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Evaluaci�n de la concentraci�n de material particulado sedimentable en Fertisa Sur de Guayaquil, Octubre 2023

 

Evaluation of the concentration of sedimentable particulate matter in Fertisa Sur de Guayaquil, October 2023

 

Avalia��o da concentra��o de material particulado sediment�vel em Fertisa Sur de Guayaquil, outubro de 2023

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Correspondencia: johana_tates@outlook.com

 

Ciencias T�cnicas y Aplicadas

Art�culo de Investigaci�n

 

* Recibido: 30 de enero de 2024 *Aceptado: 22 de febrero de 2024 * Publicado: �07 de marzo de 2024

 

       I.          Universidad Agraria del Ecuador, Guayaquil, Ecuador.

     II.          Universidad Agraria del Ecuador, Guayaquil, Ecuador.

   III.          Ingeniera Agr�noma, Mag�ster en Agroecolog�a y Desarrollo Sostenible, Universidad Agraria del Ecuador, Guayaquil, Ecuador.

  IV.          Auditor en Control de Gesti�n, Contador P�blico Autorizado, Master en Contabilidad y Auditor�a Universidad Agraria del Ecuador, Guayaquil, Ecuador.

 

Resumen

El objetivo de la presente investigaci�n fue evaluar la concentraci�n de material particulado sedimentable en el sector de Fertisa, sur de la ciudad de Guayaquil, Ecuador. En donde opera el terminal portuario Fertisa. El cual se desarroll� por medio de un monitoreo usando 15 colectores pasivos en un periodo de 30 d�as. Una vez finalizado el monitoreo, se elabor� un mapa de concentraci�n por medio del software ArcMap. Los resultados mostraron un rango de concentraci�n de 0,20 mg/(cm2 30d�as) a 1,98 mg/(cm2 30d�as) siendo los puntos de mayor concentraci�n el punto P7 con 1,98 mg/(cm2 30d�as), el punto P8 cuyo valor se encontr� en 1,66 mg/(cm2 30d�as) y el punto P9 con 1,67 mg/(cm2 30d�as). En conclusi�n, el material particulado sedimentable se encontr� fuera del l�mite m�ximo permisible para material particulado sedimentable establecido en el Acuerdo Ministerial 097-A, Anexo 4 de la legislaci�n ecuatoriana.

Palabras Clave: Concentraci�n; ArcMap; material particulado sedimentable; m�todo gravim�trico.

 

Abstract

The objective of this investigation was to evaluate the concentration of sedimentable particulate material in the Fertisa sector, south of the city of Guayaquil, Ecuador. Where the Fertisa port terminal operates. Which was developed through monitoring using 15 passive collectors in a period of 30 days. Once the monitoring was completed, a concentration map was created using ArcMap software. The results showed a concentration range from 0.20 mg/(cm2 30 days) to 1.98 mg/(cm2 30 days) with the points of highest concentration being point P7 with 1.98 mg/(cm2 30 days), point P8 whose value was found at 1.66 mg/(cm2 30 days) and point P9 with 1.67 mg/(cm2 30 days). In conclusion, the settleable particulate material was found outside the maximum permissible limit for settleable particulate material established in Ministerial Agreement 097-A, Annex 4 of the Ecuadorian legislation.

Keywords: Concentration; ArcMap; settleable particulate matter; gravimetric method.

 

Resumo

O objetivo desta investiga��o foi avaliar a concentra��o de material particulado sediment�vel no setor Fertisa, ao sul da cidade de Guayaquil, Equador. Onde funciona o terminal portu�rio da Fertisa. Que foi desenvolvido atrav�s de monitoramento utilizando 15 coletores passivos em um per�odo de 30 dias. Conclu�do o monitoramento, um mapa de concentra��o foi criado utilizando o software ArcMap. Os resultados mostraram uma faixa de concentra��o de 0,20 mg/(cm2 30 dias) a 1,98 mg/(cm2 30 dias) sendo os pontos de maior concentra��o o ponto P7 com 1,98 mg/(cm2 30 dias), ponto P8 cujo valor foi encontrado em 1,66 mg/(cm2 30 dias) e ponto P9 com 1,67 mg/(cm2 30 dias). Concluindo, o material particulado sediment�vel foi encontrado fora do limite m�ximo permitido para material particulado sediment�vel estabelecido no Acordo Ministerial 097-A, Anexo 4 da legisla��o equatoriana.

