Partículas finas de calderas y hornos asfixian la GAM
José Félix Rojas Marín
Jorge Herrera Murillo para CAMPUS
Jorge.herrera.murillo@una.cr
Los procesos de combustión son una de las principales fuentes de emisión de contaminantes hacia la atmósfera, los cuales al no controlarse deterioran la calidad del aire, ocasionan serios problemas de salud a la población, afectan a la flora y fauna, reducen la visibilidad y dañan la infraestructura urbana.
Además, ejercen un efecto negativo sobre el cambio climático debido al aporte de gases con efecto invernadero y “carbono negro” (presente en el hollín). Las principales fuentes de contaminación antropogénica en Costa Rica son las móviles y las fijas, donde las primeras representan cerca del 60% de las emisiones, para convertirse en uno de los retos más importantes que afrontan las ciudades modernas.
Las fuentes fijas están presentes principalmente en el sector comercial e industrial, se caracterizan por su importante magnitud de emisión a nivel individual y por utilizar combustibles más pesados, como el diésel y el búnker. Los sistemas de control de emisiones en este tipo de fuentes son inexistentes o muy primitivos comparados con los que utilizan las fuentes móviles; además tienen una mayor extensión de influencia al dispersarse en el aire.
De calderas y hornos
En Costa Rica las principales fuentes fijas de emisión de contaminantes son las calderas y hornos de tipo indirecto. La mayor parte de estos sistemas son relativamente antiguos (mas de 25 años en promedio) lo que dificulta su desempeño desde el punto de vista ambiental y de eficiencia, esto se traduce en la calidad de sus emisiones. Si bien los contaminantes producidos por estos sistemas se encuentran regulados a nivel nacional (partículas totales, dióxido de azufre (SO2) y óxidos de nitrógeno (NOx), no se considera el hecho de que las partículas pueden fungir como medio de transporte de otras sustancias peligrosas, como metales pesados y compuestos orgánicos semivolátiles, entre otros.
La formación y cantidad de estas partículas depende de las condiciones de operación del proceso de combustión y de la calidad del combustible. Para estudiar esto, el Laboratorio de Análisis Ambiental de la Universidad Nacional (UNA), en coordinación con el Ministerio de Salud, desarrolló un estudio pionero en el país, donde se midió la concentración y especies químicas presentes en las partículas generadas en 67 calderas y 25 hornos indirectos ubicados en el Área Metropolitana de Costa Rica entre 2014 y 2015.
Se analizaron los tamaños de partículas presentes en las emisiones y para la fracción más fina se determinó el contenido de metales pesados, aniones, hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs), carbono orgánico y elemental. Cada uno de estos con distintas implicaciones desde el punto de vista ambiental y de salud pública, incluyendo el calentamiento global.
Se encontró que las partículas dominantes fueron las que poseían tamaños con diámetros menores a 2,5 micras (PM2.5) donde las concentraciones más altas se presentaron en combustibles biomásicos (leña, bagazo, etc) y las más bajas en diésel. Los niveles de metales más altos fueron para vanadio y níquel por el uso de búnker, mientras que manganeso y cobre dominaron en el uso de biomasa al estar presentes en el suelo.
En cuanto a los iones, el sulfato y cloruro se encontraron en concentraciones más altas, especialmente en fuentes biomásicas lo que indica severos problemas de corrosión en estas últimas. El contenido de carbono orgánico y elemental fue mucho más alto para el uso de biomasa con respecto a combustibles fósiles, lo cual puede estar relacionado con las condiciones del proceso de combustión según el tipo de fuente, de acuerdo con los resultados del análisis de correlación.
De cuidado
Dentro del carbono elemental se encuentra el “carbono negro”, una especie elemental que contribuye al calentamiento global. Por lo que el uso de la biomasa como medida de mitigación de este se debe utilizar con cautela si el proceso de combustión no está muy bien controlado. Finalmente, en la fracción orgánica se identificó la presencia de los siete hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) considerados como posibles cancerígenos humanos por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos. Estos compuestos se encontraron en mayor proporción en las emisiones de quema de biomasa, con una mayor presencia de los HAPs de más alto peso molecular.
Según datos del VII Informe de Calidad del Aire del Área Metropolitana para el 2016, las concentraciones de PM2,5 en los sitios de monitoreo seleccionados registran valores superiores al límite máximo que está fijado en 15 µg/m3, según la normativa nacional para exposición crónica. Adicionalmente, los promedios registrados en 24 horas de muestreo para el 13 y 18% de los días muestreados en San José y Heredia, respectivamente, incumplen la norma nacional para ese período, 35 µg/m3.
Dado lo anterior, resulta fundamental realizar estudios que permitan conocer cómo se comportan las fuentes que generan este tipo de contaminante. Esto servirá como base para la futura revisión de normativa ambiental así como para orientar las estrategias de mejora de la calidad de los combustibles e incentivar cambios tecnológicos en los equipos de combustión para uso industrial y comercial.