos sistemas de control aconsejan usarlos si los vehículos emplean ULSD (Ultra Low Sulfur Diesel). Un combustible con 50 ppm podría ser catalogado como ULSD y podría permitir la operación de estos sistemas pero con eficiencias menores, por lo cual se aconseja que el contenido de azufre en el mismo sea inferior a 15 ppm para obtener las eficiencias reseñadas.
Nótese que entre las tecnologías reseñadas en la
Tabla 1.131.13, las más eficientes son aquellas que requieren que el mercado local le provea al parque automotor un diesel con bajo contenido de azufre.
Por su parte, los amplios rangos de los costos reseñados se deben a su dependencia del tamaño de los motores, los volúmenes de venta, el tipo de instalación (si se aplica a un vehículo en uso, o directamente en una línea de ensamblaje de vehículos nuevos) y las reducciones necesarias según el factor de emisión base del vehículo en el que se pretenda instalar.
En la valoración de los beneficios ambientales de la presente medida se tuvieron en cuenta las siguientes consideraciones:
Se usaron los porcentajes de reducción medios para cada uno de los sistemas evaluados, teniendo en cuenta los valores máximos y mínimos reportados por los proveedores de las tecnologías.
Se supuso que la instalación de los sistemas de control de emisiones se llevará a cabo de manera paulatina, durante 5 años. Por ende cada año se le instalarían sistemas a un 20% del parque.
La eficiencia de remoción de los sistemas de control no varía en el horizonte de tiempo del plan decenal de descontaminación.
4.2.1. Modos de Implementación
Se evaluó el efecto de la implementación de los siguientes sistemas que se mencionan a continuación.
Modo 1: Instalar catalizadores oxidativos (DOC) en todos los vehículos de la flota de transporte público y aquellos que entran al SITP, según el escenario de evaluación.
Modo 2: Instalar sistemas de control de emisiones xxx xxxxxx en todos los vehículos de la flota de transporte público y aquellos que entran al SITP, según el escenario de evaluación.
Modo 3: Instalar filtros de partículas para diésel (DPF) en todos los vehículos de la flota de transporte público y aquellos que entran al SITP según el escenario de evaluación.
Modo 4: Instalar filtros de paso (FTF) en todos los vehículos de la flota de transporte público y aquellos que entran al SITP, según el escenario de evaluación.
Modo 5: Instalar sistemas de reducción catalítica selectiva (SCR) en todos los vehículos de la flota de transporte público y aquellos que entran al SITP, según el escenario de evaluación.
Adicionalmente, para cada sistema de control de emisiones se evaluaron dos posibles escenarios:
SCE 1: El número xx xxxxxxx (vehículos) pertenecientes a la flota de transporte público crece según lo estimado bajo el escenario tendencial (en donde no hay SITP).
SCE 2: La instalación de los sistemas de control se hará de manera paralela a la puesta en marcha del SITP, es decir, solo se instalarán SCE a los vehículos que entren a formar parte del esquema de operación del SITP.
En las figuras 1.20 y 1.21 se presentan las proyecciones de las emisiones de PM bajo los dos escenarios (SCE1 y SCE2) y para las diferentes opciones de los sistemas de control de emisiones. Estos resultados hacen referencia exclusiva al sector de transporte público.
700
Emisiones de PM (ton/año)
600
500
400
300
200
100
0
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Tendencial DOC CC DPF FTF SCR
DOC: Catalizador oxidativo para vehículos diesel; CC: Control de emisiones en el xxxxxx; DPF: Filtro de partículas para vehículos diésel (en este caso corresponde a filtros pasivos, los cuales son menos restrictivos para el contenido de azufre); FTF: Filtros de paso; SCR: Sistemas de reducción con catálisis reductiva.
Figura 1.20. Proyección de las emisiones de PM de la flota de TPC para la medida SCE1 (sin SITP) en sus 5 modos.
La diferencia entre los comportamientos de las series de tiempo en esta figura se explica por la brecha entre las eficiencias de remoción de PM dadas las tecnologías con las que contarían los vehículos.
Por otro lado, el cambio en la pendiente de las series obedece a la finalización de los periodos de implementación de la medida. Mientras que en los primeros 5 años del decenio la disminución en las emisiones de PM son aceleradas, en la última mitad el inventario de emisiones tiende a estabilizarse bajo el supuesto de que todas las fuentes han alcanzado sus factores de emisión deseables (de hecho puede existir un ligero incremento en las mismas, derivado del incremento en el número de viajes totales que deberá movilizar la ciudad).
700
Emisiones de PM (ton/año)
600
500
400
300
200
100
0
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Tendencial DOC CC DPF FTF SCR
Figura 1.21. Proyección de las emisiones de PM de la flota de TPC para la medida SCE2 (considerando SITP) en sus 5 modos.
En la Tabla 1.144 se presentan las reducciones en las emisiones para los tres contaminantes afectados por las tecnologías de control respecto a las emisiones de este mismo sector en el escenario tendencial. Es evidente que el único sistema de control que reduce simultáneamente NOx y PM (el SCR) presenta beneficios menores que las otras tecnologías en términos de éste último contaminante, al mismo tiempo que implica unos costos de implementación más elevados.
Teniendo en cuenta la preponderancia del material particulado y los requerimientos en términos de azufre para las tecnologías de control de NOx, es aconsejable diseñar una estrategia en la cual se promueva la implementación prioritaria de las tecnologías de control de PM (DPF, FTP y DOC) que podría ser complementada con sistemas LNC, SCR y EGR.
Tabla 1.14. Reducción porcentual en el inventario acumulado de emisiones de transporte público respecto al escenario tendencial.
Tecnología | Instalación de SCE sin SITP (SCE1) | Instalación de SCE con SITP (SCE2) | ||||
THC | PM | NOx | THC | PM | NOx | |
DOC | 58% | 41% | - | 60% | 42% | - |
DPF | 58% | 60% | - | 60% | 60% | - |
FTF | 58% | 44% | - | 60% | 44% | - |
SCR | 62% | 36% | 26% | 64% | 37% | 54% |
CC | - | 30% | - | - | 31% | - |
DOC: Catalizador oxidativo para vehículos diesel; CC: Control de emisiones en el Xxxxxx; DPF: Filtro de partículas para vehículos diesel (en este caso corresponde a filtros pasivos, los cuales son menos restrictivos para el contenido de azufre); FTF: Filtros de paso; SCR: Sistemas de reducción con catálisis reductiva.
* Con “inventario acumulado de emisiones” se hace referencia a la suma de las toneladas anuales emitidas a lo largo del
decenio, según las proyecciones calculadas.
Por otro lado, es necesario hacer hincapié en una de las tecnologías listadas: el control de emisiones en el xxxxxx. La implementación de esta tecnología puede no tener impactos notables en la concentración ambiente de la ciudad, por cuanto no implica una reducción muy importante del inventario de emisiones, pero goza de un par de ventajas comparativas que pueden hacerla atractiva: es la medida de más bajo costo y es útil para reducir los fenómenos de auto-contaminación al interior de los vehículos de transporte colectivo. De hecho, es aconsejada por la EPA y se ha aplicado ampliamente a través de programas de mejoramiento de buses escolares.
De esta forma es aconsejable diseñar una política que permita instalar sistemas de control de emisiones en el xxxxxx en los vehículos de transporte colectivo privados, en especial en los escolares. Estas tecnologías pueden disminuir notablemente los niveles de exposición de las personas en edad escolar.
En la Tabla 1.15 se presenta el beneficio de la medida en términos de reducción de la concentración de PM en el año 2020 en la ciudad con la implementación de la medida en comparación con la concentración que se tendría en el escenario tendencial.
Tabla 1.15. Reducción en los niveles de concentración de PM en el año 2020 respecto al escenario tendencial.
Modo | Reducción en la concentración de PM año 2020 | |
SCE 1 | SCE2 | |
DOC | 3% | 8% |
CC | <1% | 7% |
DPF | 8% | 9% |
FTF | 4% | 8% |
SCR | 2% | 7% |
DOC: Catalizador oxidativo para vehículos diesel; CC: Control de emisiones en el Xxxxxx; DPF: Filtro de partículas para vehículos diesel (en este caso corresponde a filtros pasivos, los cuales son menos restrictivos para el contenido de azufre); FTF: Filtros de paso; SCR: Sistemas de reducción con catálisis reductiva.
4.2.3. Herramientas Institucionales Requeridas
La experiencia internacional demuestra que una de las herramientas fundamentales para garantizar la reducción de las emisiones provenientes xx xxxxxxx móviles, es el establecimiento de normas específicas para los factores de emisión. Esta es la filosofía de normas como las Euro (aplicables para la Comunidad Europea), las Tier (establecidas por la EPA) y las Nation (fijadas en China), las cuales definen los factores de emisión máximos permisibles para las diferentes categorías vehiculares, al mismo tiempo que los lapsos de implementación. De esta forma se crea un nicho en el mercado de sistemas de control de emisiones, se promueve el desarrollo y la investigación tendientes a generar tecnologías más eficientes, y se impulsa el sector automotriz hacia la producción de vehículos más limpios.
En Colombia la Resolución 910 de 2008 expedida por el MAVDT define este tipo de umbrales, pero no establece las herramientas de gestión necesarias para cumplir con los factores de emisión fijados como permisibles. En este sentido el MAVDT se ha comprometido recientemente con la implementación de tecnologías de control de emisiones alineadas con la norma Euro IV, obedeciendo a los requerimientos de esta Resolución.
Según un comunicado del pasado 13 de febrero del 2010, “esta medida se aplicará a todos
los buses, busetas y colectivos convencionales nuevos que se vinculen a la prestación del
servicio público de transporte de pasajeros en Bogotá D.C. a partir del 0 xx xxxxx xx 0000”.
Xxx xxxxxxx, esta norma contiene un vacío jurídico al obligar únicamente a los vehículos que se ensamblen o importen a partir del 2010 a cumplir con los estándares de emisión, quedando todo el parque automotor usado eximido de la obligación de implementar medidas tendientes a disminuir sus emisiones mediante el uso de las tecnologías aquí discutidas (por eso el compromiso del MAVDT se restringe a los vehículos nuevos que eventualmente entren a operar como consecuencia del SITP). Por esta razón es recomendable establecer esquemas regulatorios más estrictos y que logren imponer responsabilidades para todos los propietarios de vehículos, tanto de transporte público como privado.
En la Tabla 1.16 se presentan los costos totales estimados para los diferentes sistemas de control de emisiones bajo los dos escenarios analizados. Los costos de inversión para esta medida a lo largo del decenio pueden variar entre alrededor de $4,000 millones y $880,000 millones dependiendo del escenario de implementación y el sistema de control de emisiones seleccionado, esto es equivalente a un costo entre 2 y 300 millones de pesos por tonelada de PM reducida (ver Tabla 1.17).
Tabla 1.16. Costos totales.
Sistema de control | Costo total (millones de pesos) | |
SCE1 | SCE2 | |
Modo 1 (DOC) | 44,000 | 5,500 |
Modo 2 (CC) | 30,000 | 3,300 |
Modo 3 (DPF) | 775,000 | 110,000 |
Modo 4 (FTF) | 215,000 | 29,000 |
Modo 5 (SCR) | 880,000 | 110,000 |
DOC: Catalizador oxidativo para vehículos diesel; CC: Control de emisiones en el xxxxxx; DPF: Filtro de partículas para vehículos diésel (en este caso corresponde a filtros pasivos); FTF: Filtros de paso; SCR: Sistemas de reducción con catálisis reductiva.
Tabla 1.17. Costo por tonelada de PM reducida.
Modo de implementación | Costo por tonelada de PM (millones de pesos/ton PM) | |
SCE1 | SCE2 | |
Modo 1 (DOC) | 13 | 1.6 |
Modo 2 (CC) | 12 | 1.3 |
Modo 3 (DPF) | 159 | 22.6 |
Modo 4 (FTF) | 60 | 8.1 |
Modo 5 (SCR) | 297 | 37.1 |
DOC: Catalizador oxidativo para vehículos diesel; CC: Control de emisiones en el xxxxxx; DPF: Filtro de partículas para vehículos diésel (en este caso corresponde a filtros pasivos); FTF: Filtros de paso; SCR: Sistemas de reducción con catálisis reductiva.
Esta estimación no contempla la reducción de costos derivada de la importación y ensamblaje de vehículos que ya cumplan con estándares de emisión, pues esta inversión estaría ya incluida en los cálculos correspondientes a la adquisición de nuevos vehículos reseñada en la medida de disminución de la edad promedio de la flota. Es importante mencionar que el perfil de costos de la medida también depende del año en el que se empiece a implementar, siendo este parámetro más importante para el análisis del escenario SCE2. Estas variaciones fueron incluidas en el diseño metodológico del proceso de optimización (ver Sección 3 del Documento de Trabajo).
4.2.5. Implicaciones de la Norma Euro IV en las Emisiones de Transmilenio.
Tal como se mostró en la Tabla 1.100, una vez se encuentre totalmente implementado el SITP, el sistema TM pasará a ser el de mayor aporte al inventario de emisiones de PM en la ciudad. De esta forma, la medida de instalación de SCE debe ampliarse en algún momento a las fases de TM que se encuentran actualmente en operación.
Emisiones PM (ton/año)
700 700
Emisiones PM (ton/año)
600 600
500 500
400 400
300 300
200 200
100 100
0
0000 0000 0000 0000
0
0000 0000 0000 0000
TPC Xxxx 0 XX - Xxxx XX XXX Xxxx 0 XX - XX fijo
TP: Transporte público; TPC: Transporte público colectivo (no incluye Transmilenio); TM: Transporte masivo; FE fijo: Factor de emisión constante a lo largo del decenio con un valor de 0.29 g/km; Euro IV: Mejoramiento progresivo del FE actual hasta que en el 2016 se alcanza un estándar
de 0.03 g/km; Modo 1: Implementación del SITP con reducción de sobreoferta como prioridad; Modo 2: Implementación de SITP con reducción de sobreoferta y control permanente de la edad promedio de la flota.
Figura 1.22. Comparación de las emisiones de PM del parque de transporte público en el marco del SITP – Modo 1.
En particular, se deben hacer los esfuerzos necesarios para que para el 2016, todos los vehículos del sistema TM tengan un factor de emisión de PM que corresponda al límite fijado por la norma Euro IV (0.03 g km-1 de PM; Kousoulidou, 2008). Actualmente solo existen 9 buses articulados de los 1,135 que con los que actualmente cuenta el sistema, que tienen instalados sistemas SCR (tecnología recomendada para cumplir con Euro VI).
En las figuras 1.22 y 1.23 se comparan los escenarios en los que no se ejecutan acciones para disminuir el factor de emisión de TM (FE fijo) y en el que se acoge la propuesta aquí descrita.
