B O L E T I N - Molina Center for Energy and the EnvironmentAlejandro Estivill Castro, Director General para América del Norte (SRE) ofreció unas palabras de bienvenida a los participantes,

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Hagamos un Milagro por el Aire ..... 2Contribuciones para la Ciencia .......... 2Taller de Trabajo en León ........... 4Proyecto Cd. de México ................... 5Monitoreo de la Calidad del Aire ... 6Emisiones por Quema de Biomasa 7Covarianza Turbulenta ................... 8Emisiones de SO2 ........................... 9Aerosoles Orgánicos ....................... 10Formaldehído ................................ 11Modelación de Ozono ................. 12AOS y Oxígeno Impar ....................13SO2 en el Complejo Industrial de Tula 14Pronósticos de Ozono .................... 16PIXE/PESA y AMS ........................17Propiedades Ópticas de Aerosoles 18Emisiones Vehiculares .................. 19Isótopos PM2.5 ......................... 20Aerosoles Orgánicos Oxigenados 21NARSTO ..................................... 22Encuentro de Jóvenes ..................... 23

Palabras del Editor:El año 2007 fue muy productivo para el Molina Center (MCE2) y todos sus colaboradores. Los científicos que participaron en la campaña MILAGRO continúan analizando y evaluando las extensas bases de datos obtenidas de las diferentes mediciones y experimentos, al igual que con la redacción de artículos para su publicación en revistas científicas. Asimismo, hemos organizado una reunión del equipo científico MILAGRO y convocado a diversas sesiones especiales sobre megaciudades en conferencias internacionales. El alcance de las actividades de educación y divulgación se ha ampliado para incluir a los tomadores de decisiones, pasantes, maestros y estudiantes de educación secundaria y preparatoria. Me gustaría agradecer a todos los que han contribuido con artículos para el boletín. No duden en enviarnos sus sugerencias y comentarios.

Con los mejores deseos.Luisa Molina

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B O L E T I NOtoño 2007/Invierno 2008

Ceremonia Inaugural del Taller sobre política ambiental en León (izquierda a derecha): F.J. Camarena (representante de SEMARNAT, Guanajuato), V. Gutiérrez (DG, CENICA), E. Kato (DG, Inst. Ecología, Guanajuato), L.T. Molina (MCE2), O. Cabrera (CEC).

Ceremonia Inaugural de la Segunda Conferencia Científica MILAGRO (izquierda a derecha): L.T. Molina (MCE2), A. Fernández (Presidente, INE), M. Delgado (Secretaria, SMA-GDF), A. Estivill (DG, Norte América, SRE), G. Velasco (Secretario, SMA-Edomex)

En este Número

Ceremonia de clausura de “Hagamos un MILAGRO por el Aire” el 19 de mayo de 2007.

Ciudad de Manila, Filipinas (Feb. 2007)

Asistentes durante la Conferencia

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Otoño 2007/Invierno 2008

Programa Educativo “¡Hagamos un MILAGRO por el aire!”Contribución de Luisa T. Molina y Marina E. Leal (MCE2)

Para proteger el ambiente se requiere de la participación de todos los sectores que conforman la sociedad. Los ciudadanos deben estar bien informados a fin de tomar decisiones ambientales en su vida. Por esta razón, uno de los principales componentes del Molina Center for Energy and the Environment (MCE2) es el Programa de Educación y Divulgación que tiene como objetivo fomentar la conciencia y el conocimiento que tiene la población sobre temas y retos ambientales. La campaña MILAGRO 2006, que por sus siglas en inglés significa: Iniciativa para Megaciudades: Observaciones de Investigación Locales y Globales, ha sido el proyecto científico de colaboración internacional más grande para el estudio de las emisiones contaminantes de una megaciudad y el análisis de sus impactos locales, regionales y globales, el cual ofreció al MCE2 una oportunidad inigualable para iniciar su programa educativo.Aprovechando la presencia en México de expertos internacionales durante la Campaña MILAGRO, el Centro organizó una amplia gama de actividades educativas en colaboración con el Instituto Nacional de Ecología, la UNAM y otras instituciones mexicanas: conferencias, una exhibición de carteles, visitas guiadas hacia los sitios de monitoreo de la calidad del aire, talleres de meteorología para jóvenes, estancias de investigación para los estudiantes de Universidad y el concurso de “Hagamos un MILAGRO por el aire!” para los estudiantes de secundaria y bachillerato.

El concurso de cartel y ensayo “¡Hagamos un MILAGRO por el aire!” comenzó como un proyecto piloto durante el periodo escolar 2005-2006 enfocado hacia estudiantes de secundaria y bachillerato para fomentar la conciencia y el conocimiento sobre la contaminación atmosférica. Otro de sus objetivos fue el de ofrecer a los estudiantes la posibilidad de expresarse y proponer alternativas para el mejoramiento ambiental desde su propio ámbito de acción y fomentar el interés por la ciencia y las carreras científicas.Un total de 46 escuelas del Distrito Federal tomaron parte en el evento piloto. La respuesta de las escuelas fue muy buena, por lo que el MCE2 decidió organizar una nueva edición del concurso durante el ciclo escolar 2006-2007. En la segunda fase de actividades, el programa incluyó escuelas de toda la Zona Metropolitana del Valle de México. Diferentes instituciones colaboraron en la organización del segundo concurso: la Dirección General de Educación Secundaria Técnica (SEP), el Programa Jóvenes hacia la Investigación y la Dirección General de Incorporación y Revalidación de Estudios (UNAM), la Dirección General de Educación Media Superior del Estado de México, el Colegio de Estudios Científicos y Tecnológicos del Estado de México y el Instituto Nacional de Ecología.Se formó un Comité Asesor en el que participaron expertos en educación media a fin de mejorar el diseño y planeación del concurso. Con objeto

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Contribuciones Importantes de MILAGRO para la Ciencia Atmosférica en el 2007 Durante el año 2007 los participantes de la Campaña MILAGRO continuaron con la revisión de la calidad de los datos obtenidos de las mediciones realizadas en marzo del 2006, datos que por cierto han sido resguardados en archivos electrónicos de gran tamaño. Varios grupos han tenido ya la oportunidad de realizar análisis exhaustivos de ellos, en algunos casos utilizando modelos alimentados con diversas bases de datos experimentales. Los resultados preliminares han sido presentados en diferentes foros, incluyendo las reuniones científicas entre los participantes de MILAGRO y en conferencias internacionales. A continuación se enlistan algunos de los principales foros y reuniones donde se han presentado recientemente resultados de las campañas MCMA-2003 y MILAGRO-2006:1) Cinco sesiones especiales sobre Grandes Centros Urbanos: La Calidad del Aire y los Impactos Climáticos de Escala Local a Global. Reunión de otoño de la Unión de Geofísica Americana (AGU, por sus siglas en inlgés), San Francisco, California, 10 al 14 de diciembre del 2007.2) Sesión Especial sobre Contaminación Atmosférica en Megaciudades: Impactos Urbanos, Regionales y Globales. Asamblea Conjunta de la AGU, Acapulco, México, 22 al 25 de mayo del 2007.3) Segunda Conferencia Científica MILAGRO, México, D.F., 15 al 18 de mayo del 2007.4)Sesión Especial sobre los Impactos de las Megaciudades a Escala Regional y Global, Asamblea General de la Unión Geofísica Europea, (EGU por sus siglas en inlgés), Viena, Austria,16 al 20 de abril del 2007Los principales hallazgos de estas campañas se han sido publicados en diversos artículos en una edición especial de la revista científica Química y Física Atmosférica (ACP por sus siglas en inglés), así como en otras revistas arbitradas sobre ciencias atmosféricas y ambientales. Estos hallazgos están mostrando muchos aspectos nuevos e interesantes sobre la química atmosférica dentro y en áreas aledañas de la ZMVM. Asimismo, han aumentando de manera considerable nuestro conocimiento sobre las propiedades químicas y físicas de la atmósfera contaminada y altamente reactiva de la ciudad, como también sus impactos a nivel regional. Varios de estos hallazgos son incluidos en este boletín.Podemos anticipar que muchos hallazgos nuevos seguirán apareciendo de los resultados de MILAGRO, y que contribuirán fuertemente a mejorar nuestro conocimiento sobre la contaminación del aire en megaciudades y sus efectos adversos en la salud humana, viabilidad de los ecosistemas, y cambio climático, tanto en escala urbana, como regional y hasta hemisférica. Esta información proveerá el conocimiento científico necesario para que los tomadores de decisiones mexicanos puedan diseñar políticas efectivas, así como también servirá para ayudar a resolver los problemas de contaminación del aire de otras megaciudades del mundo.Segunda Conferencia Científica MILAGROLa Segunda Conferencia Científica MILAGRO se realizó del 15 al 18 de mayo del 2007 en las nuevas oficinas de la Secretaría de Relaciones Exteriores de México, ubicadas en el Centro Histórico de la ciudad. En esta conferencia se buscó que los participantes de MILAGRO discutieran los hallazgos científicos obtenidos de los análisis y evaluación de las mediciones realizadas en marzo del 2006 a través de la comparación entre los resultados de las mediciones y de los modelos numéricos, así como también entre las mediciones hechas a nivel de superficie con aquellas hechas en aeronaves y satélites. De igual manera se buscó que se identificaran temas trascendentales que necesitan ser trabajados de manera multidisciplinaria, así como faltantes de información y nuevos análisis, y futuros trabajos. La agenda se dividió en sesiones plenarias, de grupos de trabajo por temas específicos y de carteles. Las sesiones de carteles se llevaron a cabo diariamente de las 5 a las 7 pm, permaneciendo los carteles en exposición durante los cuatro días del evento para su discusión durante los periodos de descanso.