Palavras-chave: Concentra��o; ArcMap; material particulado sediment�vel; m�todo gravim�trico.

 

Introducci�n

A nivel mundial, la exposici�n a la contaminaci�n del aire genera importantes efectos sobre la salud humana sobre todo en las zonas urbanas, ocasionando un aproximado de 6,5 millones de muertes prematuras anualmente (Kumar et al., 2019; Aguiar et al., 2020).

En el caso de Am�rica Latina y el Caribe, al ser una de las regiones con mayor incremento de la poblaci�n urbana se detecta el insuficiente control y seguimiento a las medidas regulatorias con el fin de mejorar la calidad del aire llegando a provocar aproximadamente 58,000 p�rdidas humanas anuales (Gouveia et al., 2021). En el Ecuador, se estima que al a�o mueren 1770 personas por enfermedades cardiacas y respiratorias (Ministerio de Salud P�blica, 2016).

Por otro lado, la medici�n de la calidad del aire en la ciudad de Guayaquil es m�nima y representa un alto costo, lo que dificulta la gesti�n de datos para posteriores mediciones (Silvera, 2018). Mientras que en la cooperativa Santiago de Rold�s del sector de Fertisa se ve influenciada por la contaminaci�n de material particulado que es provocado por las operaciones de la terminal portuaria, sobrepasando los l�mites permisibles de calidad del aire (Angulo, 2008). Adem�s de los reportes de la presencia de cierta sustancia polvorienta que afectan la calidad de vida y la salud de los habitantes (De los Caballeros, 2021).

El objetivo del presente estudio es el de evaluar la concentraci�n de material particulado sedimentable emitidos por la actividad de transporte y almacenamiento de la terminal de servicios Fertisa, sur de Guayaquil mediante m�todo gravim�trico para la determinaci�n del cumplimiento de l�mites m�ximos permisibles seg�n el Acuerdo Ministerial 097-A; mediante un monitoreo de material particulado sedimentable durante un mes, usando muestreadores pasivos en el lugar de investigaci�n; para la evaluaci�n de cumplimiento con la normativa legal vigente del Acuerdo Ministerial 097-A, anexo 4 de l�mites m�ximos permisibles, y la elaboraci�n de un mapa de concentraci�n.

1. 2. METODOLOG�A

La selecci�n de los puntos de muestreo en la cooperativa Santiago de Rold�s, sector de Fertisa, se establecieron de acuerdo a criterios de accesibilidad, seguridad, infraestructura sin obst�culos que dificulten el muestreo como arboleado y edificios (Villacr�s, 2015). Para posteriormente ser representados en un mapa por medio de georreferenciaci�n en el software ArcMap 10.3.1 utilizando la ubicaci�n del sitio de estudio en Google Earth Pro (

 

 

Figura 1).

Los puntos de monitoreo se ubicaron en un rango de 10 m. a 500 m. Tomando como punto de referencia la terminal portuaria Fertisa, teniendo un total de 15 puntos distribuidos de manera radial. (Tabla 1).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 1. Imagen satelital del �rea de estudio (Fertisa)

Fuente: Google Earth, 2023

 

 

 

 

 

Tabla 1. Coordenadas de los puntos de monitoreo

 

Fuente: elaboraci�n propia

Se llev� a cabo la recolecci�n de datos en un periodo de 30 d�as correspondiente al mes de octubre del 2021, utilizando la metodolog�a gravim�trica por medio de la colocaci�n de tubos tipo PET con filtros en su interior del envase para la medici�n del par�metro de material particulado sedimentable, siguiendo la normativa de calidad del aire (Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial de Colombia, 2008; Acuerdo Ministerial 097-A, 2015). Posteriormente se realiz� el pesaje de las part�culas insolubles determinando la diferencia del peso por el papel filtro resultante del lavado de los envases recolectores y puestos en la estufa durante 1 hora a una temperatura de 60�C.