Emisiones PM (ton/año)
Emisiones PM (ton/año)
700 700
600 600
500 500
400 400
300 300
200 200
100 100
0
0000 0000 0000 0000
0
0000 0000 0000 0000
TPC Modo 2 TM - FE fijo TPC Modo 2 TM - Euro IV
TP: Transporte público; TPC: Transporte público colectivo (no incluye articulados del sistema Transmilenio); TM: Transporte masivo (articulados del sistema Transmilenio); FE fijo: Factor de emisión constante a lo largo del decenio con un valor de 0.29 g/km; Euro IV: Mejoramiento progresivo del FE actual hasta que en el 2016 se alcanza un estándar de 0.03 g/km; Modo 1: Implementación del SITP con reducción de sobreoferta como prioridad; Modo 2: Implementación de SITP con reducción de sobreoferta y control permanente de la edad promedio de la flota
Figura 1.23. Comparación de las emisiones de PM del parque de transporte público en el marco del SITP – Modo 2.
4.2.6. Mejoramiento Continuo de la Calidad del ACPM
La disponibilidad de ACPM con bajo contenido de azufre es fundamental para garantizar la implementación de sistemas de control de emisiones, razón por la cual el mejoramiento del ACPM se concibe en este documento como una herramienta institucional de apoyo a la medida de instalación de SCE (ver DOC: Catalizador oxidativo para vehículos diesel; CC: Control de emisiones en el xxxxxx; DPF: Filtro de partículas para vehículos diésel (en este caso corresponde a filtros pasivos, los cuales son menos restrictivos para el contenido de azufre); FTF: Filtros de paso; SCR: Sistemas de reducción con catálisis reductiva.
4). Las implicaciones más problemáticas del azufre en el diésel son la formación secundaria de material particulado ultrafino (en forma de sulfatos), el incremento en el consumo de combustible, y relacionado con lo anterior la imposibilidad de cumplir con estándares de emisión más estrictos como los aplicables en otras partes del mundo como Europa, Estados Unidos y China.
En Colombia las estrategias encaminadas al mejoramiento del diésel son básicamente: 1) Inversión en unidades especiales de refinación en Cartagena y Barrancabermeja, en especial implementando esquemas de hidrotratamiento; 2) Importación de combustible USLD para mezclar con el producido en el país; y 3) Producción a gran escala de biodiesel, derivado principalmente de cultivos xx xxxxx.
En la Error! Reference source not found.5 se presenta la forma en que varía la proyección de las emisiones de PM provenientes del TPC si se afectan los factores de emisión según la calidad del combustible disponible. Hacia el final del período se supone la disponibilidad de un combustible diésel con contenido de azufre inferior a 10 ppm que permitiría implementar además sistemas de control de emisión aún más eficientes y más económicos (véase el caso del DPF mostrado en la
Tabla 1.131.13) y sistemas combinados que permitirían la reducción simultánea de NOx y PM.
El mejoramiento del ACPM se considera como una actividad de apoyo que ya está regulada y cuyo valor agregado será la creación de sinergias positivas con la instalación de sistemas de control de emisiones.
Reducción porcentual en emisiones
20%
18%
16%
14%
12%
10%
8%
6%
4%
2%
0%
350ppm 50ppm 10ppm
NOx HC PM
Fuente: XXXX et al. 2008
Figura 1.24. Reducciones porcentuales obtenidas tras la disminución del contenido de azufre en el diésel con respecto a las emisiones derivadas de un combustible con 500 ppm de azufre.
500 ppm
50 ppm
10 ppm
650
600
Emisiones de PM [Ton/año]
550
500
450
400
350
300
250
200
2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020
Cumplimiento metas biodiesel Escenario Tendencial Escenario SITP
Figura 1.25. Emisiones de PM corregidas según el contenido de azufre del ACPM.
La disminución del contenido de azufre hace parte de un plan integral de Ecopetrol (en donde se están invirtiendo más de US$4,500 millones). Estos costos no se incluyen como parte de la inversión del PDDB.
4.3. Uso de sistemas de Control de Emisiones en el Transporte de Carga
Las emisiones de PM provenientes del sector de transporte de carga representan el 30% de las emisiones de las fuentes móviles, siendo el sector de mayor aporte después del transporte público colectivo. Además, según las proyecciones del escenario tendencial para el año 2020, el aporte de esta categoría podría llegar a ser incluso superior al del sector de transporte público, razón por la cual se considera necesario diseñar medidas de reducción de emisiones para este sector.
Como medida para reducir las emisiones en el transporte de carga, se propone la instalación de sistemas de control de emisiones en la totalidad de la flota de camiones que usan ACPM como combustible. Se proponen cinco sistemas de control con distintos niveles de reducción y distintos costos.
4.3.1. Modos de Implementación de la Medida.
Los cinco modos consisten en la implementación gradual de sistemas de control de emisiones a los vehículos de la flota diésel de carga. Se supone además que los vehículos nuevos deben incluir la tecnología propuesta por la medida o una equivalente.
En la Tabla 1.18 se presenta la reducción esperada en las emisiones con la aplicación de diferentes sistemas de control de emisiones.
Tabla 1.18. Eficiencia media de reducción de los sistemas de control de emisiones.
Tecnología | Eficiencia en la reducción de emisiones | Requerimientos de calidad de ACPM | |||
HC | PM | NOx | CO | ||
Catalizadores oxidativos (DOC) | 50-90% | 25-50% | -- | >90 | 500 ppm azufre, pero con ULSD se mejora el rendimiento |
Filros de partículas (DPF) | >85% | 85% - >90% | -- | >85 | 500 ppm azufre, algunos específicos requieren ULSD |
Filtro parcial de partículas (FTF) | 50-95% si se le adiciona DOC | 30-75% | -- | 50-95% si se le adiciona catalizador DOC | 500 ppm azufre |
Catalizador de reducción selectiva (SCR) | 50-90% | 20-30%, o en combinación con DPF hasta 85% | 70- 90% | -- | 500 ppm azufre, o ULSD si se va a usar en combinación con un filtro que lo requiera |
Fuentes: EPA, 2007; EPA, 2007a; MECA, 2006; EPA, 2003; EPA, 2003a.
Las tecnologías que conforman los diferentes modos de implementación de la medida son las que se mencionan a continuación.
Modo 1: Instalar catalizadores oxidativos para diésel (DOC) en todos los camiones de Bogotá. Todos los camiones que se registren a partir del año de implementación de la medida deben contar con un sistema de control de emisión que asegure reducciones en los factores de emisión comparables a los de dicho sistema.
Modo 2: Instalar filtros de partículas (DPF) en todos los camiones de Bogotá. Todos los camiones que se registren a partir del año de implementación de la medida deben contar con un sistema de control de emisión que asegure reducciones en los factores de emisión comparables a los de dicho sistema.
Modo 3: Instalar filtros parciales de partículas (FTF) en todos los camiones de Bogotá. Todos los camiones que se registren a partir del año de implementación de la medida deben contar con un sistema de control de emisión que asegure reducciones en los factores de emisión comparables a los de dicho sistema.
Modo 4: Instalar un sistema compuesto por un catalizador de reducción selectiva (SCR) y un catalizador oxidativo para diésel en todos los camiones de Bogotá. Todos los camiones que se registren a partir del año de implementación de la medida deben contar con un sistema de control de emisión que asegure reducciones en los factores de emisión comparables a los de dicho sistema.
Modo 5: Instalar un sistema compuesto por un catalizador de reducción selectiva y un filtro de partículas en todos los camiones de Bogotá. Todos los camiones que se registren a partir del año de implementación de la medida deben contar con un sistema de control de emisión que asegure reducciones en los factores de emisión comparables a los de dicho sistema.
En las figuras 1.26 a 1.29 se presenta el efecto de los sistemas de control en las emisiones de acuerdo al modo de implementación de la medida y a cada uno de los contaminantes evaluados. En ellas es evidente que la tecnología con mayores beneficios en la reducción de emisiones de PM es la DPF. El uso de estos sistemas de control implica un aumento en las emisiones de CO2. Sin embargo, el aumento es menor al 1% en comparación con las toneladas acumuladas en el escenario tendencial para esta misma categoría.
1,000
900
Emisiones PM (ton/año)
800
700
600
500
400
300
200
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Escenario tendencial Modo 1
Modo 2 Modo 3
Modo 4 Modo 5
Figura 1.26. Emisiones anuales de PM de la flota de camiones de Bogotá.
120,000
110,000
Emisiones CO (ton/año)
100,000
90,000
80,000
70,000
60,000
50,000
40,000
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Escenario tendencial Modo 1
Modo 2 Modo 3
Modo 4 Modo 5
Figura 1.27. Emisiones anuales de CO de la flota de camiones en Bogotá.
20,000
18,000
Emisiones NOX (ton/año)
16,000
14,000
12,000
10,000
8,000
6,000
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Escenario tendencial Modo 1
Modo 2 Modo 3
Modo 4 Modo 5
Figura 1.28. Emisiones anuales de NOx de la flota de camiones de Bogotá.
6,000
5,500
Emisiones COT (ton/año)
5,000
4,500
4,000
3,500
3,000
2,500
2,000
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Escenario tendencial Modo 1
Modo 2 Modo 3
Modo 4 Modo 5
Figura 1.29. Emisiones anuales de COT de la flota de camiones de Bogotá.
En la siguiente tabla se presentan los beneficios asociados a cada modo en términos de toneladas reducidas en los diez años del Plan y su diferencia porcentual respecto a las emisiones de los camiones en el escenario tendencial.
Tabla 1.19. Reducciones en toneladas acumuladas según el modo (2010-2020) con respecto al escenario tendencial.
Modo | Reducción emisiones acumuladas (%) | |||
CO | NOx | THC | PM | |
Modo 1 (DOC) | 3% | 0% | 10% | 19% |
Modo 2 (DPF) | 2% | 0% | 0% | 43% |
Modo 3 (FTF) | 0% | 0% | 0% | 36% |
Modo 4 (DOC+SCR) | 3% | 30% | 10% | 19% |
Modo 5 (DPF+SCR) | 2% | 30% | 10% | 43% |
Para este caso en particular la estimación de la inversión necesaria está supeditada a la elección de las tecnologías de control de emisiones que se pretenda implementar, así como al momento en el tiempo en que se implemente la medida. En la Tabla 1.20 se presentan los costos medios de adquisición de los sistemas de control. En la Tabla 1.21 se presentan los costos totales de la medida, así como los costos por tonelada de PM reducida suponiendo que ésta se implementa en el año 2012. Los costos de inversión pueden variar entre $140,000 millones de pesos y $3.37 billones de pesos y unos costos entre $80 y
$1,440 millones de pesos por tonelada de PM reducida.
Tabla 1.20. Costos unitarios de los sistemas de control de emisiones.
Sistema de control | Costo medio por unidad (pesos) |
DOC | $ 2,700,000 |
DPF | $ 48,800,000 |
FTF | $ 14,100,000 |
DOC + SRC | $ 39,100,000 |
DPF + SRC | $ 65,100,000 |
Fuentes: EPA, 2007; EPA, 2007a; MECA, 2006; EPA, 2003; EPA, 2003a.
Tabla 1.21. Costos.
Tipo de tecnología | Costos Totales ($MM) | Costo eficiencia ($M/Ton reducida de PM) |
Modo 1 (DOC) | 140 | 85 |
Modo 2 (DPF) | 2,530 | 655 |
Modo 3 (FTF) | 730 | 315 |
Modo 4 (DOC+SCR) | 2,020 | 1,400 |
Modo 5 (DPF+SCR) | 3,370 | 900 |
$MM: Miles de Millones de pesos; $M: Millones de pesos
5. FORMULACION DE PROYECTOS PARA VEHICULOS LIVIANOS QUE UTILIZAN GASOLINA COMO COMBUSTIBLE
De los cerca de 1.2 millones de vehículos con los que cuenta la ciudad hoy en día, el 75% son vehículos particulares y de éstos el 95% usa gasolina. A pesar de esta alta participación en el parque automotor, las emisiones de material particulado relacionadas a estos vehículos no superan las 40 toneladas al año, es decir menos del 4% del total del aporte de las fuentes móviles. Caso contrario es el que se presenta en sustancias promotoras de ozono como los óxidos de nitrógeno y compuestos orgánicos totales de los que los vehículos particulares de pasajeros aportan el 55% y 60% respectivamente. Los motores a gasolina se encuentran adicionalmente relacionados con emisiones de monóxido de carbono. Debido a esto resulta fundamental buscar medidas que reduzcan los factores de emisión de los vehículos particulares que circulan por la ciudad.
Una fracción importante de las emisiones totales de hidrocarburos totales por parte de los vehículos particulares proviene de vehículos que no cuentan con convertidor catalítico debido a su edad. En la
se presenta la distribución porcentual de acuerdo a las categorías definidas en el presente documento.
CC2 y
CC3, 29%
CC1, 3%
Otros, 3%
VP1 y VP2, 9%
VP3 y VP4, 55%
VP1 y VP2: Vehículos de pasajeros que usan gasolina como combustible y tienen TWC. VP3 y VP4: Vehículos de pasajeros que usan gasolina como combustible y no tienen TWC. CC1: Camperos y camionetas que usan gasolina como combustible y tienen TWC. CC2 y CC3: Camperos y camionetas que usan gasolina como combustible y no tienen TWC.
Figura 1.30. Distribución de las emisiones de hidrocarburos totales de vehículos particulares.
De acuerdo a lo que se observa en la figura anterior, más de la mitad de las emisiones de THC son emitidas por las categorías VP3 y VP4 que corresponden a vehículos que no cuentan con un sistema de control de emisiones y tienen más de 13 años de uso. El número de vehículos en estas categorías no supera los 310,000 vehículos. Esto implica que menos del 40% de los vehículos particulares son responsables de más del 55% de las emisiones de THC. Algo similar sucede para las emisiones de CO donde estas mismas categorías aportan más del 50%.
Por otra parte se deben considerar cambios en los factores de emisión debido a dos fenómenos importantes. El primero es el envejecimiento del catalizador. Los convertidores catalíticos tienen en promedio una vida útil xx xxxx años y a lo largo de este tiempo su desempeño se deteriora gradualmente. El segundo está relacionado con mejoras tecnológicas en vehículos nuevos y estándares más altos de calidad. De acuerdo a lo que se mencionó con anterioridad, las emisiones de las fuentes móviles se estiman según la Ecuación 1. Sin embargo, para las proyecciones de vehículos particulares se consideraron estos dos efectos adicionales por medio de los coeficientes de corrección que se explican a
continuación. La Fe=Feb∙Cc∙Ct Ecuación 6 define el factor de emisión corregido.
Fe=Feb∙Cc∙Ct Ecuación 6
En donde Fe es el factor de emisión corregido, Feb es el factor de emisión base7, Cc es el coeficiente de corrección por envejecimiento del catalizador y Ct es el coeficiente de corrección por mejoras en las tecnologías de control de emisiones.