A. Fernandez, L.T. Molina y M. Salgado en la ceremonia de inauguración

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En la Ceremonia Inaugural celebrada el 15 de mayo, el anfitrión, el Consejero Alejandro Estivill Castro, Director General para América del Norte (SRE) ofreció unas palabras de bienvenida a los participantes, seguido de una breve introducción sobre la Campaña MILAGRO por parte de la Dra. Luisa T. Molina, Presidenta del Comité Organizador, seguido de las palabras de apertura por parte de la Lic. Martha Delgado Peralta, Secretaria de Medio Ambiente del Gobierno del Distrito Federal, el M.P.P. Guillermo Velasco Rodríguez, Secretario de Medio Ambiente del Estado de México, el Consejero David Wagner, Consejero para el Ambiente, Ciencia y Tecnología de la Embajada de Estados Unidos, y el Dr. Adrián Fernández, Presidente del Instituto Nacional de Ecología. En los primeros dos días se realizaron sesiones plenarias organizadas en 5 categorías: introducción, observaciones desde aeronaves y satélites, estudios sobre salud, gases y fotoquímica, modelación, y aerosoles (química, microfísica y propiedades ópticas). El tercer día se llevaron acabo dos sesiones para los grupos de trabajo, cada sesión contempló tres grupos paralelos con temas diferentes: GT1 - Química a distancias cercanas de la ZMVM; GT2 - Meteorología, transporte y modelación; GT3 - Propiedades ópticas de los aerosoles y sus efectos radiativos; GT4 - Química a distancias medias y lejanas de la ZMVM; GT5 - Química y microfísica de los aerosoles; GT6 – Emisiones. El objetivo de estos grupos de trabajo fue identificar los principales hallazgos por tema, identificar los lapsos o “huecos” de información, análisis faltantes y los métodos para solucionarlos. Las sesiones de trabajo fueron precedidas por dos presentaciones sobre los co-beneficios de la calidad del aire, el cambio climático y el transporte de contaminantes a largas distancias. El último día se presentaron los informes de cada grupo de trabajo, y las conclusiones y avisos finales del evento.

El martes por la noche los participantes de la Campaña MILAGRO asistieron a una recepción en el Hotel Sheraton auspiciada por el Dr. Adrián Fernández del Instituto Nacional de Ecología. Asimismo, el jueves 17 de mayo, se estrenó el Documental de la Campaña MILAGRO en el Palacio de la Autonomía del Centro Histórico, donde se ofreció una recepción posterior con música y bocadillos.La conferencia científica se llevó a acabo con mucho éxito, reuniendo cerca de 225 científicos, especialistas y técnicos, quienes participaron en las diversas presentaciones y discusiones durante los 4 días del evento. La agenda, resúmenes de los trabajos presentados, las presentaciones orales y carteles, así como los reportes de los grupos de trabajo por temas específicos están disponibles en la página web del MCE2. Muchos de los asistentes a la segunda reunión científica de MILAGRO viajaron a Acapulco para asistir a la Asamblea Conjunta de la AGU celebrada del 22 al 25 de mayo del 2007. Esta fue la primera Asamblea Conjunta de la AGU realizada en América Latina. Se llevó a cabo una sesión especial sobre “Contaminación Atmosférica en las Megaciudades: Impactos Urbanos, Regionales y Globales” convocada por Luisa T. Molina (MIT y MCE2, EUA), junto con Beatriz Cardenas (CENICA, INE/SEMARNAT, México), Paulo Artaxo (Institute of Physics, University of Sao Paulo, Brasil) y Agustín García (CCA/UNAM, México). Los organizadores de las sesiones ofrecieron una conferencia de prensa para señalar los principales puntos discutidos en la sesión y remarcar la importancia del tema. La revista Science News publicó un artículo relacionado a esta conferencia de prensa en su edición del 8 de septiembre del 2007.

Reunión de Otoño de la Unión de Geofísica Americana 2007En la reunión de otoño de la AGU realizada del 10 al 14 de diciembre del 2007 en San Francisco, California, los proyectos MILAGRO e INTEX-B se unieron con el proyecto TexAQS para organizar cinco sesiones especiales alrededor del tema sobre contaminación atmosférica:

Grandes Centros Urbanos: Calidad del Aire e Impactos Climáticos desde una Escala Local a una GlobalA32: Transporte y Transformación de Contaminantes Atmosféricos en Escalas Regional y GlobalA33: Evaluación de los Modelos de Calidad del Aire y de los Inventraios de Emisión Usando Métodos “Bottom-Up” y “Top-Down”A34: Procesos Químicos Diurnos y Nocturnos en Atmósferas Contaminadas

A36: Observaciones satelitales y su aplicación en la calidad del aireA37: Efectos urbanos en el forzamiento radiativo, aerosoles y nubes

Estas cinco sesiones fueron precedidas por una sesión introductoria (A11D) coordinada por los doctores Luisa T. Molina y Jeffrey Gaffney, donde se invitó a cinco conferencistas para exponer los panoramas de las políticas referentes a la reducción de emisiones en los centros urbanos más grandes del mundo y sus impactos a nivel local, regional y global. Al final de esta sesión se realizó un panel de de discusión. Los cinco conferencistas invitados y los títulos de sus ponencias fueron:

Paulo Artaxo (Instituto de Física, Universidad de Sao Paulo) “Air Pollution in Megacities: Sources and Regional/Global Effects”Victor Hugo Páramo (Gobierno del Distrito Federal, Secretaría del Medio Ambiente) “Air Quality in Mexico City: Policies Implemented for its Improvement” Tong Zhu (Colegio de Ciencias Ambientales, Universidad de Beijing) “Overview on the Air Pollution Issues of the City Clusters in China and its Control Strategies”Terry Keating (EPA EEUU, OAR/OPAR) “Hemispheric Transport of Air Pollutants: Issues, Progress, and Implications”V. Ramanathan (Centro de Ciencias Atmosféricas, Scripps/UCSD) “Air Pollution, Greenhouse Gases and Climate Change”

La respuesta por parte de los participantes hacia las sesiones especiales fue excelente, se recibieron más de 300 resúmenes, que resultaron en 18 sesiones de conferencias y 6 de carteles. Las sesiones contaron con buena asistencia. Varios de los estudios presentados durante la conferencia se incluyen en este boletín. El enorme éxito de la sesión introductoria se hizo evidente por las excelentes presentaciones y estimulantes discusiones abiertas al público.

A petición de la oficina de prensa de la AGU, la Dra. Luisa T. Molina organizó una conferencia de prensa que se efectuó el 10 de diciembre de 2007 para hablar sobre la calidad del aire en zonas urbanas. En esta conferencia de prensa también participaron Tong Zhu (Colegio de Ciencias Ambientales, Universidad de Peking); Scott Herndon (Aerodyne Research, Inc.) y David Parrish (NOAA/ESRL/División de Ciencias Químicas). A continuación se presenta el resumen de esta conferencia de prensa.

Avances en el Conocimiento de la Contaminación Atmosférica en Ciudades GrandesLos contaminantes de la atmósfera en forma de materia particulada (PM) o en fase gas continúan siendo una amenaza para la salud humana, reduciendo la visibilidad, atrofiando el crecimiento de las plantas y causando deterioros en el exterior de los edificios y otras infraestructuras en las ciudades más grandes del mundo. Sin embargo, los avances en la tecnología para medir la contaminación del aire, tanto a tiempo real como casi a tiempo real, y las mejoras en los modelos de calidad del aire han permitido a los científicos entender mejor la interacción entre las fuentes de las emisiones contaminantes y los procesos atmosféricos que producen como resultado una contaminación ambiental severa. Esto permitirá diseñar prácticas más efectivas sobre la gestión de la calidad del aire. Las sesiones especiales sobre la calidad del aire urbano en la Conferencia de la AGU de otoño 2007 ayudaron a destacar innovadores programas de mediciones en Beijing, la Ciudad de México y Houston que han resultado en importantes descubrimientos sobre los impactos de las fuentes primarias (emisión directa) de contaminantes y los procesos químicos que producen materia particulada fina y contaminantes secundarios en fase gas.

Científicos chinos presentaron estudios sobre el diseño de estrategias de control de la contaminación del aire para asegurar que la calidad del aire sea aceptable durante los Juegos Olímpicos de Beijing 2008. En 2007, el número de vehículos en la ciudad de Beijing llegó a los tres millones. Con base en estudios previos, en especial CAREBEIJING (Campaigns of Air Quality REsearch in BEIJING and Surrounding Region) en 2006, se han identificado a las emisiones vehiculares como una de las mayores fuentes de la contaminación del aire en esa ciudad. Para evaluar que tan eficientes han sido las iniciativas de control de tráfico para la



En los últimos años, la comunidad científica mexicana e internacional ha generado información y conocimiento sobre la contaminación atmosférica, en particular sobre diferentes aspectos relacionados con la dispersión y transporte de contaminantes la caracterización de partículas suspendidas finas y los compuestos tóxicos y precursores orgánicos volátiles (COVs). Asimismo, se ha generado una gran cantidad de información y conocimiento sobre la contaminación atmosférica en algunas ciudades como es el caso de las campañas intensivas de medición en la Zona Metropolitana del Valle de México y en Salamanca cuya información y conocimiento generado es necesario difundir entre tomadores de decisiones a nivel local y federal como apoyo en el diseño e implementación de programas y políticas públicas.

Por su parte, funcionarios de los tres niveles de gobierno relacionados con la prevención, control y gestión de la contaminación del aire requieren contar con elementos y fundamentos científicos que les permitan tomar decisiones. Si bien en nuestro país existe poca interacción entre el sector académico y el sector gobierno para identificar y diseñar programas y políticas públicas eficientes y efectivas, es necesario fomentar aún más esta interacción.

Se llevó a cabo un taller de trabajo en León, Guanajuato los días 16 y 17 de noviembre del 2007. Este taller reunió a investigadores científicos de reconocida trayectoria en temas de contaminación atmosférica y a funcionarios de los tres niveles de gobierno relacionados con la prevención, control y gestión de la contaminación del aire con el objetivo de identificar conjuntamente cuáles de los últimos hallazgos científicos pueden ser utilizados para fundamentar el diseño e implementación de programas y políticas públicas en contaminación del aire. La meta de este taller fue la de estimular el diálogo y promover la colaboración entre sectores que normalmente no interactúan de una forma eficiente y oportuna, el sector académico y el sector gobierno. Al igual que analizar, a través de la presentación de hallazgos científicos recientes por miembros de la comunidad científica en temas de contaminación atmosférica y a través de los problemas y retos de la contaminación del aire en ciudades mexicanas por funcionarios de los tres niveles de gobierno, el diseño e implementación de políticas públicas de estos hallazgos.

Los objetivos particulares del taller han sido los siguientes: 1. Conocer los hallazgos científicos recientes relacionados con emisiones, meteorología, partículas suspendidas y compuestos orgánicos volátiles que deben ser consideradas para fundamentar el diseño de políticas públicas. 2. Conocer los problemas y retos a los que se enfrentan funcionarios de los tres niveles de gobierno de este país relacionados con la prevención, control y gestión de la contaminación atmosférica 3. Identificar conjuntamente entre el sector académico y el sector gobierno las implicaciones de estos hallazgos científicos en el diseño e implementación de programas y políticas públicas para prevenir la contaminación atmosférica en ciudades mexicanas.