As� mismo se procedi� a realizar el pesaje de las part�culas solubles que consisti� en el pesaje que se evapora luego de haber colocado las muestras por un lapso de 1 hora en la estufa a 60 �C. Dando como resultado la suma del pesaje en balanza anal�tica el material particulado sedimentable con la siguiente formula� (Andi y Vega, 2019):

MPS =

Donde:

MPS: Material Particulado Sedimentable expresado en mg/(cm² 30 d�as)

P₂: Refiri�ndose al pesaje del material particulado soluble (mg)

P₁: Material particulado sedimentable insoluble (mg)

A: �rea del recipiente colector (cm²)

T: Tiempo del monitoreo (30 d�as)

De acuerdo a la norma de calidad del aire ambiente del Acuerdo Ministerial� 09-7 Anexo IV (2015) se debe realizar las correcciones de las mediciones recolectadas de acuerdo con el sitio de estudio utilizando la f�rmula:

Cc = Co

Donde:

Cc: Concentraci�n corregida; Co: Concentraci�n observada

Pbl: Presi�n atmosf�rica local, en mil�metros de mercurio (mmHg)

t�C: Temperatura local, en grados cent�grados (C�).

Una vez obtenida la concentraci�n de material particulado sedimentable se evalu� con la normativa legal vigente el cual establece que la m�xima concentraci�n de la muestra es de 1 mg/(cm² 30d�as) (Acuerdo Ministerial 097-A, 2015).

Para posteriormente realizar el mapa de dispersi�n de material particulado sedimentable se utiliz� el software ArcMap 10.3.1. como forma de interpolar geogr�ficamente los datos obtenidos en el muestreo con el fin de evaluar las zonas de mayor concentraci�n y la dispersi�n de este contaminante, se desarroll� en base a la metodolog�a empleada por (Villacr�s, 2015) utilizando la herramienta de an�lisis geoestad�stico IDW (Ponderaci�n de distancia inversa) la cual ayud� con la interpolaci�n de los datos promedio de las celdas relacionadas con los puntos de estudio.

3. RESULTADOS

3.1. REALIZACI�N DE UN MUESTREO DE MATERIAL PARTICULADO SEDIMENTABLE DURANTE UN MES MEDIANTE MUESTREADORES PASIVOS

El material particulado sedimentable del sector de Fertisa se obtuvo a partir de la utilizaci�n de 15 colectores pasivos que posterior al mes de muestreo y por m�todo gravim�trico fueron pesados en laboratorio (Tabla 2).

 

Tabla 2. Material particulado sedimentable (MPS) en el periodo de 30 d�as

**: Valores no registrados

Cc MPS: Concentraci�n corregida del Material Particulado Sedimentable

Fuente: elaboraci�n propia

Durante el monitoreo, los colectores pasivos correspondientes a los puntos P2 y P11, sufrieron aver�as, por tal motivo no fue posible realizar la recolecci�n de datos de dichos puntos. En cuanto a los puntos restantes, el monitoreo se pudo llevar a cabo sin ning�n tipo de inconveniente.

Para obtener la concentraci�n de material particulado sedimentable se sum� el peso de material soluble e insoluble sobre el �rea de filtro de 103,87 cm� (Tabla 2). A la vez, se realiz� la correcci�n de la concentraci�n para material particulado sedimentable que seg�n Acuerdo Ministerial 097-A (2015)

Adem�s, se observ� el comportamiento de los par�metros meteorol�gicos durante el mes de monitoreo, los cuales fueron proporcionados por la estaci�n meteorol�gica Puerto Hondo del Instituto Nacional de Meteorolog�a e Hidrolog�a (INAMHI).

