Modelo de evaluación de estratégias de control de contaminación del aire por emisiones del transporte y su aplicación al area metropolitana de Monterrey

Abstract

La contaminación originada por el transporte vehicular se ha convertido en uno de los problemas ambientales más crecientes en el Área Metropolitana de Monterrey (AMM). En este trabajo se propone una metodología de evaluación de las de control de la contaminación por transporte aplicada al AMM. La evaluación de las estrategias de control se realiza considerando el parque vehicular de automóviles particulares y taxis (LDGV), camionetas pick-ups (LDGT1) y autobuses de transporte urbano (HDDV) que están registrados en el año 2000 en el AMM. Así mismo, se identificaron las opciones de control de la contaminación por transporte. En este trabajo se seleccionaron las que se relacionaban con el uso de combustibles alternos como gas lp, gas natural, gasolina reformulada y el uso de vehículos eléctricos e híbridos, con la finalidad de ser probadas en la flota vehicular del AMM. Las factoras de emisiones de CO, HC y NOx del parque vehicular se estimaron usando el Modelo Mobile 5 AMM aplicado a la flota vehicular registrada en el año 2000. Con los datos de los recorridos promedios diarios por tipo de vehículo en km/día y las cantidades de los tipos de vehículos mencionados, se estimaron las factoras de emisión para dichos contaminantes en gr/km. Se encontró que los automóviles particulares y los taxis generan la mayor cantidad de emisiones de CO, HC y NOx debido a sus cantidades dentro del parque vehicular y a sus recorridos en km diarios respectivamente. La evaluación de las estrategias de control de la contaminación por transporte se hizo en base a dos escenarios que se resuelven por medio de programación lineal usando la subrutina LCONF de la librería IMSL para Fortran. El primer escenario consiste en minimizar los costos totales de inversión de las conversiones de los vehículos, sujeto a las restricciones que están constituidas por el diferencial de emisiones de CO, HC y NOx en kg/veh-día. El diferencial de emisiones se calcula al restar los factores de emisión en kg/veh-día obtenidos con el Mobile 5 AMM con los que se obtienen con el uso de combustibles alternos mencionados. En el segundo escenario, se maximizan por separado la reducción de emisiones de CO, HC y NOx que representan la función objetivo y los costos de conversión individual representan al sistema de restricciones. Los resultados para el primer escenario muestran que la opción de conversión a gas natural comprimido (GNC) produce grandes reducciones de emisiones de CO, HC y NOx, pero sus costos de conversión la hacen ser una opción cara. La opción del gas LP es una opción barata, mayormente difundida y con infraestructura disponible al público además de que genera similares reducciones de CO y NOx como el GNC. Por otro lado, las opciones de vehículos eléctricos e híbridos reducen ampliamente las emisiones, pero son técnica y económicamente no factibles en el actualmente para el AMM. En el caso de la combinación de las opciones de combustibles alternos para el escenario de minimización de emisiones, se obtuvieron cantidades totales de taxis y autobuses de transporte urbano convertidos a gas LP, GNC y eléctricos. Con lo anterior, se obtuvieron reducciones de emisiones de CO, HC y NOx y un costo total de conversión fijado para cada corrida ejecutada. Para el segundo escenario de evaluación, al fijar los montos de capital en tres corridas distintas para la maximización de reducciones de cada contaminante (CO, HC y NOx), se obtuvieron también una combinación de las cantidades de vehículos particulares, taxis, camionetas pick-ups y autobuses de transporte público convertidos para una reducción de emisiones de CO, HC y NOx. Para el caso de maximización de reducción de emisiones, el modelo toma las opciones de reducción que sean más baratas y que conlleven una reducción en emisiones mayor. En este escenario 2 se convierten mayormente los taxis a vehículos a gas lp y gas natural, así como los autobuses de transporte urbano a gas natural. Se considera que la evaluación de estrategias de reducción de la contaminación por transporte permite apoyar a la toma de decisiones en los programas para el mejoramiento de la calidad del aire del AMM. También se pueden agregar más opciones de control de la contaminación al modelo de evaluación propuesto y realizar un inventario de emisiones más preciso con la finalidad de obtener una base de emisiones más confiable.