Organizadores. La organización de este evento es posible gracias a la participación y estrecha colaboración entre el Instituto de Ecología a través de la Dirección de Investigación y Capacitación Ambiental (DGCENICA), el Molina Center for Energy and the Environment (MCE2), el Gobierno del Estado de Guanajuato a través de la Dirección General del Instituto de Ecología de Guanajuato, la Fundación México-Estados Unidos para la Ciencia. y la Comisión de Cooperación Ambiental de América del Norte.

Actividades Realizadas. Durante los meses de octubre, los responsables técnicos de DGCENICA, MCE2 y FUMEC definieron coordinadamente, fecha y lugar del evento. La fecha se definió principalmente con base en la disponibilidad del mayor número de investigadores que habían sido considerados para participar como ponentes o como moderadores. Se definió que el taller se conformaría con un día de presentaciones, a su vez divididas en dos grupos. En el primer grupo de presentaciones se consideró invitar a científicos que presentaran de forma amena pero rigurosa los principales

hallazgos científicos en materia de contaminación atmosférica. El segundo grupo de presentaciones orales consistió en un panel en el que funcionarios de alto nivel de gobiernos estatales y federales relacionados con la gestión de la calidad del aire presentaran los retos y logros a los que se enfrentan en materia de contaminación atmosférica. El segundo día se conformó con dos sesiones de trabajo cada una conformada por dos temas. Científicos y funcionarios públicos apoyaron en la moderación de estos grupos de trabajo en los que también participaron personas de diferentes disciplinas e instituciones.

Las instituciones participantes se coordinaron para elaborar una lista de cerca de 60 invitados a este taller. Por su parte, el Instituto de Ecología de Guanajuato envió invitaciones a interesados en la localidad y se encargó del diseño e impresión de los programas de mano. La CCA apoyó con la reservación y pago de habitaciones para aproximadamente 18 científicos y funcionarios públicos que fungieron como ponentes o como moderadores en las mesas de trabajo.

Conclusiones. Se cumplieron exitosamente todos los objetivos planteados para este taller. Científicos mexicanos y extranjeros discutieron sobre los más recientes hallazgos científicos en temas de contaminación atmosférica con implicaciones en la elaboración y evaluación de programas y políticas públicas con un público compuesto por funcionarios públicos de gobiernos estatales y federal. Se presentaron por parte de funcionarios públicos de gobiernos estatales y federal los principales retos y logros en contaminación del aire a los cuales se enfrentan. Todos los participantes coincidieron en que este tipo de foros debe seguir promoviéndose para acercar más a estos dos sectores y lograr de forma sinérgica una solución al problema de la contaminación del aire. Se propuso por tanto la organización de un taller posterior a este para el año 2008. Así mismo, se identificaron temas que deben ser analizados a través de foros similares, por ejemplo un foro sobre impactos por contaminación del aire en ecosistemas. Los participantes también tuvieron la oportunidad de interactuar socialmente durante una recepción ofrecida por el Molina Center (MCE2) y el Instituto de Ecología de Guanajuato. En general fue un taller muy productivo y estimulante para los organizadores y participantes.

Taller sobre las Implicaciones de Nuevos Hallazgos Científicos en Política Ambiental

Foto superior: Conferencistas y moderadores en una recepción durante el Taller de Trabajo en León, Gto.Foto inferior: Participantes de México durante la conferencia de NARSTO en Chicago el 9 de noviembre del 2007.



Los miembros del Programa Integral sobre Contaminación del Aire Urbana, Regional y Global de MIT o alumnos egresados del proyecto MCP, continúan haciendo aportaciones importantes en apoyo a la causa ambiental en diferentes capacidades alrededor del mundo.

A partir de esta edición, se dedicará una columna del boletín a celebrar los logros y éxitos de alumnos del proyecto MCP alrededor del mundo. En esta primera edición de la columna les presentamos a los alumnos de MCP que están basados en el área de Research Triangle Park en Carolina del Norte.

Invitamos cordialmente a que los alumnos de MCP nos envíen información y fotos acerca de sus avances y logros personales o profesionales para incluirlos en esta columna a: Samudra Vijay o a Luisa Molina .

Varios alumnos egresados del proyecto MCP han estado aplicando sus habilidades para mejorar el ambiente mediante el estudio sobre las relaciones entre energía, calidad del aire y cambio climático. Entre ellos están los doctores Rebecca Dodder, Julia Gamas, y Samudra Vijay quienes trabajan actualmente en la Agencia de Protección del Ambiente de los EEUU (EPA, por sus siglas en inglés) en Research Triangle Park en Carolina del Norte, también está el Dr. Jason West, recién integrado a la Universidad de Carolina del Norte como profesor asistente en el Departamento de Ciencias Ambiéntales e Ingeniería, y Anjali Mahendra,socio mayoritario de la compañía ICF.

Como parte del equipo del Proyecto Ciudad de México del MIT, Rebecca Dodder trabajó en la construcción de escenarios futuros en temas relacionados con políticas de transporte y administración de sistemas. Actualmente, es un miembro clave del grupo de trabajo de Evaluación Estratégica e Integral (ISA-W) de la División de Control y Prevención de la Contaminación del Aire de la EPA. Actualmente Rebecca, como parte de su trabajo de

postdoctorado, está involucrada en la investigación de biocombustibles,explorando las implicaciones de añadir biomasa y biocombustibles a la mezcla de energía para satisfacer la demanda creciente de varios sectores de la economía de los Estados Unidos.

El trabajo de investigación de Julia Gamas versó sobre diversos aspectos del comportamiento del traslado y movimiento en la Ciudad de México. Julia desarrolló un modelo de transporte que relaciona información sociodemográfica con las decisiones de viaje de las personas. El modelo se construyó de manera espacial utilizando sistemas de información geográfica (GIS, por sus

siglas en inglés). En la actualidad este modelo lo ha estado empleando el Centro Mario Molina para Estudios Estratégicos de Energía y el Ambiente como base en sus investigaciones sobre demandas futuras de transporte. Hoy en dia, Julia trabaja para la oficina de Investigación y Desarrollo de la EPA de EEUU investigando cuestiones relacionadas con el petróleo, gas natural y carbón. También se encuentra analizando la distribución logística de etanol empleando sistemas GIS.

Anjali Mahendra trabajó en el diseño de estrategias para manejar los congestionamientos viales y mejorar la calidad del aire en la Ciudad de México, con particular interés en los impactos ambientales, sociales y políticos relacionados con la implementación de cuotas de peaje dentro de la ciudad para evitar congestionamientos. Como candidato a doctorado en el Departamento de Estudios Urbanos y Planeación del MIT realizó un estudio

comparativo de los retos institucionales en la implementación de políticas en transporte y el manejo de su demanda en cuatro ciudades latinoamericanas: Bogotá, Sao Paulo, Santiago y la Ciudad de México. Actualmente está terminando su tesis en el MIT y trabajando como Asociada Senior en el departamento del Ambiente, Transporte y Reglamentación de la compañía ICF Internacional.

Samudra Vijay, otro exalumno del MCP, realizó investigaciones sobre el impacto de la generación de electricidad y del sector industrial en la contaminación del aire de la Zona Metropolitana del Valle de México. Samudra es ahora un becario investigador de ORISE en la EPA trabajando en la modelación de sistemas de energía y en el desarrollo de herramientas para analizar

políticas de reducción de la contaminación del aire con base en el mercado.

Jason West está interesado en los problemas de la contaminación del aire y cambio climático; su objetivo principal es explorar los problemas ambientales y sus relaciones la con ciencia y política ambiental. Utilizando modelos de química atmosférica, el Dr. West explora los impactos de los cambios en las emisiones sobre la calidad del aire a nivel global, el transporte internacional

de contaminantes (enfocándose en el ozono y la materia particulada), y el forzamiento radiativo del clima. Sus investigaciones recientes se han enfocado en las emisiones de metano. En el futuro, planea estudiar cómo los objetivos de mejorar la calidad del aire y reducir el calentamiento de efecto invernadero se pueden cumplir simultáneamente.

Exalumnos del “Proyecto Ciudad de México (MCP)” – establecidos en Carolina del Norte Contribución de Samudra Vijay y Rebecca Dodder

Alumnos de MIT y familia: Rebecca (con Aldo); Samudra (con Lalita, Pari, y Soumya) Reunión del personal del MCE2 y sus familias.



El sensor MODIS (Espectrómetro de Imágenes de Resolución Moderada) a bordo de los satélites Terra y Aqua lanzados por la NASA en 1999 y 2002 respectivamente, fue el primer sensor diseñado para extraer las propiedades de los aerosoles en la atmósfera a partir de observaciones desde satélites. Las mediciones disponibles de alta resolución espacial de este sensor nos motivaron a analizar su potencial para evaluar el espesor óptico de los aerosoles (τa) sobre ciudades, en particular sobre megaciudades. Las mediciones del τa en áreas urbanas desde satélites sufren de incertidumbres debido a las suposiciones necesarias sobre las propiedades ópticas de los aerosoles y la reflectancia de la superficie de la misma ciudad. Esto nos lleva a preguntarnos ¿cómo y qué tan precisas pueden ser estas mediciones para ser útiles en el control de la calidad del aire en áreas urbanas? Este artículo se enfoca a responder esta pregunta, empleando resultados del proyecto MILAGRO realizado en la Ciudad de México en 2006. Se presentan resultados de las propiedades reflectivas de la Ciudad de México, y de que tan precisas necesitan ser las suposiciones de la dependencia espectral de la superficie para obtener el τa correcto en áreas urbanas. Para este estudio se midió τa con fotómetros portátiles en 5 sitios diferentes de la Ciudad de México como parte del estudio MCMA-2006 de la campaña MILAGRO. De manera paralela la NASA operó el sistema CIMEL de la red robótica global de aerosoles (AERONTE) en los tres supersitios de monitoreo de la campaña MILAGRO (T0, T1 y T2). Todos estos instrumentos se mantuvieron en operación durante marzo del 2006, aportando datos adicionales de la radiación a 0.66 μm y 2.1 μm a la medida con MODIS. Estos datos se usaron para caracterizar mejor las propiedades de reflectancia de la superficie sobre diferentes coberturas superficiales dentro de y en los alrededores de la Ciudad de México. De gran utilidad fue también la base de datos de AERONET de la Ciudad de México desde 1999 para determinar las principales propiedades ópticas de la región (datos proporcionados por Armando Leyva (UNAM) y Brent Holben (NASA Goddard)).

