Estimación de Emisiones de Fuentes de la Calidad del Aire
6.3 Estimación de Emisiones de Fuentes Móviles Fuera de Ruta
6.3.3 Enfoque de un Inventario de Emisiones mejorado
Una vez que se obtiene un inventario básico (como se ha descrito en la sección anterior), ciertas categorías pueden ser mejoradas para perfeccionar la precisión de las emisiones de categorías importantes. El inventario puede ser mejorado de diversas formas: datos de población más detallados, lo cual incluye tamaño de motores, datos más detallados de la actividad en términos del ciclos de trabajo, y perfeccionar tasas de emisión como una función del tamaño del motor y su ciclo de trabajo. Usualmente, estas mejoras se hacen de forma transversal dado que dependen unas de otras. Por ejemplo, no tiene sentido recopilar datos de actividad en el ciclo de trabajo de un equipo si sus tasas de emisión son demasiado genéricas como para observar cambios en el ciclo de trabajo. Por ello, para predecir as emisiones de un inventario detallado, las entradas requeridas usualmente se recopilan en forma conjunta, y la ecuación simple puede ser expandida como se muestra a continuación:
Población: La población de acuerdo al tamaño del motor, (POB, SZ) (unidades, kW)
Actividad: Horas de uso por época (HRS) (horas/período de inventario)
El ciclo de trabajo (o factor de carga) (FC) (sin unidades)
Emisiones: Las tasas de emisión en uso (TE) (gramos/kWh) en función del ciclo de trabajo
El inventario para una tecnología en particular puede entonces ser calculado como:
Emisiones del tubo de escape= POB*HRS*HP*FC*TE
En un análisis simple de primera instancia, normalmente solo se consideran las emisiones de tubo de escape proveniente de fuentes fuera de ruta. Sin embargo, en la realidad, las emisiones de fuentes fuera de ruta provienen de variadas partes del equipamiento: gases del tubo de escape del motor, emisiones fugitivas o evaporativas provenientes de actividades de reabastecimiento de combustible, tanques de combustible y motores; y polvo o emisiones emitidos debido a su uso (Figura 6.3.3-1). Estas emisiones no sólo cambian en función del tipo de motor y combustible; operación del motor, terreno y ciclos de trabajo. Como es de imaginar, las emisiones de polvo serán diferentes para un tractor trasladando ripio que para un tractor moviendo sedimento fino. Las emisiones de gases de escape serán muy diferentes para un motor que esta operando en régimen permanente (una velocidad), como un tractor acarreando un arado, que para un motor que está operando en condiciones transitorias, como un tractor que levanta, mueve y deja una carga. Las emisiones evaporativas serán diferentes para una cortadora de césped alimentada a gasolina que está siendo operada durante el verano que durante el invierno. El número de veces que operará una cortadora de césped será diferente en el verano y en el invierno, debido a que las tasas de crecimiento del pasto varían mucho con las estaciones, las lluvias y la nieve. Con tal variabilidad en los resultados de emisiones, el inventario de emisión fuera de ruta es una de las áreas más difíciles y de alta incerteza dentro de un inventario. A pesar de lo anterior y aun con esta incerteza, una primera estimación razonable de emisiones provenientes de estas fuentes puede ser obtenida utilizando datos existentes de factores de emisión y ciclos de trabajo, y estimaciones brutas de población. Entonces, al determinar los responsables más significativos, se puede concentrar mayor esfuerzo en estos ítems para perfeccionar el inventario.
Otras emisiones = POB*HRS*OTE
Donde OTE son otras tasas de emisión como polvo de rutas, emisiones que se evaporan, etc., de consideración.