Figura 2. Temperatura media (�C) registrada durante el mes de monitoreo obtenida de la estaci�n meteorol�gica de Puerto Hondo

Fuente: elaboraci�n propia

Los datos obtenidos en Figura 2 muestran que, durante el tiempo de monitoreo se registr� una temperatura promedio de 25,01�C, una temperatura m�xima de 25,53�C y como temperatura m�nima un promedio de 24,52�C.

Figura 3. Precipitaci�n (mm) registrada durante el mes de monitoreo obtenida de la estaci�n meteorol�gica de Puerto Hondo

Fuente: elaboraci�n propia

Mientras que en la Figura 3, se presenta el par�metro meteorol�gico de la precipitaci�n, la cual se mantuvo constante, ya que corresponde a �poca seca, por ende, el valor registrado fue de 0,0 mm.

3.2. COMPARACI�N CON LA NORMATIVA LEGAL VIGENTE DEL ACUERDO MINISTERIAL 097-A, ANEXO 4 DE L�MITES M�XIMOS PERMISIBLES

Figura 4. Comparaci�n del MPS obtenido con el Acuerdo Ministerial 097-A

Fuente: elaboraci�n propia

En la Figura , se muestran los valores resultantes de los puntos de monitoreo siendo los puntos P1, P4, P5, P7, P8 y P9 est�n por encima del l�mite m�ximo permisible establecido por la norma de calidad del aire ecuatoriana, la cual indica que es de 1 mg/(cm² 30d�as). Por otro lado, los puntos de monitoreo (P7, P8, P9) representan las concentraciones altas de 1,98 mg/(cm² 30d�as), 1,66 mg/(cm² 30d�as) y 1,67 mg/(cm² 30d�as) respectivamente.

Tabla 3. An�lisis estad�stico: Prueba de T-Student para material particulado sedimentable

Fuente: elaboraci�n propia

Al realizar el an�lisis estad�stico con el t-student con un nivel de significancia de 0,05; se pudo comprobar que al ser el valor de p mayor que 0,05, se acept� la hip�tesis nula indicando que las concentraciones de MPS obtenidas en el monitoreo son iguales a 1 y sobrepasan el l�mite m�ximo permisible de la norma de calidad de aire establecida en el Acuerdo Ministerial 097-A anexo 4 (2015).

3.2. EVALUACI�N DE LA ZONA DE MAYOR CONCENTRACI�N DE MATERIAL PARTICULADO SEDIMENTABLE MEDIANTE LA ELABORACI�N DE UN MAPA DE CONCENTRACI�N.

En la Figura 5 se presenta el comportamiento resultante del material particulado sedimentable en el sector de Fertisa de acuerdo con el mes de monitoreo mediante el uso del software ArcMap con la herramienta de interpolaci�n IDW y su respectiva escala de coloraci�n roja a verde correspondientes a las zonas de mayor y menor concentraci�n.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 5. Mapa de concentraci�n de MPS en el sector de Fertisa

Fuente: elaboraci�n propia

El punto P7 con un valor de 1,98 mg/(cm² 30 d�as) , los puntos P8 y P9 ambos presentaron un valor de 1,66 mg(cm² 30 d�as) y 1,67 mg/(cm² 30 d�as) respectivamente, estas concentraciones se deben por la afluencia de veh�culos de carga pesada que por la avenida principal San Juan Don Bosco hacen su ingreso y salida del terminal portuario Fertisa, los mismos que favorecen la permanencia del material contaminante de coloraci�n negra en las zonas aleda�as.