Para mejorar los factores de emisión del parque automotor de vehículos privados, se deben adelantar acciones que se verán reflejadas en la modificación paulatina de los factores Cc y Ct. Por una parte se puede buscar reemplazar los convertidores catalíticos que han cumplido con su ciclo de vida útil, lo cual implica bajos costos y compensa en buena parte el desgaste del vehículo con el tiempo en términos de emisión de contaminantes criterio. Sin embargo, cabe mencionar que es de esperar que los fabricantes de vehículos nuevos incluyan tecnologías que permitan reducciones en las emisiones, lo cual traería beneficios aún mayores que los alcanzados a través del reemplazo de catalizadores. Es por esto que se presenta una segunda medida que busca reducir la edad promedio de los vehículos de uso particular que circulan por la ciudad; esta segunda medida presenta mejores resultados en el largo plazo pero implica costos más elevados. Finalmente, se propone una medida en el cual se combinan las dos anteriores con el fin de obtener reducciones significativas en las emisiones con unos costos intermedios.
5.1. Renovación de Convertidores Catalíticos
Los convertidores catalíticos de tres vías (TWC) son sistemas de control de emisiones con los que cuentan la mayoría de vehículos de gasolina. En el país su uso es obligatorio en modelos posteriores a 1996 como consecuencia de la Resolución 909 de 1996 del Ministerio del Medio Ambiente. De acuerdo a la Asociación de Empresas Europeas Manufactureras de Automóviles (ACEA, 2000), la eficiencia en la reducción de las emisiones al usar TWC depende de los niveles de azufre en el combustible. Para el caso colombiano, las reducciones serán del orden del 30%, 25% y 18% de CO, NOx y COT, respectivamente.
Lo anterior implica que un vehículo con un sistema de control de emisiones que ha superado su tiempo de vida útil emitirá entre un 22% y un 43% más de contaminantes criterio. Los factores de emisión para CO obtenidos para vehículos con convertidor catalítico en Bogotá se presentan en la Figura 1.31 En ella se presenta como va cambiando este valor para cada categoría según su tiempo de uso.
7 El factor base de emisión (Feb) corresponde a los factores determinados para los vehículos bogotanos según la campaña de campo que se realizó en la fase anterior del proyecto (SDA-SUR, 2008).
600
Factor emisión (g/Km)
500
400
300
200
100
0
0 2 4
Años
6 8 10
VP1*3 VP2*3 XX0*0 XX0 XX0 XX0 XX0
XX0: Vehículos de pasajeros con TWC y cilindraje ≤1,400cc. VP2: Vehículos de pasajeros con TWC y cilindraje >1,400cc. VP3: Vehículos de pasajeros sin TWC y cilindraje ≤1,400cc. VP4: Vehículos de pasajeros sin TWC y cilindraje >1,400cc. CC1: Camperos y camionetas con TWC. CC2: Camperos y camionetas sin TWC y cilindraje <2,500cc. CC3: Camperos y camionetas sin TWC y cilindraje ≥2,500cc.
Figura 1.31. Factores de emisión de monóxido de carbono según el envejecimiento del catalizador.
5.1.1. Modos de Implementación
La renovación de convertidores catalíticos se propone de acuerdo a tres posibles modos de implementación que se presentan en la Error! Not a valid bookmark self-reference.2. Los porcentajes en la tabla se refieren a la fracción de vehículos con catalizadores de más xx xxxx años de uso a los que se les debe cambiar dicho sistema de control de emisiones. El primer modo es el más exigente y por consiguiente está relacionado a mayores reducciones y mayores costos.
Tabla 1.22. Modos de implementación propuestos para renovación del convertidor catalítico.
Año | Modo 1 | Modo 2 | Modo 3 |
2012 | 50% | 20% | 20% |
2013 | 55% | 25% | 20% |
2014 | 60% | 30% | 20% |
2015 | 65% | 35% | 20% |
2016 | 70% | 40% | 20% |
2017 | 75% | 45% | 20% |
2018 | 80% | 50% | 20% |
2019 | 80% | 0% | 0% |
2020 | 80% | 0% | 0% |
En la Tabla 1.23 se presenta la reducción en las toneladas acumuladas (2010-2020) respecto a las emisiones que se tendría para esta misma categoría vehicular en el escenario tendencial.
Con la implementación de esta medida, aumentan las emisiones de CO2 respecto al escenario tendencial. Sin embargo, para todos los modos el aumento es inferior al 1%. Esta medida no tiene impacto en las emisiones de PM.
Tabla 1.23. Reducciones totales (2008-2020) para cada contaminante según el modo de implementación.
Modo | CO | NOx | THC |
Modo 1 | 4% | 5% | 2% |
Modo 2 | 3% | 3% | 1% |
Modo 3 | 2% | 2% | 1% |
A continuación se presentan las tendencias año a año para cada uno de los contaminantes con la implementación de la medida de renovación de los convertidores catalíticos.
350,000
340,000
Emisiones CO (ton/año)
330,000
320,000
310,000
300,000
290,000
280,000
270,000
260,000
250,000
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Escenario tendencial Modo 1 Modo 2 Modo 3
Figura 1.32. Emisiones de CO debido a la renovación de los convertidores catalíticos.
En la Figura 1.32 se observa que las emisiones de CO tienen un comportamiento similar al que se presenta para COT, pero para el monóxido de carbono el efecto de cada modo es más marcado. Esto se debe a que el proceso de envejecimiento del catalizador afecta porcentualmente en mayor medida las emisiones de CO que de COT. De acuerdo a la metodología seguida para estimar los beneficios de la medida, el cambio de un catalizador xx xxxx años de edad permite reducciones del 30% en las emisiones de CO mientras que el beneficio en COT es de un 17%.
22,000
21,500
Emisiones NOX (ton/año)
21,000
20,500
20,000
19,500
19,000
18,500
18,000
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Escenario tendencial Modo 1 Modo 2 Modo 3
Figura 1.33. Emisiones de NOx debido a la renovación de los convertidores catalíticos.
En la Figura 1.33. se presenta el comportamiento de las emisiones totales de NOx de la flota de vehículos particulares en Bogotá. En el escenario tendencial, principalmente como consecuencia del crecimiento de la flota aumentan las emisiones en el tiempo. Sin embargo, como se evidencia en la figura con el paso del tiempo la tasa de crecimiento del NOX se hace más lenta e incluso cerca al año 2020 tiende a caer. Este comportamiento se espera como consecuencia de dos factores: 1) la mejora tecnológica asociada a los modelos más recientes y 2) la salida de circulación de los vehículos más antiguos debido a la tasa natural de chatarrización de la flota. Este comportamiento en el escenario tendencial significa que si bien en Bogotá habrá más vehículos particulares, éstos serán más limpios que los existentes hoy en día.
Las tres líneas grises representan cada uno de los modos de implementación de la medida. Es claro que los efectos del Modo 1 son mayores que los de los otros dos modos, esto es consecuencia de metas más exigentes en comparación a las de los otros dos modos de implementación.
Para los tres modos se puede ver que una serie de oscilaciones hacia el final del horizonte de implementación. Este fenómeno está asociado al efecto de la interacción entre el número xx xxxxxxx nuevas y el mejoramiento del desempeño de catalizadores antiguos. Nótese que a partir del año 2016 el crecimiento de las emisiones tiene una tendencia negativa, esto es porque el efecto de catalizadores renovados y mejoras tecnológicas de los nuevos vehículos es más importante que el efecto en las emisiones debido al aumento en el número xx xxxxxxx. En los modos 2 y 3 se observa un crecimiento en los últimos dos años debido a que estos modos se proponen sólo hasta el año 2018 de manera que la tendencia recupera su crecimiento natural.
39,000
37,000
Emisiones COT (ton/año)
35,000
33,000
31,000
29,000
27,000
25,000
23,000
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Escenario tendencial Modo 1
Figura 1.34. Emisiones de COT debido a la renovación de los convertidores catalíticos.
La Figura 1.34 muestra las tendencias de las emisiones de COT según el modo de implementación. En el escenario tendencial las emisiones tienden a disminuir en el tiempo. Esto se debe a que las mejoras tecnológicas proyectadas para este contaminante superan el impacto que tiene el aumento en el número xx xxxxxxx. La gradualidad de las mejoras tecnológicas se estimó considerando la gradualidad observada en el comportamiento histórico de las normas de emisión de otras regiones del mundo.
5.1.3. Costos
Los costos de los convertidores catalíticos corresponden al valor medio estimado a partir de los valores identificados en el mercado local. El valor unitario de un convertidor catalítico para un vehículo de pasajeros es de aproximadamente $1,200,000, mientras que el valor de este dispositivo para un campero es de alrededor de 1,500,000. Estos valores incluyen el costo de adquisición, costo de instalación y accesorios requeridos para la instalación.
En la Tabla 1.24 se presenta el costo total de la medida y el costo por unidad de tonelada de contaminante (CO, NOX y COT) reducida. Se presentan los costos de las medidas si estas se implementaran en el año 2012. El costo de la medida varía dependiendo del número xx xxxxxxx a las que se le instalen los sistemas de control, este efecto se consideró en el proceso de optimización mediante el cual se seleccionaron las medidas que conforman el PDDB (ver Sección 3 del Documento de Trabajo).
Tabla 1.24. Costo de la medida y costo por unidad de tonelada de contaminante reducida.
Modo | Costos ($MM) | Costo eficiencia ($M/ton) | ||
CO | NOx | COT | ||
Modo 1 | 950 | 7 | 91 | 147 |
Modo 2 | 620 | 9 | 128 | 204 |
Modo 3 | 420 | 14 | 187 | 296 |
$MM: Miles de Millones de pesos; $M: Millones de pesos
5.1.4. Herramientas Institucionales Requeridas
Para el cambio de convertidores catalíticos es importante que se facilite la importación de los repuestos necesarios. Actualmente en la ciudad no es fácil adquirir catalizadores de tres vías de tipo genérico como los que se necesitan para la implementación de esta medida.
Los distintos establecimientos de servicio mecánico no cuentan con catalizadores dentro de su inventario de manera que sería necesario importarlos.
5.2. Renovación de la Flota
Si bien la renovación del catalizador de un vehículo usado mejora los factores de emisión, existen diferencias en el desempeño entre carros nuevos y usados que no se deben a un envejecimiento de dicho equipo. Mejoras tecnológicas en modelos más nuevos, desgaste de otros componentes del motor, estándares más altos de calidad, entre otros factores, son variables que juegan un papel importante en las emisiones de un vehículo. Al reducir la edad promedio de los vehículos en Bogotá se logra ajustar las emisiones en la ciudad en función de los nuevos estándares internacionales de emisión. Además, los vehículos que no tienen convertidor catalítico se pueden reemplazar por nuevos, los cuales sí cuentan con tecnologías de control de emisiones.
Un ejemplo del mejoramiento de los factores de emisión para los vehículos con año modelo más reciente se presenta en la Figura 1.35. En esta se muestra el cambio histórico de los niveles máximos permitidos por las normas Europeas para NOx en los últimos años, el cual está asociado con las mejoras en los factores de emisión de nuevos vehículos.
Según proyecciones realizadas por Xxxxxxxxxxx et al. (2008), cada cinco año se presentan reducciones en el factor de emisión de NOX cercanas al 50% cada, tendencia que se mantiene hacia el futuro. El comportamiento para otros contaminantes es similar aunque a medida que las exigencias se van haciendo más estrictas, el cambio se acerca a reducciones del 25% quinquenal. Usando los factores de emisión medidos para Bogotá y comparándolos con tendencias internacionales como las que aquí se presentan se puede predecir el cambio de éstos a lo largo de los años debido a mejoras tecnológicas y estándares de calidad más exigentes.
0.3
Factor de emisión (g km-1)
0.25
0.2
0.15
0.1
0.05
0
1995 0000 0000 0000 0000
Figura 1.35. Factores de emisión de NOx exigidos por la legislación Europea actual.
Por otra parte, en la estimación de los efectos en las emisiones debido a la renovación de la flota de vehículos es importante tener en cuenta que el factor de actividad tiende a aumentar. Este fenómeno fue evidenciado en la fase anterior del proyecto y de la misma manera lo afirman estudios internacionales (Xxxxxxxxxxx et al., 2001).
En la
Tabla 1.2525 se presentan los factores de actividad promedio para las distintas categorías de transporte privado (vehículos de pasajeros) de la ciudad. Según como se presenta en ésta, los factores de actividad de las categorías que corresponden a los vehículos más antiguos (VP3, VP4, CC2 y CC3) son menores que las de los vehículos de modelos más recientes (VP1, VP2 y CC1).
Tabla 1.25. Factores de actividad según categorías vehiculares.
Categoría vehicular | Factor de actividad (Km∙año-1) | Categoría vehicular | Factor de actividad (Km∙año-1) |
VP1 | 13,000 | CC1 | 22,000 |
VP2 | 18,000 | CC2 | 12,500 |
VP3 | 9,500 | CC3 | 12,500 |
VP4 | 9,500 | - | - |
VP1: Vehículos de pasajeros con TWC y cilindraje ≤1,400cc. VP2: Vehículos de pasajeros con TWC y cilindraje >1,400cc. VP3: Vehículos de pasajeros sin TWC y cilindraje ≤1,400cc. VP4: Vehículos de pasajeros sin TWC y cilindraje >1,400cc. CC1: Camperos y camionetas con TWC. CC2: Camperos y camionetas sin TWC y cilindraje <2,500cc. CC3: Camperos y camionetas sin TWC y cilindraje ≥2,500cc.
5.2.1. Modos de Implementación
En la
Tabla 1.266 se presentan tres modos de implementación propuestos para esta medida. En éstos se varía la meta de renovación de los vehículos que tengan más de 20 años y que tengan año modelo igual o menor a 1996. Cabe mencionar que con este esquema no se reduce el número de vehículos sino la edad promedio de éstos.
Tabla 1.26. Modos de implementación propuestos para renovación de la flota.
Año | Modo 1 | Modo 2 | Modo 3 | |||
Fracción de la flota | Edad vehículo (años) | Fracción de la flota | Edad vehículo (años) | Fracción de la flota | Edad vehículo (años) | |
2012 | 20% | 20 | 20% | 20 | 10% | 20 |
2013 | 30% | 20 | 30% | 20 | 15% | 20 |
2014 | 40% | 20 | 40% | 20 | 20% | 20 |
2015 | 50% | 20 | 50% | 20 | 25% | 20 |
2016 | 50% | 19 | 50% | 19 | 30% | 20 |
2017 | 50% | 18 | 50% | 18 | 35% | 20 |
2018 | 50% | 17 | ||||
2019 | 50% | 16 | ||||
2020 | 50% | 15 | ||||
En la
6 se presentan los cambios en las edades promedio del total de la flota de vehículos particulares para cada año entre el escenario tendencial y los modos propuestos.
12
Edad promedio de vehículos
particulares (años)
11
10
9
8
7
6
2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021
Tendencial Modo I Modo II Modo III
Figura 1.36. Edades promedio de la flota de vehículos particulares según el modo.