La razón de reflectancia de la superficie definida por el cociente entre la radiación visible (VIS) y la radiación en el infrarrojo cercano (SWIR) es un parámetro importante para determinar el τa a partir de las mediciones del sensor MODIS. A partir de razones VIS/SWIR determinadas empíricamente, la determinación de τa con MODIS se basa en la reflectancia de la superficie en la banda SWIR (2.1 mm), donde la interacción entre la radiación solar y la capa de aerosoles es pequeña, para predecir las reflectancias visibles en las bandas azul (0.47 μm) y roja (0.66 μm). Por ende, es necesario conocer la razón VIS/SWIR correcta en la determinación del espesor óptico de los aerosoles a través de las mediciones del sensor MODIS.

La razón RED/SWIR representativa de los sitios urbanos analizados en este trabajo fue de 0.73±0.06, como se muestra en la Figura 1. Para los sitios no urbanizados esta razón fue significativamente diferente, aproximadamente 0.55. El espesor óptico de los aerosoles obtenido de las radiaciones medidas con el sensor MODIS en una resolución espacial de 1.5 km x 1.5 km y promediadas dentro de celdas de 10 km de altura se compararon con los promedios de una hora de los espesores ópticos medidos con los fotómetros portátiles. Usando el

valor de 0.73 para la razón RED/SWIR se mejoró significativamente la relación entre los resultados de MODIS y los de los fotómetros solares, como se muestra en la figura. A partir de la regresión lineal entre ambos, se observa que la pendiente, desviación, y coeficiente de correlación una regresión lineal varía de (τaMODIS = 0.91 τa fotómetro + 0.33 , R2=0.66) a (τaMODIS = 0.96 τa fotometro - 0.006, R2=0.87), como se muestra en la Figura 2.En la campaña MILAGRO se encontró que la razón de reflectancia de superficie entre las bandas visible e infrarrojo cercano es mayor en el área urbana de la Ciudad de México que el promedio utilizado globalmente en la determinación de τa vía satélite. Esta propiedad de la superficie resultó contribuir significativamente en la calidad del τa determinado para la región a partir de las mediciones desde satélites. El resultado muestra también la necesidad de entender mejor el comportamiento de esta razón en áreas urbanas a nivel global, y de cómo podría definirse de manera práctica.Contribuido por: A. Castanho, R. Prinn, L. Molina, Massachusetts Institute of Technology,

MA, USAL. Natali, P. Artaxo, University of Sao Paulo, BrazilS.Mattoo , L. Remer , M. Chin, NASA/GoddardS. Weber, Hai Zhang, R. M. Hoff, (University of Maryland), Charles Ichoku, R.

Levy, V. Martins, Amando Leyva and Brent Holben (CIMEL AERONET);Marcia Akemi Yamasoe, Edmilson Freitas, (IAG, Institute of Astronomy

Geophysics and Atmospheric Science)Fabiola R.Hernandez, Iliusi V. Valle, Pedro A. H. Priego, German V. Valdes,

Alicia Arraiga, Lorena D. R. Cortes, (Mexico City Universities)

Obtención de los Espesores Ópticos de los Aerosoles con Alta Resolución Espacial por medio de MODIS en el Monitoreo de la Calidad del Aire

Contribución de Andrea D. de Almeida Castanho (MIT)

Figura 1: Imagen Centro - Razón entre las reflectancias de superficie a 0.66/2.1 (mm) para espesores ópticos de aerosoles inferiores a 0.2. Los símbolos pequeños indican cada píxel (1.5 km) dentro de celdas de 10 km de altura rodeando los sitios donde se colocaron los fotómetros solares. Los símbolos grandes indican los valores de referencia para espectros de superficies especificas, como estacionamientos, techos, vegetación, pastizales, etc. (Herold et al., 2003). Las flechas refieren a fotografías representativas de cada tipo de cobertura de superficie. Imagen Superior - sitio urbano típico densamente poblado por casas; Imagen Derecha - sitio con vegetación abundante similar a un parque, correspondiendo al sitio de CORENA; Imagen Inferior - área semidesértica donde predominan los pastos secos como en el supersitio de monitoreo T1.

Figura 2: Espesor óptico determinado vía MODIS comparado con el espesor medido por la red de fotómetros solares, ambos determinados en paralelo, tanto en espacio y tiempo. La razón mas alta identificada en un área urbana muestra una mejora significativa en la comparación de validez: del lado izquierdo VISrojo/SWIR = 0.56, y del lado derecho VISrojo/SWIR=0.73.



La campaña Milagro MCMA 2006 ayudó a corroborar los resultados de mediciones de altas concentraciones de compuestos tóxicos y metales en la atmósfera de la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM). Los altos niveles medidos sugieren diversos tipos de quema de biomasa como la principal fuente de emisiones de mercurio, hidrocarburos policíclicos aromáticos (PAHs, por sus siglas en ingles) y otras partículas finas. Se han encontrado efectos cancerigenos y afectación a las vías respiratorias asociados a estos compuestos. Cabe destacar que el mercurio representa un problema mayor de bioacumulación por su rápida introducción en la cadena trófica con terribles consecuencias para el ambiente.

Los hallazgos de la campaña MILAGRO motivaron al Molina Center (MCE2) a participar en una campaña de monitoreo con el fin de caracterizar las emisiones provenientes de la quema de biomasa en los alrededores de la ZMVM durante los meses de abril y mayo del 2007.

La campaña Biomasa 2007 fue un esfuerzo concertado entre la Universidad de Montana (UM), la Universidad de Washington (UW), el MCE2, el CENICA, el Instituto Mexicano del Petróleo (IMP), y la Secretaria del Medio Ambiente del Distrito Federal (SMAGDF) con el objetivo de caracterizar las emisiones de partículas y gases traza provenientes de procesos de combustión en la Ciudad de México, Puebla, Michoacán y Salamanca. La campaña incluyó la caracterización de gases y partículas provenientes de la quema de madera en cocinas tradicionales, hornos de carbón, hornos de ladrillo y quema de basura como método de reducción del volumen en basureros a cielo abierto. La campaña también incorporó la caracterización de contaminantes emitidos por actividades de quema de residuos de campos de cultivo, y el monitoreo perimetral de la refinería, la planta termoeléctrica, y la agroquímica de la ciudad de Salamanca.

El MCE2 en colaboración con el IMP y CENICA realizaron mediciones de contaminantes importantes como el SO2 utilizando un mini-DOAS, mercurio en fase gas utilizando un TEKRAN, y PAHs mediante sensores portátiles de tiempo real basados en cargas fotoeléctricas y de difusión para determinar las concentraciones de PAHs y su superficie activa.

Durante la campaña, se monitorearon nueve cocinas que utilizan madera como combustible, siete de ellas son cocinas típicas y dos son de baja emisión (PATSARI). De la misma forma se midieron cuatro tiraderos a cielo abierto con diferentes mezclas de basura; tres hornos de ladrillo, cada uno en una etapa diferente de la producción y utilizando diferentes tipos y cantidad de combustible y; dos quemas de residuos en campos de cultivo de cebada.

Los datos obtenidos durante la campaña 2007 están siendo analizados por los equipos participantes y serán comparados con campañas de medición previas. Los resultados preliminares indican que los valores de PAHs observados se encontraron dentro del rango de la media de partículas de PAHs medidos en las calles de la Ciudad de México. Estos resultados sugieren que la exposición a PAHs en la ZMVM no proviene únicamente de emisiones vehiculares, es decir, también los eventos de quema de biomasa pueden tener un impacto muy significativo en la salud humana.

En cuanto a las emisiones de SO2 en Salamanca, las dos fuentes principales de este contaminante, la refinería de PEMEX y la planta termoeléctrica de la CFE se analizaron con un sistema de medición remoto (MiniDOAS) a lo largo de diferentes estaciones del año. Dependiendo de las condiciones meteorológicas, esta técnica puede separar la contribución de las fuentes de específicas de SO2. Los resultados preliminares muestran que la CFE contribuye con el 30% del total de SO2 en la región, los procesos de refinación con el 50% y la quema de gases remanentes contribuye con el 18%. Estas contribuciones pueden cambiar considerablemente dependiendo de la disponibilidad de gas natural en la planta termoeléctrica.

Por su parte, la UM contribuyó con la medición de emisiones de gases traza y partículas. El equipo de la UM midió emisiones de agua, dióxido de carbono, monóxido de carbono, metano, etanol, amonio, etileno, acetileno, propileno, acido acético, acido fórmico, cloruro de hidrogeno, y fenol. Cabe destacar la presencia de HCl en las emisiones por la quema de basura. Este estudio representa la medición más detallada de gases traza proveniente de hornos de elaboración de ladrillos y de quema de basura. El equipo de la UM también realizó mediciones continuas de emisiones de masas de partículas y de CO2 de la misma toma de muestra. Esto permite la comparación directa entre las emisiones de CO2, las de partículas y todos los gases medidos con el FTIR; relaciones que permiten calcular factores de emisión con base en la masa de combustible consumido.

Junto con el análisis de datos de FTIR y PM, el equipo de la UM ha incorporado datos de partículas colectados con filtros de cuarzo para cada tipo de quema de biomasa para la posterior determinación de carbón orgánico y elemental, iones solubles y posiblemente mercurio.

Las mediciones realizadas por todos los participantes en la campaña se combinarán para proveer un extenso conjunto de datos sobre algunas de las fuentes de emisiones más comunes y menos caracterizadas.

Campaña de Medición de Emisiones de Contaminantes por Quema de Biomasa en México 2007

Contribución de Rodrigo González Abraham (MCE2), Gustavo Sosa (IMP) y Ted Christian (UM)

El equipo de trabajo rumbo a los hornos de carbónFig. 1: Google Earth muestra la localización y los tipos de fuentes de la Campaña de Biomasa 2007.

Izquierda: Quema de madera en una cocina de San Pedro (19 de abril de 2007)Derecha: Quema agrícola en Salamanca (30 de abril de 2007).