 

4. DISCUSI�N

2. La presente investigaci�n se llev� a cabo la medici�n de la concentraci�n de material particulado sedimentable en el sector de Fertisa, sur de Guayaquil, contando con un total de 15 puntos distribuidos de forma radial utilizando la metodolog�a de tubos pasivos por un periodo de 30 d�as, los resultados indicaron que en el mes de monitoreo 6 puntos sobrepasaron el l�mite m�ximo permisible establecido en el Acuerdo Ministerial 097-A anexo 4 (2015).
3. As� tambi�n se evidencia en la investigaci�n de Vallejo et al. (2016) el cual us� 6 envases colectores pasivos distribuidos de forma aleatoria presentando una concentraci�n mayor a la normativa de 25,27 (mg/cm² 30 dias), esto debido al sector de transporte tanto pesados como livianos.
4. Los puntos de concentraci�n de material particulado en esta investigaci�n registraron un promedio de 0,83 mg/(cm² 30d�as) donde el valor con mayor concentraci�n tuvo lugar en el punto P7 cercano a la empresa con 1,98 mg/(cm² 30d�as).
5. En contraste con el estudio realizado por Villacr�s (2015) que realiz� el monitoreo con envases pasivos en 6 puntos estrat�gicos con duraci�n de un mes en la ciudad de Ambato, los resultados presentaron concentraciones por encima del l�mite m�ximo permisible establecido por la OMS de 0,5 mg/(cm² 30 d�as). Adem�s, se emplearon encuestas que determinaron que el 76% de los encuestados sufr�an de enfermedades respiratorias por su cercan�a a industrias, construcciones, minas y zonas con alta erosi�n.
6. Por otro lado, la variable de precipitaci�n obtenidas a trav�s del INAMHI por la estaci�n meteorol�gica Puerto Hondo durante el mes de monitoreo presentaron poca variabilidad en los datos, ya que el presente estudio se llev� a cabo en �poca seca, por ende, no represento un obst�culo para la medici�n del contaminante.
7. En cuanto al mapa de concentraci�n para la evaluar la concentraci�n del contaminante se tom� como referencia la propuesta de Villacr�s (2015) utilizando el m�todo de interpolaci�n por IDW que es preciso para muestras con pocos datos concluyendo que las concentraciones altas se manifestaron en zonas con alta actividad agr�cola e industria, adem�s de zonas con suelo sin pavimentar, en la parte c�ntrica de la ciudad por el transporte y en zonas lejanas se visualiz� un descenso de las concentraciones. Para el presente estudio, se observ� la dispersi�n del material particulado sedimentable y los puntos con mayor concentraci�n los cuales se fijaron en la avenida principal de ingreso y salida a la empresa Fertisa.
8. Mientras que se destaca el estudio realizado por Andi y Vega (2019) que utiliz� la metodolog�a de interpolaci�n con la herramienta Kriging donde el punto de mayor concentraci�n de material particulado sedimentable se reflej� por la cercan�a a industrias y que la variaci�n de velocidad y direcci�n de viento influyo sobre los puntos de monitoreo lejanos para dar consigo concentraciones m�nimas.
9. 5. CONCLUSIONES
10. El presente estudio demostr� que el monitoreo de material particulado sedimentable por m�todo pasivo en el sector de Fertisa en el mes de octubre 2021, obtuvo concentraciones mayores al establecido en la normativa ambiental aplicable.
11. En cuanto a la comparaci�n de las concentraciones resultantes por medio del an�lisis estad�stico empleando T-student, se determin� que la mayor�a de los puntos de monitoreo no cumplieron con el l�mite m�ximo permisible establecido en la norma de calidad del aire del Acuerdo Ministerial 097-A correspondiente a 1 mg/(cm² 30d�as).

As� mismo, el mapa de concentraci�n concluy� que la dispersi�n del material particulado sedimentable present� concentraciones fuera de norma en los puntos ubicados en la v�a principal de acceso al terminal portuario Fertisa. Debido a esto, se presume que el origen de este material particulado son los veh�culos de carga pesada que hacen su ingreso al sector de Fertisa

 

Referencias

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