En la Tabla 1.27 se presenta el efecto de la medida en las emisiones acumuladas (2008- 2020) de los vehículos particulares. La reducción se estimó respecto a las emisiones del mismo sector en el escenario tendencial. Esta medida implica un aumento entre el 5% y el 8% en las emisiones de CO2 y PM dependiendo del modo de implementación de la medida. Mientras que para CO y COT se logran porcentajes de reducción hasta del 18% siendo éste último el que mayores reducciones alcanza.
Tabla 1.27. Reducciones totales para vehículos de gasolina y para cada contaminante debido a la implementación de los modos de renovación de la flota.
Modo | CO2 | CO | NOx | COT | PM |
Modo 1 | -8% | 15% | 5% | 18% | -8% |
Modo 2 | -7% | 14% | 5% | 17% | -7% |
Modo 3 | -5% | 10% | 3% | 12% | -5% |
Nota: el signo negativo (-) en las emisiones de CO2 y PM se refiere a un aumento en las emisiones de estos contaminantes para la flota de gasolina.
En las figuras 1.37 a 1.41 se presenta el comportamiento de las emisiones con la implementación de la medida en comparación con el escenario tendencial.
110
100
Emisiones PM (ton/año)
90
80
70
60
50
40
2008
2010 2012 2014 2016 2018 2020
Tendencial Modo 1 Modo 2 Modo 3
Figura 1.37. Emisiones de PM de los vehículos privados según los modos de renovación de la flota.
En la Figura 1.37.A se presenta el comportamiento de las emisiones de material particulado para los años 2008 a 2020. Debido a que los motores de gasolina presentan factores de emisión de PM relativamente bajos en comparación con los diesel, éste contaminante no ha sido prioridad en las mejoras tecnológicas que se hacen a los vehículos y por lo tanto el factor de emisión es constante en el periodo de análisis del plan. Esto explica el comportamiento lineal creciente del escenario tendencial ya que no hay cambios importantes en las variables que determinan las emisiones salvo en el aumento del número xx xxxxxxx.
Las tendencias de los modos de implementación de la medida muestran un claro aumento las emisiones totales, siendo el Modo 1 el que presenta los mayores incrementos. Esto se debe a que según como ha sido evidenciado en diferentes estudios los vehículos nuevos están asociados a un mayor uso. La combinación de aumentar el factor de actividad promedio de la flota sin alterar significativamente los factores de emisión resulta en un aumento en las emisiones de PM al renovar la flota de vehículos particulares. Cabe anotar que el aumento no es significativo en el total del inventario de emisiones.
22,000
21,500
Emisiones NOX (ton/año)
21,000
20,500
20,000
19,500
19,000
18,500
18,000
17,500
17,000
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Tendencial Modo 1 Modo 2 Modo 3
Figura 1.38. Emisiones de NOX de los vehículos privados según los modos de renovación de la flota.
En la Figura 1.38 se presenta el comportamiento de las emisiones de NOx de los vehículos particulares para los distintos modos de implementación de la medida. Los modos 2 y 3 presentan una reducción importante desde el año 2012 como consecuencia de la implementación de la medida, seguida por un aumento desde el año 2017 cuando finaliza la medida. En el Modo 1 existe un ligero aumento en las emisiones en el año 2017 esto es consecuencia de la interacción de diferentes factores como son: 1) por el método de implementación cada año se renuevan menos vehículos y 2) hacia el final del horizonte las tasas de crecimiento de la flota son mayores. Aun así este escenario representa ventajas respecto al escenario tendencial.
45,000
40,000
Emisiones COT (ton/año)
35,000
30,000
25,000
20,000
15,000
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Tendencial Modo 1 Modo 2 Modo 3
Figura 1.39. Emisiones de COT de los vehículos privados según los modos de renovación de la flota.
La figura 1.39 muestra una clara reducción en las emisiones de COT con la implementación de la medida en los tres modos. Como se puede ver en la figura, los mayores efectos se dan en los primeros años debido a que en esos años se reemplaza un mayor número de vehículos antiguos. En los últimos años la tendencia que de traía en reducción de emisiones se ve compensada por el crecimiento de la flota.
400,000
Emisiones CO (ton/año)
350,000
300,000
250,000
200,000
150,000
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Tendencial Modo 1 Modo 2 Modo 3
Figura 1.40. Emisiones de CO de los vehículos privados según los modos de renovación de la flota.
11,000,000
10,000,000
Emisiones CO2 (ton/año)
9,000,000
8,000,000
7,000,000
6,000,000
5,000,000
4,000,000
2008
2010 2012 2014 2016 2018 2020
Tendencial Modo 1 Modo 2 Modo 3
Figura 1.41. Emisiones de CO2 de los vehículos privados según los modos de renovación de la flota.
El comportamiento del CO es similar al de COT y se explica por las mismas razones. A diferencia del mayor impacto para CO en la medida de cambio de catalizadores, en la medida de renovación se ve un impacto similar para éstos dos contaminantes. Esto se debe a que los porcentajes de reducción en los factores de emisión debido a una mejora
tecnológica (adquisición de vehículos nuevos) son similares para monóxido de carbono y los compuestos orgánicos totales.
De las figuras anteriores resulta evidente que las reducciones derivadas de esta medida son mayores en comparación con las reducciones que se logran con la medida de renovación de catalizadores. Esto se debe a que afecta a un mayor número xx xxxxxxx y en una mayor proporción así como a que los vehículos nuevos contarías con sistemas de control de emisiones más eficientes. El aumento en las emisiones de PM responde al incremento del factor de actividad asociado a la reducción en la edad promedio de la flota.
El costo unitario de los vehículos nuevos se calculó con base en el precio promedio de los vehículos más vendidos en el año 2008 en Colombia. A partir de dicha información se estimó en 38 millones aproximadamente el costo de un vehículo liviano de pasajeros, mientras que el costo de un vehículo nuevo de la categoría xx xxxxxxxx y camionetas se estimó en alrededor de 70 millones.
En la Tabla 1.28 se presenta el costo total de la medida para cada uno de los modos de implementación. Adicionalmente, se presenta el costo por tonelada de contaminante reducida (CO, NOX, COT).
Tabla 1.28. Costo total y costo por tonelada de contaminante reducido.
Modo | Costos ($MM) | Costo-eficiencia ($M/ton) | ||
CO | NOx | COT | ||
Modo 1 | 22,100 | 37 | 1,538 | 295 |
Modo 2 | 14,360 | 25 | 1,177 | 200 |
Modo 3 | 9,480 | 24 | 1,146 | 189 |
$MM: Miles de Millones de pesos; $M: Millones de pesos.
5.2.4. Herramientas Institucionales Requeridas
La renovación de la flota debe articularse a través de incentivos tributarios y arancelarios. Una de las opciones que podría ser considerada es la reducción de los aranceles para la importación de vehículos nuevos. Estos beneficios aplicaría únicamente para los vehículos que hagan parte de los esquemas de reemplazo de vehículos antiguos, esto es, los ciudadanos solo podrán adquirirlos si ofrecen su vehículo viejo como garantía de que efectivamente se realizará un reemplazo y no se añadirá un vehículo más al parque automotor.
5.3. Combinación entre los Esquemas de Renovación de Vehículos Particulares y Renovación de Convertidores Catalíticos
La medida de renovación de la flota presenta mayores beneficios ambientales que la renovación de catalizadores. Como se ha mencionado antes, esto se debe a la imposibilidad de cambiar o instalar catalizadores en vehículos de modelos anteriores a 1996. Sin embargo, los costos asociados a la renovación de la flota son significativamente mayores. Se propone entonces una tercera medida que consiste en la combinación de las dos anteriores de manera que se obtengan reducciones en las emisiones sin incurrir en gastos tan elevados.
5.3.1. Modos de Implementación
En la Tabla 1.291.29 se presenta el plan de implementación propuesto para los diferentes modos de la medida. Para todos los modos, el porcentaje que se presenta en la columna referenciada como “cambio de catalizador” se refiere a la fracción de la flota con catalizadores de más de 10 años de uso a la que se propone cambiar el equipo. En las columnas de renovación se muestra la fracción de la flota en la que se renovarán los vehículos con año modelo igual o anterior a 1996.
Tabla 1.29. Esquema de implementación de las medidas combinadas según modos.
Modo 1 | Modo 2 | Modo 3 | ||||
Año | Cambio de Catalizador | Renovación de la flota | Cambio de Catalizador | Renovación de la flota | Cambio de Catalizador | Renovación de la flota |
2012 | 50% | 10% | 20% | 10% | 20% | 20% |
2013 | 55% | 20% | 25% | 20% | 20% | 20% |
2014 | 60% | 30% | 30% | 30% | 20% | 20% |
2015 | 65% | 40% | 35% | 40% | 20% | 20% |
2016 | 70% | 50% | 40% | 50% | 20% | 20% |
2017 | 75% | 60% | 45% | 50% | 20% | 20% |
2018 | 80% | 60% | 50% | 20% | 20% | |
2019 | 80% | 60% | ||||
2020 | 80% | 60% | ||||
Los beneficios ambientales, en términos de reducciones de cada contaminante se presentan en la Tabla 1.30. La reducción se estimó con base en las toneladas acumuladas de cada contaminante con la implementación de la medida en comparación con el escenario tendencial.
Tabla 1.30. Reducciones totales para la flota de gasolina y para cada contaminante debido a la implementación de las medidas combinadas.
Modo | Reducción en las emisiones acumuladas (2008-2020) | ||||
CO2 | CO | NOx | COT | PM | |
Modo 1 | -7% | 18% | 9% | 19% | -6% |
Modo 2 | -6% | 16% | 7% | 18% | -6% |
Modo 3 | -5% | 14% | 6% | 16% | -5% |
Nota: el signo negativo (-) en las emisiones de CO2 y PM2.5 se refiere a un aumento en las emisiones de este contaminante.
En la Tabla 1.31 se presenta el costo total de implementar la medida en los diferentes modos analizados, asimismo se presenta el costo por unidad de contaminante reducido para CO, NOX y COT.
Tabla 1.31. Costo total y costo por tonelada de contaminante reducida.
Modo | Costos ($MM) | Costo eficiencia ($M/ton) | ||
CO | NOx | COT | ||
Modo 1 | 12,960 | 18 | 568 | 160 |
Modo 2 | 11,930 | 18 | 614 | 155 |
Modo 3 | 9,700 | 17 | 643 | 145 |
$MM: Miles de Millones de pesos; $M: Millones de pesos.
5.4. Reducción de los Factores de Actividad Debido a la Implementación de SITP
Parte de los posibles efectos que puede llegar a tener la implementación de un sistema integrado de transporte público es el desincentivo en el uso del automóvil particular. Si bien, de acuerdo con la tasa de motorización existe un crecimiento económico que genera un aumento en el número de vehículos que circulan por la ciudad, este no se traduce en un incremento del factor de actividad de los mismos bajo este escenario. De hecho la implementación del SITP supone que la participación de los vehículos privados en el total de los viajes que se mueven en la ciudad no superará el 16%, cifra que contrasta con las proyecciones en el escenario tendencial que sugieren que dicha participación podría alcanzar el 24% al finalizar el decenio.
A continuación se presentan las reducciones asociadas al cambio en el uso de transporte particular para CO, NOx, THC y PM que podría generarse con la implementación del SITP. Cabe anotar que las reducciones que se presentaron anteriormente para el escenario SITP en las medidas para transporte público no consideran el cambio en las emisiones de vehículos particulares. En estas gráficas se presentan las emisiones de los vehículos particulares suponiendo la reducción en el factor de actividad mencionada anteriormente en comparación con las emisiones de este sector en el escenario tendencial.
Emisiones de CO (ton/ año)
400,000
350,000
300,000
250,000
200,000
150,000
2010 2012 2014 2016 2018 2020
Tendencial SITP
Figura 1.42. Emisiones de CO de vehículos particulares con la implementación del SITP.
Emisiones de NOx (ton/año)
22,000
20,000
18,000
16,000
14,000
12,000
10,000
2010 2012 2014 2016 2018 2020
Tendencial SITP
Figura 1.43. Emisiones de NOx de vehículos particulares con la implementación del SITP.
Emisiones de COT (ton/año)
40,000
35,000
30,000
25,000
20,000
15,000
2010 2012 2014 2016 2018 2020
Tendencial SITP
Figura 1.44. Emisiones de THC de vehículos particulares con la implementación del SITP.
90
Emisiones de PM (ton/año)
85
80
75
70
65
60
55
50
45
40
2010 2012 2014 2016 2018 2020
Tendencial SITP
Figura 1.45. Emisiones de PM de vehículos particulares con la implementación del SITP.
10,000,000
Emisiones de CO2 (ton/año)
9,000,000
8,000,000
7,000,000
6,000,000
5,000,000
4,000,000
2010 2012 2014 2016 2018 2020
Tendencial SITP
Figura 1.46. Emisiones de CO2 de vehículos particulares con la implementación del SITP.
5.5. Medidas Tendientes a Mejorar el Desempeño de las Motocicletas
El parque de motos en Bogotá está conformado por 120,000 motocicletas aproximadamente y según las proyecciones del crecimiento este valor puede llegar a triplicarse en los próximos diez años.
El aporte de las motocicletas al inventario de PM xx xxxxxxx móviles es comparable al de la flota de camiones, aportando cerca del 20% de las emisiones de este contaminante. Dentro de este grupo, las motocicletas que cuentan con motor de dos tiempos, representan alrededor del 10% de las motos de la ciudad, pero aportan más del 20% de las emisiones de PM de esta categoría vehicular.
A nivel nacional se han realizado diferentes acciones con el fin de restringir la adquisición y la circulación de las motocicletas que utilizan motores de dos tiempos. Para el caso de Bogotá, según el Decreto 35 de 2009, a partir del año 2009 no podrán registrarse en la ciudad motocicletas con motor de dos tiempos y su tránsito estará restringido a partir del año 2011.
En el PDDB como complemento a las medidas ya mencionadas, se proponen medidas para las motos con motor a cuatro tiempos. El 90% de las motocicletas de la ciudad hacen parte de la categoría M2, y dentro de ésta el 95% corresponde a las motos con cilindraje inferior o igual a 250 c.c.
Según la literatura científica, el factor de emisión (FE) de PM de una moto típica de cuatro tiempos puede ser incluso mayor al de un vehículo de pasajeros de gasolina (dada la diferencia en los sistemas de control de emisiones, entre otros aspectos), y si bien para otros contaminantes criterio el FE es inferior en las motocicletas, el creciente número xx xxxxxxx en la ciudad hace que sea un sector a considerar en el plan de descontaminación.
Las tecnologías disponibles para reducir las emisiones de las motos se pueden clasificar en los siguientes grupos:
Mejoras relacionadas con la operación: mejora en la alimentación del combustible mediante la implementación de sistemas de inyección de combustible (fuel injection).