Dentro de la gestión de la calidad del aire es necesario evaluar los inventarios de emisiones contaminantes a la atmósfera a través de mediciones directas que incluyan fuentes de emisión pequeñas y difíciles de cuantificar, tales como talleres y puestos de comida ambulante, y fuentes de mayor importancia, tales como fábricas y avenidas con tráfico intenso. Asimismo, este tipo de mediciones son útiles también para reducir incertidumbres en nuestro entendimiento de los estudios de los procesos químicos que suceden en la atmósfera, y cuantificar de manera realista la contribución de las ciudades a la contaminación global. La calidad de los inventarios de emisiones depende de la cantidad y calidad de la información de las actividades antropogénicas que ahí se desarrollen, sin embargo, en muchas ocasiones no se cuenta con información alguna, en particular en zonas urbanas de países subdesarrollados. Como parte de la campaña MCMA-2003 se demostró por vez primera la viabilidad de usar técnicas micrometeorológicas de covarianza turbulenta (EC, por sus siglas en inglés) acopladas con instrumentos de respuesta rápida (10 Hz), para medir de manera directa las emisiones a la atmósfera de compuestos orgánicos volátiles (COVs) y dióxido de carbono (CO2) de todo un distrito residencial de la Ciudad de México, donde la composición y rugosidad de la superficie es heterogénea, así como también la distribución de las fuentes de emisión. Con el objetivo de confirmar la viabilidad y representatividad de las mediciones del 2003 en términos de magnitud, composición y distribución diurna de las emisiones, así como de evaluar el inventario de emisiones más reciente de la Ciudad de México, se instaló un segundo sistema de flujos en un sitio diferente de la ciudad como parte de la campaña MCMA-2006 del proyecto MILAGRO (ver Figura 1). Este sistema se instaló en las oficinas centrales del Sistema de Monitoreo Atmosférico del GDF (SIMAT) en la colonia Escandón, área de la ciudad caracterizada por una intensa actividad comercial y tráfico vehicular.Tanto en el 2003 como en el 2006 se midieron flujos de olefinas y CO2 empleando la técnica de EC y un Sensor Rápido de Isopreno (FIS, por sus siglas en inglés) calibrado con propileno y un Analizador de Gases por Infrarrojo de Trayectoria Abierta (IRGA, por sus siglas en inglés), respectivamente. Se midieron también flujos de tolueno, benceno, metanol y C2-bencenos usando un Espectrómetro de Masas por Reacción de Transferencia de Protones (PTR-MS, por sus siglas en inglés) y la técnica de covarianza turbulenta disjunta (DEC), técnica similar a EC pero para sensores de menor rapidez de respuesta (~ 1 s). En el 2006 se aumentó el número de especies medidas de COVs mediante el uso de un sistema de Acumulación por Turbulencia Disjunta (DEA, por sus siglas en inglés). Este sistema colecta un par de muestras de aire en función de la dirección e intensidad de la componente vertical del viento, que después se analizan por instrumentos de respuesta no continua, tales como cromatografía de gases con detección por ionización de flama (GC-FID, por sus siglas en inglés).En ambos estudios se encontró que la Ciudad de México es siempre una fuente de emisión de CO2 y COVs. Los perfiles diurnos de emisión fueron similares, pero los flujos medidos en el 2006 presentaron magnitudes mayores. Esta diferencia se debió a las diferentes características de los sitios monitoreados, más que a un incremento en las emisiones en un periodo de tres años. Los perfiles diurnos de los flujos de COVs y CO2 presentaron características claras de emisiones de origen antropogénico, en particular de emisiones provenientes del tráfico vehicular. Los flujos de CO2 y olefinas fueron consistentemente superiores en días entre semana que en domingos y días festivos como resultado del incremento del tráfico vehicular.

Además de las fuentes móviles los flujos de tolueno y metanol presentaron influencia de otras fuentes de emisión. Las mediciones del 2006 fueron influenciadas por la aplicación de una resina a las banquetas cercanas al lugar de monitoreo por trabajadores del departamento de mantenimiento de la delegación. Los flujos de benceno presentaron una correlación fuerte y constante con los flujos de CO2 con valores similares a los observados por el laboratorio móvil de Aerodyne en mediciones de emisiones vehiculares en condiciones reales de manejo. En contraste, la correlación entre los flujos de tolueno y CO2 fue muy variable durante el día. Durante la aplicación de esta resina (10 – 17 h) el cociente entre los flujos de tolueno y los de benceno y CO2 fueron 1.7 y 1.9 mayores, respectivamente, que durante el resto del día.Aunque el método de DEA no es tan preciso como otras técnicas micrometeorológicas usadas, es una manera práctica de medir directamente los flujos de especies químicas que no pueden ser medidas por sensores de respuesta rápida, sin tener que depender en parámetros empíricos o factores de escalamiento. De acuerdo a nuestro conocimiento, en estas mediciones se usó por vez primera el método de DEA para medir flujos turbulentos en un área urbana. Se encontró que los flujos de alcanos fueron los flujos dominantes de COVs, lo cual es consistente con las mediciones de concentraciones ambiente disponibles y el inventario de emisiones local. Entre las 20 especies de COVs que registraron los mayores flujos durante el día, 11 fueron alcanos, 5 aromáticos y 2 olefinas, completándolos un alquino y un COV oxigenado. Sin embargo, en términos de reactividad con el radical OH, los flujos de olefinas fueron los de mayor relevancia. Los flujos de COVs y CO2 medidos por EC y DEC se compararon con las emisiones reportadas en el inventario de emisiones 2006 desarrollado por las autoridades locales con fines de modelación numérica de la calidad del aire. Este inventario de emisiones abarca toda el área metropolitana en celdas de 1 km2 incluyendo más de 500 especies de COVs emitidas por fuentes móviles, de área y puntuales. En la comparación sólo se consideraron las emisiones de las celdas coincidentes con el área alcanzada por las mediciones de la torre de flujos. En promedio esta área fue de 7.6 km2, con máximo de 12.6 km2 en la noche y mínimo de 1.5 km2 durante la tarde. La comparación reportó una concordancia satisfactoria, como puede observarse en el caso de los flujos de olefinas en la Figura 2. Las emisiones de olefinas pronosticadas por el inventario de emisiones son ligeramente superiores que los flujos medidos durante todo el transcurso del día, pero siempre dentro de la variabilidad esperada de las mediciones, definida por el rango de ±1 desviación estándar. El mismo patrón fue observado entre los flujos pronosticados y medidos de CO2. Las emisiones pronosticadas de tolueno fueron 65% superiores que el promedio de los flujos medidos, pero coincidiendo siempre con el límite superior de la variabilidad esperada, opuesto a las emisiones pronosticadas de metanol que siempre coincidieron con el límite inferior. La mayor diferencia se observó en las emisiones pronosticadas de C2-bencenos, las cuales fueron 2 veces superiores que el promedio de los flujos medidos. A pesar de que nuestras mediciones sólo cubrieron una pequeña fracción de todas las especies de COVs, los resultados de las comparaciones sugieren que las emisiones reportadas en el inventario de emisiones son esencialmente correctas. De manera colateral se midieron también flujos de aerosoles y energía. Se utilizó un Espectrómetro de Masas de Aerosoles con Cuadrupolo (AMS, por sus siglas en inglés) para medir de manera alternada cada 30 minutos concentraciones y flujos de aerosoles de nitratos, sulfatos y orgánicos con tamaño menor a 1 μm. Los resultados preliminares revelan que la superficie urbana es una fuente de emisión importante de aerosoles orgánicos, pero no de nitratos, cuyos flujos fueron negativos durante el día, indicando deposición en lugar de emisión. Es muy posible que esta deposición se deba a la partición de la fase particulada de NH4NO3 a gas en la parte superior de la atmósfera urbana. Los flujos de sulfato fueron muy cercanos a cero, sugiriendo una emisión casi nula de ellos durante el transcurso del día.

Mediciones de Flujos de Gases y Aerosoles Contaminantes por Covarianza Turbulenta en un Área Urbana: Una Nueva Herramienta para Evaluar Inventarios de Emisiones

Contribución de Erik Velasco (MCE2)

Fig. 1. Torre de Flujos insta-lada en las oficinas centrales de SIMAT cerca del centro de la ciudad durante marzo del 2006.



Respecto a los flujos de energía, se midieron flujos de calor sensible (Qh) y latente (Qe) por la técnica de EC, y de radiación total (Q*) empleando un radiómetro. El balance energético se completó a través del cálculo del calor almacenado en las construcciones y superficie urbana (ΔQs) mediante el residuo de la radiación total y los otros dos componentes de energía medidos (ΔQs = Q* - (Qh + Qe)). Se encontró que durante el día (Q* >0) ΔQs representa 50% de Q*, Qh 37% y Qe 13%. Esta distribución es similar a distribuciones observadas en otras áreas urbanas altamente pobladas.En resumen, las mediciones del 2006 confirmaron la representatividad de los flujos medidos en el 2003, y volvieron a demostrar la viabilidad de las técnicas de EC, DEC y DEA para medir flujos de gases traza y aerosoles en áreas urbanas. La capacidad para evaluar inventarios de emisiones hace de estas técnicas una herramienta muy valiosa dentro de la gestión de la calidad del aire.

A pesar de que las mediciones de la Campaña MCMA-2006 se realizaron en una zona específica de la ciudad y no se consideraron todas las emisiones de COVs, coincidieron con los resultados de MCMA-2003, en donde se sugiere que las emisiones calculadas por las autoridades locales son, en principio, correctas para algunas especies, aun cuando deben corregirse en cantidades de 0.46 y hasta 3.7 en casos extremos. Sin embargo, consideramos que las discrepancias observadas con el inventario de emisiones no son suficientes para explicar el nivel de incertidumbre no resuelto para ajustar los resultados de la modelación fotoquímica con las observaciones, por lo que se sugiere que otros aspectos de la química atmosférica urbana deben ser analizados.

Colaboradores.Molina Center para Energía y el Ambiente (MCE2): Erik Velasco y Luisa T. Molina.Universidad Estatal de Washington (WSU): Brian Lamb, Rasa Grivicke, Shelley

Pressley, Eugene Allwine, Tom Jobson, Hal Westberg y Teresa Coons.Universidad de Colorado (UC): José Jiménez.Centro de Ecología e Hidrología del Reino Unido (CEH): Eiko Nemitz.Laboratorio Nacional del Pacifico Noroeste (PNNL): Liz AlexanderAerodyne Research: Doug WorsnopSistema de Monitoreo Atmosférico del Gobierno del Distrito Federal (SIMAT): Rafael

Ramos y Francisco Hernández.

Fig. 2. Perfiles diurnos de los flujos de olefinas medidos en 2003 y 2006 en Iztapalapa y la colonia Escandón, respectivamente. También se muestran las emisiones reportadas en el inventario de emisiones local. La sombra gris indica ±1 desviación estándar del promedio de los flujos medidos en el 2006.

Contribución de Agustín García-Reynoso y Sergio Monroy Avendaño (UNAM-CCA)El Popocatépetl es un volcán activo que emite bióxido de azufre (SO2) y que se encuentra cercano a la Ciudad de México. Las emisiones del volcán tienen un impacto sobre la calidad del aire de forma regional. En este trabajo se evalúa su influencia sobre las concentraciones ambientales en la Zona Metropolitana del Valle de México (ZMVM).