La principal diferencia entre este enfoque mejorado y el enfoque simplificado es que la vía simplificada no incluye los efectos de distintos ciclos de operación y tamaño de motores, tecnologías de control y posibles variaciones en tipos de combustible. Típicamente, las emisiones se determinan a lo largo de una ciudad o región en términos de un día o año. Sin embargo, las emisiones pueden desagregarse por hora del día y área geográfica (varios kilómetros de tamaño) para el propósito de modelar la calidad del aire. Como se describe en la siguiente sección, estos detalles pueden cambiar el resultado de emisiones algunas veces por un orden de magnitud o más. Por ello, cuando es posible, se recomienda el inventario de emisiones mejorado especialmente para fuentes de gran magnitud. La recopilación de tasas de población, actividad y de tasas de emisión se describen en las siguientes secciones.
Población: La población de acuerdo al tamaño del motor, (POB, SZ) (unidades, kW)
Actividad: Horas de uso por época (HRS) (horas/período de inventario)
El ciclo de trabajo (o factor de carga) (FC) (sin unidades)
Emisiones: Las tasas de emisión en uso (TE) (gramos/kWh) en función del ciclo de trabajo
El inventario para una tecnología en particular puede entonces ser calculado como:
Emisiones del tubo de escape= POB*HRS*HP*FC*TE
En un análisis simple de primera instancia, normalmente solo se consideran las emisiones de tubo de escape proveniente de fuentes fuera de ruta. Sin embargo, en la realidad, las emisiones de fuentes fuera de ruta provienen de variadas partes del equipamiento: gases del tubo de escape del motor, emisiones fugitivas o evaporativas provenientes de actividades de reabastecimiento de combustible, tanques de combustible y motores; y polvo o emisiones emitidos debido a su uso (Figura 6.3.3-1). Estas emisiones no sólo cambian en función del tipo de motor y combustible; operación del motor, terreno y ciclos de trabajo. Como es de imaginar, las emisiones de polvo serán diferentes para un tractor trasladando ripio que para un tractor moviendo sedimento fino. Las emisiones de gases de escape serán muy diferentes para un motor que esta operando en régimen permanente (una velocidad), como un tractor acarreando un arado, que para un motor que está operando en condiciones transitorias, como un tractor que levanta, mueve y deja una carga. Las emisiones evaporativas serán diferentes para una cortadora de césped alimentada a gasolina que está siendo operada durante el verano que durante el invierno. El número de veces que operará una cortadora de césped será diferente en el verano y en el invierno, debido a que las tasas de crecimiento del pasto varían mucho con las estaciones, las lluvias y la nieve. Con tal variabilidad en los resultados de emisiones, el inventario de emisión fuera de ruta es una de las áreas más difíciles y de alta incerteza dentro de un inventario. A pesar de lo anterior y aun con esta incerteza, una primera estimación razonable de emisiones provenientes de estas fuentes puede ser obtenida utilizando datos existentes de factores de emisión y ciclos de trabajo, y estimaciones brutas de población. Entonces, al determinar los responsables más significativos, se puede concentrar mayor esfuerzo en estos ítems para perfeccionar el inventario.
Otras emisiones = POB*HRS*OTE
Donde OTE son otras tasas de emisión como polvo de rutas, emisiones que se evaporan, etc., de consideración.
6.3.3-1 Diferentes fuentes de emisiones provenientes de equipamiento fuera de ruta en uso
La principal diferencia entre este enfoque mejorado y el enfoque simplificado es que la vía simplificada no incluye los efectos de distintos ciclos de operación y tamaño de motores, tecnologías de control y posibles variaciones en tipos de combustible. Típicamente, las emisiones se determinan a lo largo de una ciudad o región en términos de un día o año. Sin embargo, las emisiones pueden desagregarse por hora del día y área geográfica (varios kilómetros de tamaño) para el propósito de modelar la calidad del aire. Como se describe en la siguiente sección, estos detalles pueden cambiar el resultado de emisiones algunas veces por un orden de magnitud o más. Por ello, cuando es posible, se recomienda el inventario de emisiones mejorado especialmente para fuentes de gran magnitud. La recopilación de tasas de población, actividad y de tasas de emisión se describen en las siguientes secciones.