Mejora en el diseño de la cámara de combustión, optimización de los tiempos de chispa y mejora del proceso de intercambio de aire.
Instalación de sistemas de control de emisiones, específicamente de convertidores catalíticos oxidativos que controlan las emisiones de hidrocarburos y CO.
Las modificaciones al motor y la inclusión de sistemas de control de emisiones hacen parte del proceso de producción de las motos antes de que estas salgan al mercado en países con economías desarrolladas (European Commission, 2008). Exigir que las motos vendidas en el país cumplan con estos estándares hace parte de las recomendaciones para reducir las emisiones provenientes de este sector de la flota.
5.5.1. Modos de Implementación
Se diseñaron cuatro modos de implementación de la medida en los que se varía el sistema de control de emisiones, según como se presenta a continuación. Los sistemas de control de emisiones se instalarían en todas las motocicletas de la categoría M2. Asimismo, la medida supone que las motocicletas nuevas tendrían el mismo sistema de control que se haya seleccionado o un sistema equivalente de reducción de emisiones.
Modo 1: Instalar catalizadores oxidativos (OC).
Modo 2: Instalar catalizadores de tres vías (TWC).
Modo 3: Instalar catalizadores y un sistema de inyección secundario de aire (SAI).
Modo 4: Instalar catalizadores oxidativos y un sistema de inyección secundario de aire.
En las figuras 1.47 a 1.51 se presenta el impacto de la medida y sus diferentes modos de implementación en las emisiones de los contaminantes de la flota de motocicletas de la ciudad, en comparación con las emisiones que presenta este mismo grupo en el escenario tendencial.
1,000
900
Emisiones PM (ton/año)
800
700
600
500
400
300
200
2008 2010 2012 2014
Escenario tendencial Modo 2
Modo 4
2016
Modo 1
Modo 3
2018 2020
Figura 1.47. Emisiones de PM de la flota de motocicletas de la ciudad.
En la Figura 1.47 se muestra la tendencia de las emisiones de PM de las motocicletas para los diferentes modos de implementación de la medida. En el escenario tendencial para las motocicletas no se tuvo en cuenta ninguna eventual mejora en la tecnología que reduzca los factores de emisión de ningún contaminante. Es por esto que las emisiones en el escenario tendencial crecen al ritmo de la motorización de ésta categoría. De las otras cuatro líneas se puede ver un claro efecto en las emisiones de material particulado sin importar el tipo de equipo de control de emisiones que se emplee. El modo 2 y el modo 3 presentan el mismo comportamiento debido a que las diferencias en estos dos modos radican únicamente en la instalación de una inyección secundaria de aire (SAI. El aumento en los últimos años se debe al continuo crecimiento en la motorización causando así que las reducciones asociadas a los sistemas de control de emisiones no superen el efecto del aumento en el número xx xxxxxxx.
3,000
Emisiones NOX (ton/año)
2,500
2,000
1,500
1,000
500
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Escenario tendencial Modo 1
Modo 2 Modo 3
Modo 4
Figura 1.48. Emisiones de NOX de la flota de motocicletas de la ciudad.
En la Figura 1.48 es posible observar que los modos 1 y 4 no tienen ningún efecto sobre las emisiones de NOx mientras que los modos 2 y 3 representan una reducción progresiva en las emisiones durante todos los años hasta el 2020.
20,000
18,000
Emisiones COT (ton/año)
16,000
14,000
12,000
10,000
8,000
6,000
4,000
2,000
0
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Escenario tendencial Modo 1
Modo 2 Modo 3
Modo 4
Figura 1.49. Emisiones de COT de la flota de motocicletas de la ciudad.
En la Figura 1.49 se presenta la evolución de los efectos en las emisiones totales de COT por parte de las motocicletas. Los resultados muestran las diferencias en las eficiencias de los distintos equipos de control de emisión empleados. Las emisiones de COT son un ejemplo del efecto que tiene la instalación de una inyección secundaria de aire (SAI) ya que los modos 2 y 3 muestran una clara diferencia en los resultados. Para este contaminante el escenario tendencial es creciente. Sin embargo, existe un efecto diferente entre los años 2010 y 2011 debido a que según la normativa nacional saldría de circulación las motocicletas que usan un motor de dos ciclos. Un comportamiento similar se ve para las emisiones de monóxido de carbono (ver Figura 1.50).
70,000
60,000
Emisiones CO (ton/año)
50,000
40,000
30,000
20,000
10,000
0
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Escenario tendencial Modo 1
Modo 2 Modo 3
Modo 4
Figura 1.50. Emisiones de CO de la flota de motocicletas de la ciudad.
450,000
400,000
Emisiones CO2 (ton/año)
350,000
300,000
250,000
200,000
150,000
100,000
50,000
2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020
Escenario tendencial Modo 1
Modo 2 Modo 3
Modo 4
Figura 1.51. Emisiones de CO2 de la flota de motocicletas de la ciudad.
En la Figura 1.51 se presentan los cambios en las emisiones totales de CO2 cuando se instala alguno de los equipos de control de emisiones propuestos en los diferentes modos de implementación de las medidas. El escenario tendencial muestra una vez más un crecimiento continuo a lo largo del horizonte de estudio relacionado con el aumento en el número xx xxxxxxx. Resulta evidente que para todos los sistemas de control evaluados en esta medida, aumentan las emisiones de CO2. Esto se debe a que al incrementar la eficiencia de oxidación de gases de escape como CO y COT se produce un aumento en la formación de dióxido de carbono.
En la Tabla 1.32 se presentan la reducción en las emisiones acumuladas (2008-2020) de las motocicletas con la implementación de la medida en comparación con las emisiones de esta categoría vehicular bajo el escenario tendencial.
Tabla 1.32. Reducciones totales para cada contaminante.
Modo | Reducción en las emisiones acumuladas (2008-2020) | ||||
CO2 | CO | NOx | COT | PM | |
Modo 1 | -10% | 32% | 0% | 31% | 35% |
Modo 2 | -13% | 42% | 16% | 38% | 44% |
Modo 3 | -22% | 58% | 16% | 50% | 44% |
Modo 4 | -12% | 38% | 0% | 38% | 41% |
Nota: el signo negativo (-) en las emisiones de CO2 y PM2.5 se refiere a un aumento en las emisiones de éste contaminante.
Los costos unitarios de los sistemas de control de emisiones se identificaron en literatura internacional (ver Tabla 1.33). En la Tabla 1.34 se presentan los costos totales de la medida y los costos por tonelada de PM reducida. Teniendo en cuenta que una restricción para la instalación de convertidores catalíticos es que las motocicletas sean de inyección, en el costo de este sistema de control se incluyó el costo asociado al cambio hacia el sistema de inyección.
Tabla 1.33. Costos unitarios de los sistemas de control de emisiones.
Sistema de control de emisiones | Costo unitario |
Catalizador oxidativo | $90,000 |
Convertidor catalítico TWC | $660,000 |
Convertidor catalítico + Sistema de inyección de aire | $760,000 |
Catalizador oxidativo + Sistema de inyección de aire | $190,000 |
Fuente: CERT, 2008.
Tabla 1.34. Costo total.
Modo de implementación | Costo total (millones de pesos) | Costo por tonelada de PM (millones de pesos/ton PM) |
Modo 1 | 33,000 | 13 |
Modo 2 | 242,000 | 72 |
Modo 3 | 279,000 | 83 |
Modo 4 | 79,000 | 25 |
5.6. Medidas Tendientes a Mejorar el Desempeño de los Taxis
Actualmente la flota de taxis está compuesta por cerca de 52,000 vehículos (equivalentes al 5% del parque automotor de Bogotá), los cuales ocupan el 32% de la red vial para transportar el 5% de los viajes. En el año 1993, con la expedición del Decreto 613, el Distrito intentó controlar el fenómeno de la sobreoferta congelando de forma indefinida el número de cupos para el transporte público individual (TPI) en 36,000, suponiendo una tasa de 1 taxi por cada 200 habitantes para calcular la oferta requerida por la ciudad. Sin embargo, hasta la fecha no parece haberse respetado el veto y la expedición tanto de tarjetas de operación como de cupos ha aumentado. De los 52,000 taxis existentes, cerca del 60% usan gasolina como combustible mientras los restantes emplean Gas Natural Vehicular (GNV).
A pesar de que el problema de sobreoferta es evidente, no ocurre así con el de antigüedad de la flota. Tal como se aprecia en la Error! Reference source not found.53 la edad promedio de los taxis no supera los 5 años ya que la dinámica xxx xxxxxxx se encarga de renovar constantemente el parque. Lo anterior debido a que las máquinas están supeditadas a grandes jornadas de trabajo que desgastan con mayor rapidez el vehículo y hacen que pierdan rentabilidad rápidamente, pues los dueños deben asumir cada vez costos más altos de operación y mantenimiento.
10,000
9,000
Número de vehículos
8,000
7,000
6,000
5,000
4,000
3,000
2,000
1,000
< 1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
0
Figura 1.52. Distribución de frecuencia de los modelos de la flota de taxis bogotana.
Entre las medidas específicas que se sugieren para reducir las emisiones del Transporte Público Individual (TPI) se encuentran las siguientes:
a. Modificación del factor de actividad: Los taxis son los vehículos livianos que más kilómetros recorren anualmente entre aquellos que usan GNV y gasolina, con cerca de 89,000 Km/año por vehículo. Sin embargo, según encuestas adelantadas por el Centro de Estudios en Sostenibilidad Urbana y Regional de la Universidad de los Andes, los conductores de TPI afirman que cerca del 30% del tiempo de circulación están sin pasajero.
Considerando que el parque automotor de taxis recorre cerca de 12.5 millones de kilómetros al día, existe una posibilidad de estandarizar los métodos de búsqueda y recolección de pasajeros para lograr una reducción de 4 millones de kilómetros, lo cual representaría un descenso proporcional en las emisiones provenientes de esta flota.
Para lograr esta reducción en el factor de actividad es necesario:
Reactivar el programa de Zonas Xxxxxxxxx, que a pesar de ser avalado por el Decreto 1253 de 1997 tiene ciertas inconsistencias con el Plan de Ordenamiento Territorial de la ciudad, el cual ha interpuesto barreras a la promoción de estas zonas.
Promover una operación en la que sea prioritaria la búsqueda de pasajeros a través de tecnologías de información (radioteléfono o ubicación satelital) y evitar así los tiempos prolongados de circulación para cumplir este propósito.
Formalizar los esquemas de contratación de los conductores de TPI para disminuir la recurrencia de turnos de trabajo de más de 12 horas. Actualmente los turnos largos (14 – 16 horas) representan el 70% de la actividad global del parque.
b. Modificación del número xx xxxxxxx: Dotar de las suficientes herramientas de seguimiento y control a las autoridades pertinentes para combatir delitos como la expedición ilegal de cupos y de tarjetas de operación, y la utilización de un sólo cupo por parte de dos vehículos distintos (fenómeno conocido como “gemeleo”). Además, se considera necesario definir una metodología clara para modelar la demanda de TPI y de esta forma garantizar la expedición de los cupos que requiera la ciudad.
c. Modificación de factores de emisión: Se aconseja implementar medidas equivalentes a las recomendadas para los vehículos livianos particulares, en especial aquellas tendientes a implementar sistemas de control de emisiones. Una ventaja operativa de este tipo de estrategias para el parque de TPI podría ser la existencia xx xxxxxxx administrativos que permitirían hacerle un mejor seguimiento a la implementación de las tecnologías de control, dentro de los plazos y condiciones que llegaren a implementarse.
6. CONCLUSIONES
Del análisis de la situación actual xx xxxxxxx móviles y de los programas y proyectos susceptibles de ser implementados para mejorar la calidad del aire en Bogotá en la próxima década, se subrayan las siguientes conclusiones y recomendaciones:
Actualmente las fuentes móviles tienen una participación muy importante en el inventario de emisiones de la ciudad. Ellas representan, por ejemplo, el 55% del total de emisiones de PM. Este escenario, aunado a la injerencia de este tipo xx xxxxxxx en los fenómenos de exposición personal, hace que la gestión sobre las mismas deba ser prioritaria para la ciudad.
La implantación del SITP tal como lo ha planteado la Administración Distrital tiene un impacto significativo en la calidad del aire.
El esquema institucional del SITP y sus costos ya han sido definidos dentro de la política de transporte. Este proyecto se constituye en el principal desafío del Distrito en términos de movilidad. Su implantación genera una externalidad positiva y necesaria para el éxito del Plan de Descontaminación de Bogotá.
El uso de tecnologías de control de emisiones permitiría una disminución hasta del 85% de las emisiones anuales de PM provenientes de la flota de transporte público y hasta el 60% de las emisiones anuales del transporte de carga.
En lo relacionado con los vehículos particulares, mayoritariamente de gasolina, diversos programas permitirán una reducción importante de las emisiones. Aunque se prevé un fuerte aumento en la adquisición de vehículos privados en la próxima década, con una política urbana integral basada en el mejoramiento de la calidad del transporte público y el desestimulo del automóvil, se podría generar una disminución significativa en el factor de actividad (en términos de viajes anuales) de los vehículos de gasolina. Esta podría llegar a representar una disminución del 30% en las emisiones de THC, CO y NOx en el año 2020 y con respecto al escenario tendencial.
Por otro lado, la disminución de la edad promedio de los vehículos privados aunada con una política de instalación y renovación constante de convertidores catalíticos permitiría alcanzar una reducción en las emisiones acumuladas de CO, NOx y THC hasta de 19%, 9% y 19% respectivamente.
REFERENCIAS
Association of European automobile manufacturers (ACEA). 2000. ACEA data of the sulphur effect on advanced emission control technologies.
Xxxxxxx, X., Xxxxxxxx, X., Xxxxxx, X., Xxxxxxxxx, X., Xxxxxx, X., Xxxxxxxxx, X. 2008. El transporte como soporte al desarrollo de Colombia. Una visión al 2040. Universidad de los Andes.
Xxxxxx, X. 2005a. La olla a presión del transporte público en Bogotá. En: Revista de Ingeniería. (21).
Xxxxxx, X. 2005. Study of urban public transport conditions in Bogotá, Colombia. Cámara de Comercio de Bogotá (CCB). 2009. Observatorio de Movilidad. Número 3.
Cámara de Comercio de Bogotá (CCB). 2008. Observatorio de movilidad de la ciudad y la región. Reporte Anual Ministerio de Transporte, Ministerio de Hacienda y Crédito Público. 2003. Documento CONPES 3260. Política Nacional de Transporte Urbano y Masivo.
Contraloría de Bogotá. 2007. Control Fiscal de Advertencia. “En los últimos tres años, la sobreoferta en el transporte colectivo, en xxxxx xx xxxxxxxxx, xxxxxxx”.
Xxxxxxxxxxx xx Xxxxxx. 0000. La política de movilidad encaminada a reducir la sobreoferta seguirá inmovilizada.