Durante marzo del 2006 se midieron las emisiones producidas por el volcán utilizando espectrómetros en infrarrojo (Basaldud, 2007). Para calcular la dispersión e interacción de las emisiones del volcán se utilizó el Multiscale Climate Chemistry Model (MCCM) que es un modelo que acopla la meteorología y la química atmosférica (Grell et al., 2000). Con el objeto de realizar una evaluación preliminar las modelaciones comprendieron el mes de abril de 2003, empleándose una estrategia de tres dominios anidados; el más interno con las dimensiones de 51 x 62 celdas de 3 kilómetros de lado. Con el fin de evaluar el impacto del volcán se consideró una emisión constante con un valor de 12,600 kg/hr durante todo el tiempo de modelación, la cual se distribuyó de forma homogénea en una columna de 90 metros sobre el pico del volcán.Los resultados mostraron que durante todo el periodo de modelación (1- 30 abril) solamente en una ocasión, el día 6 por la tarde (13:00 a 16:00 hrs), los vientos llevaron las emisiones del volcán y sus productos hacia la Zona Metropolitana del Valle de México. La Figura 1 muestra como las emisiones pueden llegar al valle de Cuernavaca y a la ZMVM. Considerando una emisión constante durante todo el período de modelación, se observó que durante un día del mes de abril se pudo haber tenido una influencia del volcán en las concentraciones de SO2 y de partículas en la ciudad. Para realizar una evaluación más detallada es necesario considerar que las emisiones del volcán varían con el tiempo y que se introducen a la atmósfera en alturas diferentes, dependiendo de la emisión. Adicionalmente es esencial comparar los resultados del modelo con mediciones para poder usar los resultados de las modelaciones en diferentes estudios de impacto en la región.Referencias.Basaldud, Roberto & Michel Grutter, Personal communications.Grell, G.A. et al., Application of a multiscale, coupled MM5/Chemistry model to the

complex terrain of the VOLTAP valley campaign. Atmospheric Environment 34, 1435-1453, 2000.

Evaluación Preliminar de las Emisiones de SO2 del Popocatépetl en la ZMVM

Fig 1. El impacto de las emisiones del volcán sobre la ZMVM (vista desde arriba). SO2 (azul), sulfatos (amarillo), aerosoles finos (verde) y aerosoles (naranja).Fig 2. Vista desde el sur de las emisiones del volcán (6 de abril, 15:00 hr)

Fig 3. Vista del oeste de las emisiones del volcán

1 2

El jeepney, vehículo altamente contaminante, circulando en la ciudad de Manila (Feb 2007)



La contaminación antropogénica del aire constituye un problema serio y progresivo para la salud de la población, la agricultura, y el clima global. El material orgánico (OM, por sus siglas en inglés) contribuye ~ 20-50% al total de la masa de aerosoles finos en latitudes medias continentales. A pesar de que el OM comprende una fracción significativa de la concentración de PM2.5 a nivel global, ha sido difícil cuantificar las contribuciones de aerosoles orgánicos primarios y secundarios. En este estudio se incluyen nuevos módulos de aerosoles primarios y secundarios (SOA) al modelo tridimensional de transporte químico PMCAMx (Gaydos et al., 2007) para ser utilizado con el mecanismo químico SAPRC99 (Carter, 2000; ENVIRON, 2006) basado en estudios recientes en cámaras de smog (Robinson et al., 2007). El enfoque del nuevo marco de modelación esta basado en el conjunto-base de volatilidad (Lane et al., 2007): ambos componentes orgánicos, primarios y secundarios se consideran como componentes semivolátiles y fotoquímicamente reactivos. Asimismo, se encuentran distribuidos en conjuntos logarítmicos en función de su volatilidad. El inventario de emisiones usado inicialmente fue el inventario oficial MCMA 2004 (CAM, 2006). Este inventario fue modificado para distribuir las emisiones primarias de aerosoles orgánicos (POA) de acuerdo a su volatilidad con base en experimentos de dilución (Robinson et al., 2007). El modelo químico de transporte tridimensional PMCAMx se utilizó para simular las concentraciones de contaminantes en la Zona Metropolitana del Valle de México. El periodo de simulación fue del 12 al 16 de abril del 2003. El dominio de modelación abarcó una región de 156x156x6 con celdas de 3x3 km. Las predicciones del modelo se compararon con las observaciones hechas durante la Campaña MCMA 2003 con un Electrómetro de Masas de Aerosoles (AMS) de Aerodyne.Partición de las emisiones primarias: En este nuevo enfoque el modelo PMCAMx contabiliza la partición de partícula a gas de los POA. El inventario de emisiones se modificó en cuanto a las fuentes de POA para incluir la distribución de volatilidad mostrada en la Fig. 1. Esto se hizo multiplicando las emisiones de POA en el inventario por las fracciones de masa representadas por la altura de las barras en la Fig. 1. Así se obtuvieron las emisiones de las nueve especies condensables para cada una de las celdas del inventario. El modelo PMCAMx modificado particiona las emisiones primarias mediante el mismo módulo utilizado para calcular la partición de cualquier especie orgánica semivolátil. Para la simulación presentada aquí, el modelo asume que las fases de gas y partículas se encuentran en equilibrio.Modelación de los Aerosoles Orgánicos Secundarios: Un nuevo marco de modelación se utilizó en el enfoque conjunto-base de volatilidad para los SOA en lugar del enfoque de dos productos utilizados en los modelos existentes (Lane et al., 2007a). El módulo de SOA en PMCAMx ha sido actualizado para incluir los

campos de probabilidad mayores donde suceden las reacciones en los aerosoles antropogénicos con base en resultados recientes de experimentos en cámaras de smog (Robinson et al., 2007), y de campos de probabilidad de reacción de los SOA para NOX (Lane et al., 2007b).

Envejecimiento de las Reacciones: En este

nuevo enfoque, los POA y SOA son considerados químicamente reactivos. El envejecimiento se modela en base a la reacción en fase gas de OH con una velocidad constante de 4 x10-11 cm3 molec-1 s-1. Se asume que cada reacción reduce la volatilidad del material vaporizado en una orden de magnitud (i.e., cambiando el material de C* de 100 a 10 µg m-3), con un pequeño incremento en la masa (7.5%) para considerar el oxígeno adicionado.Las predicciones de modelo son comparadas con las mediciones del Espectrómetro de Masas de Aerosoles de Aerodyne (AMS) durante la Campaña MCMA 2003. La comparación de los perfiles diurnos de masa orgánica mostró resultados prometedores. Existe una pequeña parte faltante durante las horas de tráfico pico en la mañana y una ligera sobre-predicción durante la tarde. De acuerdo al modelo las relativamente altas concentraciones de fondo indican la importancia de las condiciones de frontera alrededor de la Ciudad de México. Por lo cual se sugiere expandir el dominio de modelación en futuras aplicaciones para eliminar los efectos de las fronteras. El nuevo enfoque indica que la volatilidad de los aerosoles es importante, lo cual sugiere que en vez de medir factores fijos de emisiones de POA, se debería medir la distribución de volatilidad de las emisiones.

Referencias.Carter, W.P.L., 2000. Programs and Files Implementing the SAPRC-99 Mechanism

and its Associates Emissions Processing Procedures for Models-3 and Other Regional Models. January 31, 2000. http://pah.cert.ucr.edu/~carter/SAPRC99.htm.

Gaydos, T.M.; Pinder, R.W.; Koo, B.; Fahey, K.M.; Pandis, S.N., 2007. Development and application of a three-dimensional aerosol chemical transport model, PMCAMx. Atmospheric Environment 41, 2594-2611.

Lane, T.E.; Donahue, N.M.; Pandis, S.N. 2007a. Simulating Secondary Organic Aerosol Formation using the Votality Basis-Set Approach in a Chemical Transport Model, Atmospheric Environment, submitted.

Lane, T.E.; Donahue, N.M; Pandis S.N. 2007b. Effect of NOX on Secondary Organic Aerosol Concentrations, Environmental Science and Technology, submitted.

Robinson, A.L.; Donahue, N.M.; Shrivastava, M.K.; Weitkamp, E.A.; Sage, A.M.; Grieshop, A.P.; Lane, T.E.; Pandis, S.N.; Pierce, J.R., 2007. Rethinking organic aerosols: semivolatile emissions and photochemical aging. Science 315, 1259-1262.

1 Depto. de Ingeniería Química, Universidad de Patras, Grecia2 MCE2 y MIT

Evaluación del Conjunto-Base de Volatilidad para modelar Aerosoles Orgánicos Primarios y Secundarios en la Zona Metropolitana del Valle de México Contribución de Alexandra P. Tsimpidi1, Vlassis A. Karydis1, Miguel Zavala2, Wenfang Lei2, Luisa T. Molina2, Spyros N. Pandis1

Figura 1: Distribución de volatilidad para POA de diesel medido a 300 K. Las barras rojas indican la distribución de volatilidad de emisiones de POA no volátiles definidas de manera tradicional, por lo que suman uno. Las barras con rayas muestran la distribución de volatilidad de emisiones IVOC adicionales, con la suposición de que constituyen 1.5 veces las emisiones de POA (Robinson et al., 2007).

Figura 2: Comparación de los perfiles diurnos de las partículas finas orgánicas modeladas y medidas durante la Campaña MCMA-2003 del 12 al 16 de abril del 2003. También se presentan las contribuciones pronosticadas por tipo de origen de las partículas orgánicas.

Time of day (hr)



En la Ciudad de México los vehículos emiten el 50% de las emisiones totales de formaldehído (HCHO), porcentaje superior al observado en ciudades de Estados Unidos, y asimismo contribuyen fuertemente en las concentraciones ambientales de varias decenas de ppbs. El formaldehído es una fuente importante de radicales, que influye significativamente en la química atmosférica. En este trabajo se examinan los impactos de las emisiones de HCHO en sus concentraciones ambiente y de radicales, en la producción de ozono, y en los procesos de iniciación, propagación y término de los mismos radicales. Para ello se utilizó el modelo químico de transporte CAMx. Las concentraciones modeladas de HCHO fueron comparadas con mediciones de la campaña MCMA-2003 (Fig. 1), mientras que la partición modelada entre las fuentes primarias y secundarias se comparó con resultados de estudios previos. Otras fuentes de radicales, tales como fuentes heterogéneas de HONO en la mañana, fueron cuidadosamente consideradas o restringidas a partir de las mediciones disponibles.