Corporación de Soluciones Energéticas Integrales S.A. (COSENIT). 2006. La importancia del combustible como elemento decisorio en la escogencia de las flotas de los proyectos del Sistema Integrado de Transporte Masivo: Conclusiones del estudio elaborado para el Ministerio de Transporte.
Empresa de Transporte del Tercer Milenio S.A. (TRANSMILENIO S.A.). 2009. Resumen ejecutivo del diseño operacional de las zonas del Sistema Integrado de Transporte Público (SITP).
Environmental Protection Agency (EPA), Office of Transportation and Air Quality. 2003. Mobile 6.1 Particulate Emission Factor Model Technical Description: Final Report. EPA 420- R-03-001.
Environmental Protection Agency (EPA), Office of Transportation and Air Quality. 2002. A comprehensive analysis of biodiesel impacts on exhaust emissions: Draft Technical Report. EPA 420-P-02-001.
Environmental Protection Agency (EPA). 2007.Diesel Retrofit Technology. An Analysis of the Cost-Effectiveness of Reducing Particulate Matter and Nitrogen Oxides Emissions from Heavy-Duty Nonroad Diesel Engines Trough Retrofits.
Environmental Protection Agency (EPA). 2007a. The Cost-Effectiveness of Heavy-Duty Diesel Retrofits and Other Mobile Source Emission Reduction Projects and Programs.
Environmental Protection Agency (EPA). 2003. Technical Highlights: Questions and Answers on Using a Diesel Oxidation Catalyst in Heavy-duty Trucks and Buses.
Environmental Protection Agency (EPA). 2003a. Technical Highlights: Questions and Answers on Using a Diesel Particulate Matter Filter in Heavy-Duty Trucks and Buses.
Xxxxxxxx, X. x Xxxxxxxx, X. 2007. Caracterización de los rangos de exposición a contaminantes atmosféricos en Bogotá: Estudio Piloto. Universidad de los Andes, Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental.
European commission, 2008. Study on possible new measures concerning motorcycle emissions. Final Report.
Xxxxx, Xxxxxx. 2008. Un modelo teórico de tasas de motorización. Universidad de los Andes. Bogotá.
Xxxx, X., Xxxxx, X., Xxxxxxxx, H., Xxxxx, F., Xx, X., Xxxxxx, M., Xxxxxxxx, X. 2008. Analysis of the Impacts of fuel sulfur on vehicle emissions in China. En: Fuel. 87: 3147-3154.
International Sustainable Systems Research Center (ISSRC). 2008. IVE Model Users Manual, Versión 2. Consultado en: xxxx://xxx.xxxxx.xxx/
Xxxxxxxxxxx, X., Xxxxxxxxxxxxx, X., Xxxxxxx, X. x Xxxxxxx, X. 0000. Road-transport emission projections to 2020 in European urban environments. Atmospheric Environment 42, 7465– 7475
Manufacturers of Emission Controls Association (MECA). 2009. Retroffiting emission controls for diesel powered vehicles.
Manufacturers of Emission Controls Association (MECA). 2008. Emission control of two and three Wheel vehicles.
Manufacturers of Emission Controls Association (MECA). 2006. Retrofitting Emission Controls for Diesel-Powered Vehicles.
Ministerio de Transporte, Grupo de Investigación y Desarrollo en Transporte. 2006. Parque automotor de carga en Colombia.
Xxxxx, X., Xxxxxx, K, Xxxxxxxx, E, Xxxxx, A., Xxxx, D., Xxxxxxxx, D., Xxxxxx, S. y Xxxxx, S. 2005. Analysis of real-time variables affecting children’s exposure to diesel-related pollutants during school bus commutes in Los Angeles. Atmospheric Environment 39, 5243– 5254
Secretaría Distrital de Ambiente, Grupo de Estudio en Sostenibilidad Urbana y Regional. 2008. Definición de Elementos Técnicos para la Formulación de Políticas encaminadas al mejoramiento de la Calidad del Aire de Bogotá.
Secretaría Distrital de Movilidad (SDM). 2009. Sistema Integrado de Transporte Público: Modelo Funcional y Operativo. Consultado en: xxx.xxxxxxxxxxxx.xxx.xx.
Secretaría Distrital de Tránsito (SDT). 2007. Capacidad Transportadora de las empresas de transporte público. En: Circular No 002 de 2007 dirigida a las empresas de transporte público de la ciudad.
Xxxxxxxx, X., Xxx, J. 2009. Motorcycles retirement program: Choosing the appropriate regulatory framework. En: Journal of Policy Modeling. 31: 126-129.
Xxxxxxxxx, P y Xxxxxxxx, X. 2009. Actualización del inventario de emisiones xx xxxxxxx móviles para la ciudad de Bogotá a través de mediciones directas.Grupo de Estudios en Sostenibilidad Urbana y Regional (SUR), Universidad de Los Andes.
Xxx, X., Xxxx, X., Xxxxxx, H. 2009. Effects of ethanol blended gasoline on air pollutant emissions from motorcycle. En: Science of the Total Environment. 407: 5257-5262.
PLAN DECENAL DE DESCONTAMINACIÓN DE BOGOTÁ PARTE B - DOCUMENTO DE TRABAJO
SECCIÓN 2 – ANÁLISIS DE MEDIDAS PARA EL SECTOR INDUSTRIAL
TABLA DE CONTENIDO
2. INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES 2
3.1. Estimación de la Línea Base de Emisiones 3
3.1. 1. Clasificación de las Fuentes según los Sectores de la Industria Manufacturera 5
3.2. Proyección de las Emisiones 5
3.3. Análisis de las Medidas de Reducción de Emisiones para el Sector Industrial 6
3.3.1. Uso Masivo de Gas Natural en la Industria 6
3.3.2. Uso de Sistemas de Control de Emisiones 7
3.3.3. Conversión de Carbón a Gas Natural y Formalización de una Fracción del Sector Informal de la Industria 10
3.3.4. Uso de Sistemas de Control de Emisiones en las Industrias del Sector Ladrillero y Reubicación xx xxxxxxx 10
3.4. Suposiciones y consideraciones del análisis de las medidas del xxxxxx xxxxxxxxxx 00
4.1. Emisiones del Sector Industrial para el Año Base 13
4.1.1. Emisiones por Sectores de la Industria Manufacturera 15
4.2. Proyección de las Emisiones 16
4.3. Medidas de Reducción de Emisiones para el Xxxxxx Xxxxxxxxxx 00
4.3.1. Uso Masivo de Gas Natural en la Industria 18
4.3.2. Uso de Sistemas de Control de Emisiones 22
4.3.3. Conversión de Carbón a Gas Natural y Formalización de una Fracción del Sector Informal de la Industria 27
4.3.4. Uso de Sistemas de Control de Emisiones en Industrias del Sector Ladrillero y Reubicación xx Xxxxxxx 28
4.3.5. Comparación de las Medidas 29
4.4. Instrumentos e Incentivos para Implantar las Medidas Propuestas 30
5. CONCLUSIONES 32
REFERENCIAS 33
ANEXO 2.1. Clasificación de los sectores productores según código CIIU. ANEXO 2.2. Estimación de la tasa de crecimiento del PIB real de Bogotá. ANEXO 2.3. Características de los sistemas de control de emisiones.
ANEXO 2.4. Participación de las categorías industriales según el número xx xxxxxxx y según su consumo energético.
ANEXO 2.5. Coeficientes de emisión para material particulado, óxidos de nitrógeno, compuestos orgánicos totales y dióxido de carbono.
ANEXO 2.6. Proyección de emisiones para los tres escenarios de crecimiento del PIB. ANEXO 2.7. Competitividad del gas natural en la industria.
ANEXO 2.8. Proyección de emisiones para la medida de uso masivo de gas natural en la industria más la formalización del 50% de las fuentes industriales
ANEXO 2.9. Metodología empleada para complementar la línea base de emisiones del sector industrial
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 2.1. Aporte de las categorías industriales en la emisión de contaminantes. 14
Figura 2.2. Aporte de los sectores industriales en la emisión de contaminantes. 15
Figura 2.3. Proyección de emisiones de material particulado. 17
Figura 2.4. Proyección de emisiones de óxidos de nitrógeno 17
Figura 2.5. Proyección de emisiones de compuestos orgánicos totales 17
Figura 2.6. Proyección de emisiones de dióxido de carbono 17
Figura 2.7. Emisiones de material particulado en los escenarios de uso de gas 19
Figura 2.8. Emisiones de óxidos de nitrógeno en los escenarios de uso masivo de gas natural en la industria. 19
Figura 2.9. Emisiones de compuestos orgánicos totales en los escenarios de uso masivo de gas natural en la industria. 20
Figura 2.10. Emisiones de dióxido de carbono en los escenarios de uso masivo de gas natural en la industria. 20
Figura 2.11. Emisiones de material particulado en los escenarios de implementación de sistemas de control de emisiones en la industria 26
Figura 2.12. Emisiones de material particulado con la aplicación de la medida 29
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 2.1. Categorías de las fuentes industriales de Bogotá 3
Tabla 2.2. Factores de emisión utilizados en la estimación del inventario de emisiones. 4
Tabla 2.3. Factores de emisión utilizados en la evaluación del uso masivo de gas natural 7
Tabla 2.4. Sistemas de control de emisiones y número de registro EPA 8
Tabla 2.5. Condiciones de las fuentes de emisión por categoría industrial 8
Tabla 2.6. Carga media de contaminantes por categoría de la industria. 9
Tabla 2.7. Periodo de formalización de la industria. 10
Tabla 2.8. Implementación de las medidas: ubicación de ladrilleras fuera del perímetro urbano e implementación de sistemas de control de emisiones. 11
Tabla 2.9. Emisiones del sector industrial para el año base. 13
Tabla 2.10. Tasas de crecimiento utilizadas en la proyección de las emisiones 16
Tabla 2.11. Comparación emisiones anuales 2008-2020. 16
Tabla 2.13. Periodo de implementación del uso de gas natural en la industria para cada escenario. 18
Tabla 2.14. Reducción alcanzada por el uso masivo de gas natural en la industria en las emisiones en el año 2020 para cada escenario 18
Tabla 2.15. Costo por escenarios del uso masivo de gas natural en la industria. 21
Tabla 2.16. Costo por unidad de tonelada de PM reducida 21
Tabla 2.17. Costo capital de los sistemas de control de emisiones considerados en el análisis. 24
Tabla 2.18. Meta de reducción de emisiones de PM por categoría de la industria para el Escenario 1. 25
Tabla 2.19. Gradualidad en la implementación de la medida por escenarios. 25
Tabla 2.20. Costos de implementación de sistemas de control de emisiones. 26
Tabla 2.21. Costos por tonelada de PM reducida 26
Tabla 2.22. Reducción en las emisiones del año 2020 por formalizar el 50% de las fuentes industriales más la aplicación de los escenarios de implementación de gas natural 27
Tabla 2.23. Beneficio adicional en la reducción de emisiones con la aplicación de la medida de uso masivo de gas natural con la introducción del 50% de las fuentes informales de la ciudad al sector formal 27
Tabla 2.24. Costo por escenarios de la formalización de una fracción del sector informal más uso masivo de gas natural en la industria. 28
Tabla 2.25. Costo por tonelada de PM reducida 28
Tabla 2.26. Reducción alcanzada al reubicar una fracción del sector ladrillero y aplicar sistemas de control de emisiones a la fracción remanente respecto al año 2020 28
Tabla 2.27. Costo por escenarios de la formalización de una fracción del sector informal más uso masivo de gas natural en la industria. 28
Tabla 2.28. Costo por tonelada de PM reducida 29
Tabla 2.29. Comparación de las medidas propuestas para el xxxxxx xxxxxxxxxx 00
1. ASPECTOS GENERALES
Este documento constituye la Sección 2 (Análisis del sector industrial del Documento de Trabajo del Plan Decenal de Descontaminación de Bogotá). Dicho estudio se desarrolló en el marco del Contrato de Ciencia y Tecnología Número 1040 de 2008; celebrado entre la Secretaría Distrital de Ambiente (SDA), Transmilenio S.A. (TMSA) y la Universidad de los Andes.
En este informe se presentan las medidas propuestas para el plan decenal de descontaminación relacionadas con el sector industrial. De manera detallada se presenta la metodología utilizada así como los resultados de los análisis desarrollados.
2. INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES
Según el inventario de emisiones, las fuentes industriales tienen un aporte significativo en las emisiones de PM de la ciudad, siendo responsables de más del 40% de las mismas.
Como parte de los lineamientos técnicos del plan decenal de descontaminación (SDA-SUR, 2008), se identificaron los factores técnicos causantes de la contaminación y en especial los que son determinantes en la emisión de material particulado. Se identificó que la producción artesanal o semi-artesanal de ladrillos, la presencia de industrias que operan con combustibles sólidos y en ausencia de sistemas de control de emisiones, hacen parte de las medidas que deberían ser consideradas en el diseño de proyectos para reducir el problema de contaminación de la ciudad.
Con el fin de conocer la experiencia de otras ciudades en la implementación de medidas de reducción de la contaminación, se realizó una amplia revisión bibliográfica de planes de descontaminación de otras ciudades del mundo. En la revisión se incluyeron planes de California, Texas, Madrid, Quito, Xxxxx Unido, Xxx xx Xxxxxxx, Xxxxxxxx xx Xxxxx x xx Xxxx Xxxxxxxxxxxxx xxx Xxxxx xx Xxxxxx. Dicha revisión permitió identificar medidas y proyectos diseñados en otras partes, metodologías y herramientas técnicas de análisis utilizadas en la valoración de las medidas, y esquemas y herramientas de implementación de los proyectos. Esta información se utilizó en el diseño de las medidas y proyectos del PDDB.
Los planes de descontaminación responden a las necesidades específicas de cada ciudad. Las medidas y proyectos propuestos son función de los contaminantes que presentan los mayores niveles, las fuentes de emisión predominantes, el presupuesto disponible y la capacidad de las entidades encargadas de hacer seguimiento a las medidas, entre otros aspectos. La meta de los planes en algunos casos está relacionada con reducir los niveles de los contaminantes locales, y la prioridad es garantizar la protección de la salud de la población. Sin embargo, en ciudades en las que ya se tienen resueltos los problemas de contaminantes locales, los planes incluyen metas para reducir contaminantes globales, proteger la vegetación y ecosistemas, así como monumentos y patrimonio arquitectónico.
En general las medidas diseñadas para el sector de industria identificadas en la revisión de planes de descontaminación se podrían clasificar en alguna de las siguientes categorías: conservación de la energía y mejoramiento de la eficiencia energética, modernización de procesos productivos industriales, uso de combustibles más limpios, uso de sistemas de control de emisiones, planificación en el uso de los suelos y medidas de educación y concientización de la población. Una característica común en los planes analizados tiene que ver con el diseño de programas en el que se involucran diferentes sectores de la economía y por esto mismo se evidencia la importancia de la interacción entre autoridades del gobierno con diferente nivel de jurisdicción para garantizar la efectividad de los proyectos.
En esta sección se presentan los proyectos propuestos para el sector industrial de la ciudad como parte del plan de descontaminación de Bogotá. Las medidas para el sector industrial se enfocan principalmente en la reducción de las emisiones de material particulado y se diseñaron teniendo en cuenta dos enfoques: 1) Mejoras en la calidad del aire y 2) Reducción en los niveles de exposición de la población.
3. METODOLOGÍA
3.1. Estimación de la Línea Base de Emisiones
La línea base de las emisiones del sector industrial de Bogotá se estimó para el año 2008 partiendo de los resultados de la actualización del inventario de emisiones de la ciudad (SDA-SUR, 2008). Las fuentes industriales se categorizaron en 14 grupos según los equipos de combustión y el tipo de combustible empleado (ver Tabla 2.1). Se consideraron las emisiones de material particulado, óxidos de nitrógeno, compuestos orgánicos totales y dióxido de carbono.
Para completar la información de emisiones de las categorías industriales que no cuentan con factores de emisión propios (e.d., aquellos que no fueron determinados en la primera fase del estudio), se utilizaron factores de emisión de la metodología AP-42 de la EPA (2008). Esta información permitió estimar las emisiones de las fuentes que operan con combustibles líquidos (fuel oil, diésel y GLP), así como las emisiones provenientes xx xxxxxxx que utilizan hornos a gas natural en procesos de fundición, incineración y cremación. De la misma manera, se utilizaron factores AP-42 para complementar la estimación de emisiones de COT y CO2 (ver Tabla 2.2).
Tabla 2.1. Categorías de las fuentes industriales de Bogotá.
Categoría | Tecnología | Combustible |
CG1 | Caldera > 100 BHP (año de fabricación menor o igual a 1997) | Gas natural |
CG2 | Caldera > 100 BHP (año de fabricación mayor a 1997) | Gas natural |
CG3 | Caldera ≤ 100 BHP | Gas natural |
HG1 | Horno de alimentos | Gas natural |
HG2 | Horno de secado y curado | Gas natural |
HG3 | Horno de fundición, incineración y cremación | Gas natural |
CC1 | Caldera > 100 BHP | Carbón |
CC2 | Caldera ≤ 100 BHP | Carbón |
HL | Horno ladrillero | Carbón |
HC | Horno | Carbón |
CTA | Caldera | Aceite usado |
HFA | Horno fundición | Aceite usado |
ACF | Caldera industrial y comercial > 15 BHP | Fuel oil residual (Fuel oil No. 5 y 6) |
ACD | Caldera industrial y comercial > 15 BHP | Fuel oil destilado (Diésel ) |
AHF | Horno | Fuel oil destilado |
GLP | Horno y caldera con aplicaciones industriales | Gas licuado de petróleo |
Tabla 2.2. Factores de emisión utilizados en la estimación del inventario de emisiones industriales de Bogotá.
Categoría | Tecnología | Combustible | Factor de emisión | ||||
PM | COT | NOX | CO2 | Unidades | |||
CG1 | Caldera > 100 BHP (año de fabricación menor o igual a 1997) | Gas natural | 589 | 176 | 6,395 | 1,920,000 | mg/m3 |
CG2 | Caldera > 100 BHP (año de fabricación mayor a 1997) | Gas natural | 000 | 000 | 000 | 1,920,000 | mg/m3 |
CG3 | Caldera ≤ 100 BHP | Gas natural | 46 | 176 | 1,075 | 1,920,000 | mg/m3 |
HG1 | Horno de alimentos | Gas natural | 196 | 176 | 1,221 | 1,920,000 | mg/m3 |
HG2 | Horno de secado y curado | Gas natural | 196 | 176 | 1,221 | 1,920,000 | mg/m3 |
HG3 | Horno de fundición y cremación | Gas natural | 30 | 176 | 1,504 | 1,920,000 | mg/m3 |
ACF | Caldera industrial y comercial > 15 BHP | Fuel oil residual (Fuel oil No. 5 y 6) | 1,200,000 | 173,100 | 6,600,000 | 3,000,000,000 | mg/m3 |
ACD | Caldera industrial y comercial > 15 BHP | Fuel oil destilado (Diesel ) | 840,000 | 48,480 | 2,400,000 | 2,676,000,000 | mg/m3 |
AHF | Horno residencial | Fuel oil destilado | 476,000 | 299,160 | 2,142,000 | 2,676,000,000 | mg/m3 |
GLP | Horno y caldera con aplicaciones industriales | Gas licuado de petróleo | 24,000 | 120,000 | 2,261,000 | 1,500,000,000 | mg/m3 |
CTA | Caldera (vapor) textiles | Aceite usado | 6,030,000 | ND | 4,170,000 | ND | mg/m3 |
HFA | Horno fundición | Aceite usado | 2,970,000 | ND | 1,110,000 | ND | mg/m3 |
CC1 | Caldera > 100 BHP | Carbón | 6 | 0.2 | 8 | 2,840 | mg/kg |
CC2 | Caldera ≤ 100 BHP | Carbón | 10 | 0.2 | 4 | 2,840 | mg/kg |
HL | Horno ladrillero | Carbón | 13 | 0.5 | 5 | 2,343 | mg/kg |
HC | Horno | Carbón | 13 | 0.5 | 5 | 2,343 | mg/kg |
Fuente de información:
SUR, 2008: PM y NOX para las categorías XX0, XX0, XX0, XX0, XX0, XXX, XXX, XX0, XX0, HL y HC.
EPA, 2008: COT y CO2 para las categorías: XX0, XX0, XX0, XX0, XX0, XX0, ACF, ACD, AHF, GLP, CC1, CC2, HL y HC; PM y NOX para HG3, ACF, ACD, AHF y GLP.
A partir de los factores de emisión y teniendo en cuenta el inventario xx xxxxxxx de la ciudad y el factor de actividad, estos dos últimos también producto de la fase anterior del proyecto, se estimó el inventario de emisiones del sector industrial.
En la fase anterior del proyecto se comparó el número xx xxxxxxx industriales de los registros de la Cámara de Comercio de Bogotá con el número xx xxxxxxx identificadas mediante fotografías aéreas, encontrando alrededor de un 30% más xx xxxxxxx por este último ejercicio. Se supuso que la diferencia en el número xx xxxxxxx podría ser explicada por las industrias informales de la ciudad, por esta razón se consideró un aporte adicional del 30% en las emisiones estimadas para el sector industrial.
3.1.1. Clasificación de las Fuentes según los Sectores de la Industria Manufacturera
Se clasificaron las fuentes de emisión industriales por actividad productiva, según los códigos de la Clasificación Industrial Internacional Uniforme (CIIU) (DANE, 2006).
Fue necesario reclasificar las fuentes según el código CIIU, ya que se observaron inconsistencias entre el código CIIU reportado por cada industria en las encuestas realizadas durante la actualización del inventario de emisiones (SUR, 2008) y la actividad productiva que cada una realiza. Las fuentes se clasificaron siguiendo las especificaciones del DANE (DANE, 2006a). En este ejercicio se encontró que el 35% de las fuentes habían reportado información errónea sobre su clasificación CIIU. Posteriormente, las fuentes se agruparon de acuerdo al código CIIU en un nivel de agregación de tres y dos dígitos1 (Ver Anexo 2.1).
Adicionalmente, se hallaron los coeficientes de emisión para los diferentes sectores de la industria manufacturera. Los coeficientes de emisión, dados como toneladas de contaminante emitido por unidad de peso de producción bruta, pueden ser utilizados como un indicador de la eficiencia ambiental de los sectores industriales.
Para estimar los coeficientes de emisión se utilizó la tabla de utilización de la matriz de contabilidad de Bogotá (valores del año 2006), con un nivel de desagregación de 59 sectores (Trabajo realizado por el CEDE de la Universidad de los Andes para la Secretaría de Desarrollo de Bogotá, 2009). Esta matriz se adaptó al grado de desagregación sectorial del trabajo de SDA-SUR (2008) del inventario de emisiones.
Los coeficientes de emisión utilizan datos de SDA, SUR en el numerador y datos de la matriz Insumo-Producto producida por el CEDE en el denominador. En los casos en que fue necesario fusionar sectores, los coeficientes de emisión nuevos se estimaron como el promedio ponderado por valor económico.
3.2. Proyección de las Emisiones
A partir de la línea base de las emisiones del sector industrial para el año 2008 y considerando variables económicas, se proyectaron hasta el año 2020 las emisiones de
1 La clasificación CIIU es una clasificación por tipo de actividad económica productiva. Se encuentra dividida en cuatro niveles, el primer nivel indica la Sección, se representa por una letra e indica la actividad principal, ejemplo la letra D se refiere a la actividad de Industria Manufacturera. Le sigue la división, los grupos y clases (categorías de dos, tres y cuatro dígitos, respectivamente) que se relacionan entre sí de acuerdo con la actividad que se desarrolla. Ejemplo: la clase (D2921) representa la actividad de fabricación de maquinaria agropecuaria y forestal, por sus características, se encuentra dentro del grupo de fabricación de maquinaria de uso especial (D292) y a su vez pertenece a la división (D29) fabricación de maquinaria y equipo ncp, en un nivel más agregado (DANE, 2005).
material particulado, óxidos de nitrógeno, compuestos orgánicos totales y dióxido de carbono.
Se plantearon tres escenarios para proyectar las emisiones en función del crecimiento del PIB real de la ciudad (ver Anexo 2.2). El crecimiento del PIB se estimó a partir de datos oficiales (BANREP, 2009) del PIB nacional y de la participación de las ciudades en el mismo para el periodo 1994-2007. La tasa de crecimiento de cada año al siguiente, se calculó según la Ecuación 2.1.
PIBn+1
n
Tasan=Ln ( PIB
) Ecuación 2.1
En donde PIB representa el producto interno bruto real de la ciudad (millones de pesos) y el subíndice n (años) representan el periodo de tiempo analizado. El escenario base supone que las condiciones de la economía permanecen homogéneas y que el crecimiento de todos los sectores es uniforme durante el periodo de tiempo analizado. Los tres escenarios planteados corresponden a la tasa de crecimiento logarítmica media y a dos tasas de crecimiento con desviación del uno por ciento respecto a la media.
A partir de las tasas de crecimiento estimadas, y haciendo uso de la Ecuación 2.2 se proyectaron las emisiones para los tres escenarios de crecimiento.
En=Eo.exp(Tasa*n) Ecuación 2.2
En donde Eo (ton año-1) corresponde a las emisiones del contaminante en el año base y En (ton año-1) corresponde a las emisiones del contaminante en el año para el cual se realiza la proyección.
3.3. Análisis de las Medidas de Reducción de Emisiones para el Sector Industrial
3.3.1. Uso Masivo de Gas Natural en la Industria
Para evaluar esta medida, se supuso que aumenta el porcentaje de las industrias que actualmente operan con combustibles diferentes a gas natural. Se calculó el efecto que se tendría en las emisiones si el 10%, 40%, 60%, 90% ó 100% de las industrias que hoy operan con carbón empiezan a utilizar gas natural.
Para la implementación de la medida se seleccionaron las calderas a carbón (CC1 y CC2) y los hornos a carbón (HC y HL), por ser las categorías que aportan en mayor magnitud a las emisiones de material particulado. De cada una de estas categorías, se seleccionó un número de industrias proporcional a la meta de implementación (10%, 40%, 60%, 90% ó 100%), teniendo en cuenta las fuentes de mayor emisión de material particulado.
A las fuentes seleccionadas para el cambio de combustible se les asignó un factor de emisión equivalente al que tendrían si utilizaran gas natural, según los factores de emisión medidos en la fase anterior del proyecto (ver Tabla 2.3).
A partir del número xx xxxxxxx reconvertidas y con el nuevo factor de emisión asignado a cada fuente se estimó el cambio en las emisiones que se daría en cada caso en comparación con las emisiones del escenario base.
Tabla 2.3. Factores de emisión utilizados en la evaluación del uso masivo de gas natural en la industria.
Categoría actual | FE actual (g/Kg) | Categoría asignada | FE nuevo (mg/m3) | ||||||
PM | NOX | COT | CO2 | MP | NOX | COT | CO2 | ||
CC1 | 6 | 8 | 0.2 | 2,840 | CG2 | 237 | 788 | 176 | 1.9E+06 |
CC2 | 10 | 4 | 0.2 | 2,840 | CG3 | 46 | 1,075 | 176 | 1.9E+06 |
HC-HL | 13 | 5 | 0.5 | 2,343 | HG1-HG2 | 196 | 1,221 | 176 | 1.9E+06 |
Con el fin de comparar los resultados, se supuso que la implementación de la medida para todos los modos iniciaba en el año 2012 y se asignó un tiempo de implementación para cada uno de los escenarios: 1, 2, 3, 5 y 6 años para la reconversión del 10%, 40%, 60%, 90% y 100% de las industrias, respectivamente. El efecto en las emisiones debido a esta medida, varía según el momento en el tiempo en que esta se implemente. Dicho efecto fue considerado en el proceso de optimización mediante el cual se seleccionaron los proyectos del PDDB (ver Sección 3 del Documento de Trabajo)
Para la estimación del costo de implementación de esta medida, se utilizó el costo promedio según el mercado local asociado con el reemplazo de una caldera a carbón de tamaño medio (100 BHP) por una caldera que cumpla los mismos requerimientos de capacidad utilizando gas natural. A partir de esta información se halló un costo equivalente por unidad de potencia con el cual se estimaron los costos para las diferentes industrias según la capacidad y actividad anual que tiene cada una de éstas.
3.3.2. Uso de Sistemas de Control de Emisiones
Esta medida consiste en la instalación de sistemas de control de emisiones en hornos y calderas a carbón (HC, HL, CC1 y CC2) y calderas a gas natural (CG1, CG2 y CG3). Se seleccionaron estas categorías teniendo en mente los siguientes criterios: 1) Consideradas en conjunto, estas categorías aportan el 95% de las emisiones de PM del sector industrial;
2) Se cuenta con información técnica de operación para estos sectores obtenida en la fase anterior del proyecto, y por lo tanto se puede evaluar la viabilidad técnica de la instalación de los sistemas de control de emisiones.
El análisis se inició con una revisión del estado del arte en sistemas de control de emisiones, en la que se identificaron las características técnicas relevantes de las diferentes clases de sistemas existentes. Para este análisis se utilizó información registrada en bases de datos de entidades y autoridades ambientales de Estados Unidos y Europa, tales como el Centro de Tecnología de Aire Limpio (CATC por sus siglas en inglés). En la Tabla 2.4 se presentan los sistemas de control de emisiones incluidos en el análisis.