Tabla 1. Contribuciones porcentuales de HCHO primario a diferente radicalesTime 7-9 9-13 13-15 15-19 daily[HO2], % 12 35 25 13 16[OH], % 7 18 8 4 9New_HO2, % 19 28 13 11 19

Los resultados preliminares sugieren que el HCHO primario influye significativamente en las concentraciones y producción de radicales (ver Tabla 1). El efecto más obvio ocurre en la mañana y primeras horas de la tarde (hasta 35% en [HO2] y 18% en [HO]), contribuyendo hasta 20% en el pico de [HO2]. Se ha encontrado también que el HCHO primario modifica significativamente los procesos de inicio, propagación y conclusión de los radicales (Fig 2)

Es de esperarse un impacto significativo del HCHO primario en la producción de ozono a causa del efecto del HCHO en la formación de radicales. La Fig. 3 muestra como el HCHO primario incrementa la concentración de ozono a nivel de superficie entre 4 y 19%. Aún más importante, incrementa el pico de ozono en promedio 8%. Este incremento es más evidente en las estaciones de monitoreo donde se registran los mayores niveles de ozono. En conclusión, el HCHO primario impacta significativamente la fotoquímica que ocurre temprano durante el día, los picos de ozono y los niveles de radicales en las primeras horas de la tarde.

Colaboradores.W.F. Lei, M. Zavala y L.T. Molina (MCE2/MIT), B. de Foy (MCE2/SLU). R. Volkamer (MIT/UC) y M. J. Molina (MIT/UCSD).

Impacto de las Emisiones de Forlmadehído en la Química Atmosférica de la Ciudad de MéxicoContribución de Wenfang Lei (MIT/MCE2)

Fig. 1. Concentraciones de HCHO modeladas (azul) y medidas por DOAS (rojo) en el supersitio del CENICA.

Fig. 2. Diagrama con los cambios porcentuales en los flujos de radicales debidos al HCHO primario en el mecanismo SPARC99. (OLE - Olefinas)

Fig. 3. Efectos del HCHO primario en las concentraciones de O3 a nivel de superficie en la zona urbana de la Ciudad de México. Las líneas rojas corresponden a simulaciones incluyendo las emisiones de HCHO, mientras que las líneas verdes no las incluyen. La línea negra corresponde a las observaciones. El panel de la izquierda presenta las concentraciones de O3 durante la mañana y tarde del episodio analizado El panel de la derecha presenta las series de tiempo de O3.

¿Cuál es el Futuro de las Emisiones de Fuentes Móviles?Contribución de Miguel ZavalaActualmente, la mayoría de los vehículos operan bajo el mismo fundamento desarrollado hace más de 120 años que consiste en un chasis externo propulsado por un motor de combustión interna. Las tecnologías alternativas todavía no han sido introducidas de manera masiva en nuestras sociedades modernas. Sin embargo, durante las últimas décadas las fuerzas del mercado tales como la seguridad, velocidad de manejo, ahorro de combustible y, de manera más reciente, la conciencia de los impactos negativos provenientes de fuentes móviles hacia el ambiente, han moldeado drásticamente el desarrollo de tecnologías vehiculares así como la correspondiente infraestructura requerida para satisfacer nuestras necesidades de transportación.Desde una perspectiva ambiental, existen diversos factores que ejercen una marcada influencia sobre los cambios en los niveles totales de emisiones provenientes de las fuentes móviles en una zona urbana. Los cambios en la tecnología vehicular, la introducción de dispositivos para controlar las emisiones y los cambios en las tasas de motorización y deterioro, son algunos de los factores predominantes que influyen la intensidad y las tendencias de las emisiones en una ciudad. Sin embargo, no todo depende de la tecnología. Existen otros factores indirectos pero importantes tales como la prevalencia del uso del transporte público y los niveles de congestión vehicular (los cuales se encuentran ligados al desarrollo de infraestructura urbana), que contribuyen a los niveles de emisiones. Además, las estrategias de control de emisiones basadas en la adaptación de políticas tales como la planeación del uso de suelo y la introducción de incentivos económicos son algunas veces implementados por los gobiernos preocupados por esta problemática. Hoy en día es claro que tanto la tecnología como las estrategias políticas deben ser implementadas de manera simultánea. Al final, los cambios en las emisiones se reflejan (aunque no necesariamente de manera lineal) en la reducción o incremento de los niveles de contaminación en una zona urbana.En décadas recientes los factores de emisión (definidos como la masa de contaminante emitido por masa de combustible consumido) para vehículos nuevos se han reducido

Time (CDT)



significativamente. Estudios recientes muestran que existe evidencia de reducciones detectables en los niveles de emisiones de algunos contaminantes provenientes de fuentes móviles en ciudades de Estados Unidos (Ban-Weiss et al., 2007; Pokharel et al., 2003). La mejora en las tecnologías de control de emisiones y durabilidad del vehículo también han resultado en una disminución de la tasa de incremento de las emisiones en vehículos conforme van “envejeciendo”. Sin embargo, las emisiones de aquellos vehículos que no tienen dispositivos para controlar las emisiones o que los tienen defectuosos (tales vehículos se denominan “altos emisores”), típicamente contribuyen de manera desproporcionada a la carga total de las emisiones provenientes de la flota vehicular. Para combatir este problema, en muchas zonas urbanas se han implementado programas de inspección y mantenimiento (I/M) con el objeto de identificar y controlar a los vehículos altos emisores. Sin embargo, algunos programas I/M han experimentado dificultades para reducir el número de altos emisores. Por ejemplo, muchos vehículos que no pasan el examen no son examinados nuevamente y otros ni siquiera se presentan para las pruebas iniciales. Además, existen incidentes de soborno, reparaciones temporales de vehículos, alteraciones o manipulaciones y otros métodos para esquivar los requisitos del programa.Debido a que los estándares de control de las emisiones se han vuelto más rigurosos y el precio de la gasolina continua elevándose, es muy probable que la introducción de fuentes alternativas de energía así como mayores avances en la tecnología y equipos de control de emisiones vehiculares, continúen ayudando a reducir los impactos de las emisiones de fuentes móviles. Sin embargo, en muchas regiones del mundo los niveles de urbanización y motorización se encuentran en rápido crecimiento, lo cual no permite sacar provecho de los beneficios de las reducciones obtenidas a través de los avances tecnológicos. La gran mayoría de los países en desarrollo con tasas crecientes de urbanización también se enfrentan a la tremenda presión que existe por mitigar la pobreza, las enfermedades, mejorar las oportunidades educativas de la población, y la disponibilidad limitada de recursos para el manejo adecuado de sus recursos naturales, entre otras cuestiones.Por lo anterior, es necesario preguntarse:¿Qué tan efectivamente se han permeado los conocimientos y las experiencias ganadas de la implementación de estrategias de control, tanto las basadas en tecnología como en aquellas basadas en el desarrollo de políticas, dentro de los países en desarrollo? En tales casos, la implementación de estrategias de desarrollo de políticas (no necesariamente basadas en cambios tecnológicos) tales como la planeación del uso de suelo, los incentivos para diseñar e introducir sistemas de transporte publico más eficientes y más limpios, y el desarrollo de infraestructura urbana, entre otros, pueden tener un impacto positivo mucho mayor para mitigar la contaminación del aire. Las grandes economías emergentes tales como China e India tienen una oportunidad única e histórica para aprender de los errores y de los casos de éxito en lo que se refiere a la lucha contra la contaminación del aire. Finalmente, es preciso llevar a cabo actividades de investigación para cuantificar y comprender los cambios en las emisiones en las zonas urbanas como resultado de la aplicación de estrategias de control. Esto permitiría evaluar e incluso modificar las estrategias de calidad del control de aire. Para lograr esto se necesitan urgentemente campañas continuas de medición enfocadas específicamente a las fuentes de emisores móviles así como el desarrollo (y/o expansión) de redes de monitoreo continuo en zonas urbanas.

Referencias Ban-Weiss, G. A., McLaughlin, J. P., Harley, R. A., Lunden, M. M., Kirchstetter,

T. W., Kean, A. J., Strawa, A. W., Stevenson, E. D., and Kendall, G. R., Long-term changes in emissions of nitrogen oxides and particulate matter from on-road gasoline and diesel vehicles: Atmospheric Environment, 2007.

Pokharel, S. S., Bishop, G. A., Stedman, D. H., and Slott, R., Emissions Reductions as a Result of Automobile Improvement: Environmental Science & Technology, 37, 5097-5101, 2003.

Avances en los Modelos de Formación del OzonoContribución de Jihee Song y Wenfang Lei (MCE2/MIT)La alta producción fotoquímica de ozono (O3) en la Ciudad de México se debe a las grandes emisiones de NOX y COVs que funcionan como fuentes para los radicales, que a su vez son la fuerza motriz detrás de las actividades fotoquímicas en áreas urbanas. Tanto las mediciones de la Campaña MCMA-2003, así como los resultados de los modelos fotoquímicos sugieren que la producción de O3 dentro de la ciudad está limitada por COVs durante los periodos de actividad fotoquímica y que depende en menor escala de las condiciones meteorológicas (Lei et al., 2007; 2008). La tasa de producción de O3 depende de la tasa de producción de radicales, lo cual se atribuye no solo a la fotólisis de O3 y formaldehído, sino también a las reacciones químicas entre alcanos y O3, y a las fuentes heterogéneas de HONO (Volkamer et al., 2007; Sheehy et al., 2008). La sensibilidad en la formación del ozono tiene implicaciones políticas importantes.

Concentraciones de O3 a nivel de superficie para escenarios con diferentes reducciones en las emisiones de la ZMVM bajo diferentes condiciones meteorológicas identificadas durante la Campaña MCMA-2003. 0.5 NOX denota una reducción del 50% en las emisiones de NOX, 0.5 COV denota una reducción del 50% en las emisiones de COV, y 0.5 TOTAL denota el 50% de las reducciones tanto en emisiones de NOX como de COVs (Lei et al., 2008).