Para cada uno de los sistemas de control de emisiones, se identificaron los contaminantes que remueve, el mecanismo de remoción utilizado, la efectividad de remoción por contaminante (porcentaje de contaminante removido en el efluente), el costo de operación y mantenimiento, el costo capital, efectividad de costo (costo de operación y mantenimiento por unidad de flujo tratado), condiciones técnicas de operación (temperatura, flujo de contaminantes y carga de contaminantes), ventajas y desventajas (ver Anexo 2.3).
De la misma manera, con el fin de seleccionar los sistemas de control de emisiones que por sus características técnicas podrían ser instalados en las industrias de Bogotá, se identificaron los parámetros de operación de cada categoría industrial (ver Tabla 2.5).
Tabla 2.4. Sistemas de control de emisiones considerados en el análisis.
Sistema de control de emisiones |
Filtros de papel |
Ciclones |
Elutriadores |
Separadores con ayuda mecánica |
Separadores de momento |
Cámaras de asentamiento |
Depurador por condensación |
Depurador con lecho de fibra |
Depurador placa de impacto |
Depurador con ayuda mecánica |
Depurador de orificio |
Depurador con lecho empacado |
Depurador en húmedo |
Depurador tipo Venturi |
Incinerador catalítico |
Antorcha |
Incinerador tipo recuperativo |
Incinerador tipo regenerativo |
Incinerador termal |
Filtro de aire de alta eficiencia |
Filtro - Sacudimiento mecánico |
Filtro - Chorro pulsante |
Filtro - Aire invertido |
Precipitador electrostático seco (PES) - Tipo tubo alambre |
Precipitador electrostático seco (PES) - Tipo placa-alambre |
Precipitador electrostático húmedo (PEH) - Tubo alambre |
Precipitador electrostático húmedo (PEH) - Placa alambre |
Reducción selectiva no catalítica |
Reducción selectiva catalítica |
Recintos totales permanentes |
Desulfuración gas chimenea |
Tabla 2.5. Condiciones de las fuentes de emisión por categoría industrial.
Categoría | Fuentes totales1 | Condiciones de operación | ||
Temperatura (K)2 | Velocidad (m s-1) | Caudal (m3 min-1) | ||
CC1 | 37 | 376 | 7 | 36 |
CC2 | 38 | 384 | 12 | 24 |
CG1 | 141 | 454 | 5 | 75 |
CG2 | 30 | 441 | 12 | 78 |
CG3 | 352 | 465 | 5 | 57 |
HL-HC | 41 | 353 | 7 | 299 |
1 Según el inventario xx xxxxxxx de la ciudad (SDA-SUR, 2008). 2 Temperatura de los gases a la salida del proceso. CC1: Caldera a carbón > 100 BHP; CC2: Caldera a carbón 100 BHP; CG1: Caldera a gas natural > 100 BHP (año fabricación 1997); CG2: Caldera a gas natural > 100 BHP (año fabricación > 1997); CG3: Caldera a gas natural 100 BHP; HL: Horno ladrillero a carbón; HC: Horno a carbón.
Según el caudal y la carga media de contaminantes (ver Tabla 2.6), se calculó el costo capital para los sistemas de control de emisiones para todas las categorías de la industria.
De los sistemas de control, se seleccionaron para cada categoría industrial los que podían aplicarse considerando las condiciones de operación y la carga media de contaminantes. Se descartaron los sistemas que aunque fueran factibles, implicaran altos costos adicionales para cumplir los requisitos de operación de los sistemas de control de emisiones, como por ejemplo los que requerían adquisición de tecnologías de acondicionamiento de temperatura y velocidades de flujo.
Tabla 2.6. Carga media de contaminantes por categoría de la industria.
Categoría | Carga de contaminantes (mg scm-1) | |
PM | NOX | |
Media | Media | |
CC1 | 160 | 240 |
CC2 | 380 | 210 |
CG1 | 10 | 100 |
CG2 | 10 | 60 |
CG3 | 5 | 80 |
HG1 | 20 | 40 |
HG2 | 20 | 40 |
HL | 100 | 60 |
Después de esta selección, se analizó la remoción máxima que se podía lograr con cada sistema en las diferentes categorías de la industria, considerando la eficiencia de los sistemas y la carga media de contaminantes de cada categoría de la industria local.
Posteriormente, se realizó un análisis de costo-eficiencia para cada sistema de control de emisiones, considerando el costo de adquisición, el costo de operación y mantenimiento, la eficiencia de remoción de cada sistema y el potencial máximo de reducción que se tendría en cada categoría de la industria, según la carga media de contaminantes.
Para evaluar esta medida se asignaron dos metas de reducción de emisiones, una corresponde a una reducción inicial del 70% de las emisiones anuales del sector formal del escenario tendencial y la segunda busca la reducción máxima que se puede alcanzar (95% de la emisiones) mediante la implementación de esta medida. Para cada una de estas metas se analizaron dos maneras en las que se podrían cumplir:
− Opción 1: Distribuir la meta de reducción en cada categoría de la industria (CC1, CC1, CG1, CG2, CG3, HC y HL) de manera proporcional al aporte de cada una al inventario de emisiones de material particulado en el año base.
− Opción 2: Seleccionar las categorías y las fuentes en las cuales se implementarían los sistemas de control de emisiones teniendo como objetivo obtener la meta de reducción con un costo mínimo.
Una vez seleccionados los sistemas de control de emisiones que cumplían los requisitos de remoción y eran los más costo-eficientes, se realizó un ejercicio de minimización de costos con el fin de determinar a qué número de industrias y a cuáles industrias de cada sector se le deberían instalar sistemas de control de emisiones.
Después de identificar las industrias en las que se utilizarían los sistemas de control de emisiones, se estimaron los costos.
Como parte de la evaluación de esta medida, se estimó el efecto que se tendría con la implementación del gas natural en la industria, según como se explicó en secciones anteriores, si adicionalmente un porcentaje de las industrias del sector informal pasaran a hacer parte del sector formal y por lo tanto se afectaran con la medida de uso de gas natural de la misma manera que las industrias del sector formal. Para esto, se supuso que el 50% de las fuentes informales pasaban a ser parte del sector formal en un periodo de 5 años, para lo cual se impuso una meta de atraer cada año un 10% de las fuentes informales hacia el sector formal.
Posteriormente, se evalúo el efecto de la medida de gas natural sobre el nuevo número xx xxxxxxx del sector formal. La medida del cambio al uso de gas natural tenía a su vez asociado un periodo de implementación dependiendo del modo. Esos periodos se conservaron en la evaluación de esta medida y se supone que todas las fuentes del sector informal cuando pasan a ser parte del sector formal entran utilizando gas natural como combustible en la proporción del escenario que esté siendo evaluado (cambio a gas natural del 10%, 40%, 60%, 90% ó 100% de las industrias).
En la Tabla 2.7 se presenta el porcentaje de industrias del sector informal que entrarían a ser parte del sector formal y el tiempo de implementación de la medida.
Tabla 2.7. Periodo de formalización de la industria.
Año de inicio de la medida | Escenario de gas natural | Tiempo de implementación medida gas natural (años) | Formalización del sector informal (industrias formalizadas por año) | Tiempo de implementación formalización de la industria (años) |
2012 | Escenario 10% | 1 | 10% | 5 |
2012 | Escenario 40% | 2 | 10% | 5 |
2012 | Escenario 60% | 3 | 10% | 5 |
2012 | Escenario 90% | 5 | 10% | 5 |
2012 | Escenario 100% | 5 | 10% | 5 |
Debido a que no se conoce el consumo de combustible ni la capacidad de las fuentes industriales que no pertenecen al sector formal, los costos de esta medida relacionados con las industrias del sector informal se estimaron suponiendo que éstos son proporcionales al número xx xxxxxxx, según el número xx xxxxxxx del sector formal que se ven afectadas por la medida y según los costos estimados para éstas.
Según los resultados de las emisiones en el año base, el sector ladrillero es el de mayor aporte en las emisiones de PM de la ciudad, por esta razón y considerando los lineamientos técnicos del plan se diseñó esta medida.
La medida que se propone consiste en la instalación de sistemas de control de emisiones en las industrias de mayor consumo energético, teniendo en cuenta que para las fuentes de menor consumo la instalación de sistemas de control es una opción menos costo-efectiva. Para las fuentes remanentes, que corresponden a las de menor consumo energético, se propone que se reubiquen fuera del perímetro urbano.
Se supuso entonces que el 50%, 70%, 90% ó 100% de las fuentes, las de mayor consumo energético, preferían instalar sistemas de control de emisiones mientras que las fuentes restantes, de menor consumo, preferían ubicarse fuera del perímetro urbano.
Las fuentes del sector ladrillero se caracterizan por el uso xx xxxxxx a carbón. Dentro del inventario de emisiones del año base, se identificaron alrededor de 40 fuentes pertenecientes al sector en referencia. En la Tabla 2.8 se presenta el número de industrias ladrilleras que entrarían a ser parte de la medida y el tiempo de implementación.
Con la ubicación de las fuentes fuera del perímetro urbano, se busca reducir la exposición de la población al pasar de zonas densamente pobladas a zonas de menor población.
Tabla 2.8. Implementación de las medidas: ubicación de ladrilleras fuera del perímetro urbano e implementación de sistemas de control de emisiones.
Modo | Fracción de la industria | Medida | Periodo de Aplicación de la Medida | ||
Año inicial | Tiempo de implementación (Años) | Implementación (Número de industrias/año) | |||
1 | 50% | Reubicación de la industria ladrillera | 2012 | 2 | 10 |
50% | Uso de sistemas de control de emisiones | 2012 | 2 | 10 | |
2 | 30% | Reubicación de la industria ladrillera | 2012 | 1 | 12 |
70% | Uso de sistemas de control de emisiones | 2012 | 3 | 10 | |
3 | 10% | Reubicación de la industria ladrillera | 2012 | 1 | 4 |
90% | Uso de sistemas de control de emisiones | 2012 | 3 | 12 | |
4 | 0% | Reubicación de la industria ladrillera | 2012 | 0 | 0 |
100% | Uso de sistemas de control de emisiones | 2012 | 4 | 10 | |
3.4. Suposiciones y consideraciones del análisis de las medidas del sector industrial
- Debido a que no se cuenta con información acerca del tipo de combustible, proceso o consumo energético de las fuentes del sector informal, se supuso que estas fuentes aportan a las emisiones de manera proporcional al número xx xxxxxxx identificadas en la fase anterior del proyecto (SDA-SUR, 2008).
- Se supuso que todos los sectores de la industria crecen a la misma tasa.
- Se supuso que el crecimiento de la industria del sector informal crece a la misma tasa que el sector formal.
- Aunque según la información del inventario xx xxxxxxx de la ciudad el 10% de las fuentes cuentan con sistemas de control de emisiones, el análisis de la medida de implementación de sistemas de control de emisiones se realizó suponiendo que ninguna fuente cuenta con sistemas de control. Esto porque según las observaciones realizadas en la fase de campo en la parte anterior del proyecto, muchos de los sistemas de control no se encontraban operando de forma apropiada. Adicionalmente, los sistemas de control actualmente instalados (v.g., ciclón) se caracterizan por alta eficiencia para partículas gruesas mientras que los sistemas propuestos como parte del plan de descontaminación se enfocan en la remoción de partículas finas.
- La evaluación de costos de las medidas se realizó en pesos corrientes del año 2009.
- Los costos de la medida de uso de sistemas de control de emisiones incluyen la adquisición de los sistemas de control de emisiones y de los equipos complementarios, así como el costo de instalación de los mismos.
- En la evaluación del costo por cambio de combustible a gas natural se está considerando la adquisición de una caldera u horno, el costo de los equipos complementarios, y el costo de instalación. No se incluyen los costos de operación y mantenimiento debido a que se busca estimar el valor adicional por la implementación de la medida y sin la implementación de la medida también se incurre en costos de operación y mantenimiento.
- En la evaluación de costos de uso de gas natural y uso de sistemas de control de emisiones se supuso que el costo de adquisición del sistema de control, de las calderas y hornos se cubría completamente en el año de instalación de los mismos.
- En la estimación del costo de la medida de uso de gas como combustible en las industrias, se consideró el costo de una caldera dual, teniendo en cuenta que por algunos periodos el suministro de gas natural en la ciudad ha sido suspendido y por lo tanto las industrias actualmente cuentan con sistemas duales.
- Se supuso que las fuentes de la industria que no pertenecen al sector formal hacen uso de combustibles diferente a gas natural. El consumo de gas natural de las fuentes formales de la industria para el año base es muy cercano al valor de consumo reportado por la UPME. Mientras que se observan mayores diferencias para los otros combustibles, lo que podría ser consecuencia del consumo de combustible por fuentes del sector no formal de la industria.
4. RESULTADOS
4.1. Emisiones del Sector Industrial para el Año Base
En la Tabla 2.9 se presenta el inventario de emisiones del sector industrial para el año 2008. En las Figura 2.1 se presenta el aporte de las diferentes categorías industriales en las emisiones de PM, NOX, COT y CO2.
Tabla 2.9. Emisiones del sector industrial para el año base.
Emisiones (Ton año-1) | |||||||||||||||
PM | NOX | TOC | CO | CO2 | |||||||||||
Sector Formal | 720 | ± | 80 | 1,400 | ± | 130 | 70 | ± | 5 | 520 | ± | 80 | 720,000 | ± | 37,000 |
Totales | 1,100 | ± | 120 | 2,100 | ± | 190 | 100 | ± | 5 | 800 | ± | 130 | 1,060,000 | ± | 54,000 |
NOTA: Las emisiones presentadas en la Tabla 2.9 incluyen contaminantes primarios, generados en procesos de combustión (emisiones emitidas por las chimeneas de las industrias). No se consideran las emisiones debidas a los procesos productivos, fuentes de área, fuentes naturales de emisión ni resuspensión. Los valores se presentan aproximados.
En el Anexo 2.4 se presenta la participación porcentual de las categorías industriales según el número xx xxxxxxx y según su consumo energético anual.
Las fuentes que utilizan carbón como combustible tienen una participación superior al 80% en las emisiones de material particulado. Sin embargo, por el número xx xxxxxxx, éstas sólo representan alrededor del 10% de todas las fuentes del sector industrial de la ciudad. Caso contrario al del gas natural, en donde las fuentes que utilizan este combustible aportan alrededor del 15% de las emisiones de PM, y tienen una participación alta tanto en número de industrias (75%) como en consumo energético (85%).
Por otra parte las emisiones de NOX y COT de industrias que utilizan gas natural representan aproximadamente el 60% de las emisiones de estos contaminantes en el sector industrial. Sin embargo, para estos casos las emisiones de todo el sector industrial son un orden de magnitud menor respecto al aporte que hacen las fuentes móviles a estos dos contaminantes.
La mayor cantidad de emisiones de CO2 se debe al uso de combustibles líquidos. Las categorías que utilizan fuel oil aportan alrededor del 60% de las emisiones, representando menos del 10% de las fuentes industriales.