Los estudios iniciados durante la Campaña MCMA-2003 sobre la formación de ozono se han continuado con la incorporación de los datos obtenidos durante la Campaña MILAGRO/MCMA-2006 (Song et al., 2007). Los resultados preliminares utilizando el modelo 3-D CAMx indican que durante las horas pico de ozono, la formación de ozono en la ZMVM está limitada por COVs, lo cual es consistente con los resultados de MCMA-2003. Se espera que actualizar tanto el modulo de meteorología del modelo mediante la asimilación de datos meteorológicos medidos, así como el inventario de emisiones (ver artículos relacionados) servirá de complemento para este estudio.Debido a que las fuentes móviles emiten la mayor parte de los contaminantes precursores de ozono en la ZMVM, los inventarios de emisiones anteriores se habían enfocado principalmente en las emisiones antropogénicas dentro del área urbana. Sin embargo, las mejoras en los pronósticos sobre la formación de ozono dependen fuertemente en la estimación correcta de las emisiones de fuentes tanto de origen antropogénico como biogénico. También, las emisiones de la vegetación son importantes al considerar la formación del ozono a nivel regional. Actualmente estamos trabajando en mejorar el inventario de emisiones biogénicas utilizando el Modelo de Emisiones para Gases y Aerosoles de la Naturaleza (MEGAN, por sus siglas en inglés), para fusionarlo posteriormente con el recién publicado inventario de emisiones MCMA-2006 por las autoridades locales, y luego incorporarlo dentro de un dominio a escala regional mayor. Este inventario de emisiones también incluirá emisiones provenientes del polvo y quema de biomasa.

Referencias.Lei, W., et. al. Characterizing ozone production in the Mexico City Metropolitan Area: a case

study using a chemical transport model, Atmos. Chem. Phys., 7, 1347-1366, 2007. Lei, W., et. al. Characterizing ozone production and response and their evolution under different

meteorological conditions in Mexico City, in preparation for the submission to Atmos. Chem. Phys., 2008.

Sheehy, P.et. al. Oxidative capacity of the Mexico City atmosphere - Part 2: A ROx radical cycling perspective. Submitted to Atmos. Chem. Phys. Discuss, 2008.

Song, J. et al., Improving our understanding of the relationships between ozone formation and ozone precursors from the MILAGRO field study, poster presentation at the AGU Fall Meeting, 2007.

Volkamer, R., P. Sheehy, L.T. Molina, M.J. Molina. Oxidative capacity of the Mexico City atmosphere – Part 1: A radical source perspective, Atmos. Chem. Phys. Discuss., 7, 5365-5412, 2007.

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El laboratorio móvil Aerodyne Research, Inc. (ARI) se utilizó como apoyo a la Campaña MCMA-2006/MAX-Mex/MILAGRO. El equipo de científicos que realizó las mediciones estuvo conformado por Eduardo Deustúa Salazar del Instituto Nacional de Ecologia (INE); Scott Herndon (ARI); Berk Knighton de la Universdidad Estatal de Montana; Chuck Kolb (ARI); Francisco Guardado López (INE); Claudio Mazzoleni de el Laboratorio Nacional de Los Alamos (LANL); Tim Onasch (ARI); Bob Seila de la Agencia de Protección del Ambiente de EE.UU.; Dwight Thornhill del Instituto Politécnico de Virginia (VT) y el Molina Center para Energía y Medio Ambiente (MCE2); Ezra Wood (ARI); Doug Worsnop (ARI); y Miguel Zavala del Instituto Tecnológico de Massachusetts y el MCE2. Los sitios de muestreo donde se colocó el laboratorio móvil fueron seleccionados en base a experiencias de campañas previas contando con el gran apoyo logístico de Rafael Ramos Villegas del SIMAT, (ahora con la Fundación Clinton). Las decisiones específicas de cuando llevar el laboratorio móvil a cada sitio de muestreo se tomaron en consenso con el equipo de modeladores de la campaña, Benjamin de Foy (MCE2) y Jerome Fast del Laboratorio Nacional del Pacifico Noroeste y con la asesoría de Sasha Madronich del Centro Nacional de Investigación Atmosférica, y de Luisa T. Molina (MCE2).

El análisis de los datos colectados con el laboratorio móvil de ARI durante la campaña MCMA-2006/MAX-Mex/MILAGRO ha sido analizado desde diversos puntos, cada uno produciendo resultados preliminares de bastante interés. En nuestro grupo hemos investigado los efectos de los procesos fotoquímicos en la formación de aerosoles finos orgánicos secundarios dentro de la pluma urbana de contaminantes en diversos sitios de la ciudad. Esto ha requerido la evaluación de especies precursoras, tales como los compuestos orgánicos volátiles, y de su relación con las observaciones de productos fotoquímicos en fase gas, tales como O3 (y NO2) y los aerosoles orgánicos oxigenados. Todos los sitios en los que el laboratorio móvil colectó datos están siendo usados para determinar la correlación entre los compuestos precursores y los compuestos secundarios. Se ha elaborado un artículo que detalla el análisis de las observaciones mostradas en la figura.

Un segundo análisis incluye la evolución del hollín emitido por fuentes primarias en la atmósfera de la Ciudad de México. En el supersitio urbano T0, se reconfiguró un sistema de muestreo para permitir que el Espectrómetro de Masas de Tiempo-de-Vuelo (TOFAMS) y el Medidor de Partícula por Escaneo de Movilidad (SMPS) muestrearan de manera alternada la distribución del tamaño de las partículas en la atmósfera antes (polidispersión) y después (monodispersión) de pasar a través de un Analizador de Movilidad Diferencial (DMA). Con la asesoría de Jay Slowik del Colegio de Boston (ahora en la Universidad de Toronto), Tim Onasch (ARI) utilizó este experimento para determinar que las emisiones primarias de hollín (de fuentes como los camiones diesel) están compuestas inicialmente de partículas fractales pero que en el lapso de una hora los procesos atmosféricos de la Ciudad de México las tornan más esféricas. La medición de las partículas recubiertas por hidrocarburos poliaromáticos (PAH) proporcionadas por Linsey Marr (VT) han sido integradas con las otras mediciones, sugiriendo que las emisiones de hollín son rápidamente cubiertas por productos de oxidación fotoquímica, elevando la masa promedio por partícula y haciendo que la superficie de la partícula sea más activa en lo que se refiere a su absorción de agua.

En un tercer análisis las mediciones del laboratorio móvil han sido empleadas para determinar las tasas de emisión de contaminantes provenientes de avenidas y sus alrededores. Tradicionalmente, en campañas anteriores el trabajo realizado sobre fuentes móviles se había enfocado en obtener factores de emisión por tipo de combustible para diferentes condiciones de manejo, determinando el incremento en los niveles CO2 como trazador de la pluma emitida por los escapes de los vehículos. Sin embargo, el largo tiempo de vida que tiene el CO2 en la atmósfera, su alta concentración de fondo, y su participación en los procesos de respiración en la biosfera, limitan su utilidad como trazador de la dilución de la pluma urbana en otras plataformas de medición empleadas en la campaña MILAGRO. Típicamente el CO es un mejor trazador de emisiones urbanas, ya que tiene un tiempo de vida atmosférico más corto y presenta menores niveles de fondo que el CO2. Sin embargo, uno de los retos principales que presenta el CO como trazador de emisiones vehiculares es que la intensidad de las emisiones no está directamente vinculada con el consumo de combustible; es decir, existen otros factores que lo afectan. Por ejemplo, los vehículos de gasolina con convertidores catalíticos en malas condiciones pueden producir emisiones elevadas de CO, mientras que los vehículos con catalizadores en buen estado oxidizan las emisiones de CO proveniente del escape y disminuyen considerablemente la intensidad de las emisiones. Aun cuando los motores diesel tienen una mayor eficiencia térmica que los de gasolina, raramente cuentan con controles de emisión, por lo que producen emisiones intensas de CO. En consecuencia, el CO no es un buen trazador de las plumas de contaminantes emitidas por los escapes de los vehículos, pero si puede ser de gran utilidad para caracterizar la mezcla de emisiones urbanas. Nuestro trabajo actual empleando las mediciones del 2006 (tanto para sitios fijos como en movimiento), se ha enfocado en relacionar las tasas de emisión de vehículos en condiciones de manejo determinadas con CO2 y las tasas de emisión de la pluma urbana determinada con CO como un trazador de procesos de combustión.

Correlación de Aerosoles Orgánicos Secundarios y OX en la Pluma de Contaminantes de una Megaciudad Contribución de Scott Herndon (ARI)

Series de tiempo de las mediciones realizadas en el sitio Pico de Tres Padres. El CO (puntos negros) y los aerosoles orgánicos primarios (gris) están altamente correlacionados. Los aerosoles orgánicos secundarios (morado) se correlacionan con el Ox (azul claro). Las dos fotografías superiores muestran la diferencia en la altura de la capa de mezclado durante la mañana y la tarde.Fuente: Herndon, S., et. al., The correlation of secondary organic aerosol with odd oxygen in a megacity outflow, Geophys. Res. Lett., enviado, 2007.

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En la vecindad de la Megaciudad de México, a 60 km al noroeste de la Ciudad de México, se localiza el Valle del Mezquital, importante región industrial y agrícola del país. En esta región se encuentra el corredor industrial Tula-Tepeji-Vito-Apasco (TTVA), complejo industrial donde se han asentado diversas industrias relacionadas con la refinación de petróleo crudo, generación de energía eléctrica, plantas productoras de cemento y minas de extracción de materiales para construcción a cielo abierto, entre otras.

El Valle del Mezquital tiene una historia larga de problemas de contaminación ambiental que se remonta a principios del siglo XX. Desde entonces y hasta la actualidad, el desarrollo económico regional ha incorporado numerosos establecimientos industriales, entre los que destacan las cementeras, las textileras, la industria química y alimenticia, entre otras. A fines de los ‘70s se pusieron en operación la refinería Miguel Hidalgo y la Termoeléctrica Francisco Pérez Ríos que, a pesar de impulsar el desarrollo económico y social de la región, también han generado una carga considerable de emisiones contaminantes a la atmósfera.

Para la caracterización física y química de los procesos de emisión, transformación y dispersión de los contaminantes atmosféricos en el corredor industrial TTVA, se realizó una campaña de monitoreo ambiental del 18 de marzo al 22 de abril de 2006. Para esto, se instrumentaron tres sitios con equipo de monitoreo de los contaminantes atmosféricos, sus especies precursoras y variables meteorológicas. Los sitios seleccionados fueron las instalaciones del Instituto Mexicano del Petróleo en Tula (IMP), ubicadas junto a la refinería Miguel Hidalgo; la Subestación Eléctrica de Jasso localizada a 5 km al Suroeste de la refinería y el Centro de Distribución de Gas LP de PEMEX en Tepeji (PXT), situado a una distancia de 15 km al Sur de la refinería. Ver Figura 1.

En las instalaciones del IMP se colocó un equipo de radiosondeo meteorológico provisto con sensores meteorológicos para la medición del perfil vertical termodinámico

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B O L E T I N - Molina Center for Energy and the EnvironmentAlejandro Estivill Castro, Director General para América del Norte (SRE) ofreció unas palabras de bienvenida a los participantes,