µg m-3

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MEXICO
CENTRO DE CIENCIAS DE LA ATMÓSFERA
GRUPO FISICOQUÍMICA ATMOSFÉRICA
SEGUNDA REUNION DE EXPERTOS SOBRE CALIDAD DEL AIRE Y SUS IMPACTOS EN
LA CORONA REGIONAL DEL CENTRO DE MÉXICO
MAPEO DEL RIESGO DE RECESION DEL PATRIMONIO CULTURAL DE
PIEDRA POR DEPOSITACION SECA Y HUMEDA DE CONTAMINANTES
ATMOSFERICOS EN LA CORONA REGIONAL DEL CENTRO DE MÉXICO
P
R
E
S
E
N
T
A N
J. O. Castillo-Miranda, L. G. Ruiz-Suárez, J. A. García Reynoso R. Torres
Jardon, B. E. Mar-Morales.
México cuenta con once
ciudades denominadas como
Patrimonio de la Humanidad,
por lo que es junto a Alemania
y Francia, el tercer país por
número
de
Ciudades
Patrimonio de la Humanidad,
sólo después de Italia y
España.
De estas ciudades, las que se
encuentran dentro de la Corona
Regional del Centro de México,
también denominada como
Megalópolis de México son:
Ciudad de México, Puebla de
Zaragoza y Xochimilco
PATRIMONIO CULTURAL
TIPO DE MATERIAL DE MONUMENTOS (ARQUEOLOGICOS, HISTORICOS Y ARTISTICOS)
PIEDRA CALCAREA ( CALIZA Y MARMOL)
PIEDRA VOLCANICA
FUNCION DE DAÑO (PIEDRA CALCAREA) - (PIEDRA VOLCANICA-EVALUACION PRELIMINAR) *
INTEGRACION DE LA BASE DE DATOS CON PARAMETROS DE LA FUNCION DE DAÑO *
SIG - METODOS DE INTERPOLACION
CONSTRUCCION DE CAPAS ( PP - [H+] - [SO2] - [HNO3]) *
MAPAS DE CAPAS DE RECESION *
RECESION SUPERFICIAL MATERIALES DE PIEDRA 2014
La función de Lipfert cuantifica la recesión superficial anual de la piedra de
CaCO3 contemplando los mecanismos de disolución natural o efecto karst,
lluvia ácida y depositación de contaminantes:
L = 18.8· R + 0.016 · [H+] · R + 0.18(VdS[SO2] + VdN[HNO3])
Donde:
L= recesión superficial por año (µm año-1);
18.8 = término basado en la solubilidad de CaCO3 en equilibrio con 330
ppm de CO2 (m año-1);
R = precipitación (m año-1);
0.016 = Constante válida para pH de precipitación en el rango 3-5;
[H+] = concentración del ion hidrógeno (µmol l-1) evaluado del pH de lluvia
anual;
0.18 = factor de conversión de (cm s-1) (µg m-3) a µm;
VdS = Velocidad de depositación de SO2 (cm s-1);
[SO2] = Concentración de SO2 (µg m-3);
VdN = Velocidad de depositación de HNO3 (cm s-1);
[HNO3] = Concentración de HNO3 (µg m-3).
BASE DE DATOS DE LOS PARAMETROS DE LA FUNCION DE DAÑO
BASES DE DATOS REDDA
BASES DE DATOS RAMA
[NO2]
[H+]
Precipitación
[HNO3]
T
MODELO pH
MODELO
WRF-CHEM
[O3]
BASES DE
DATOS SMN y
DIAU-BUAP
[SO2]
HR
BASES DE DATOS
REDMET
MODELO
WRF-CHEM
=
EXTRACCION DE DATOS DEL MODELO WRF-CHEM
FACTOR DE AJUSTE ESPACIAL =
Y TEMPORAL SO2
FACTOR DE AJUSTE ESPACIAL =
Y TEMPORAL HNO3
Función empírica derivada dentro del proyecto MULTI-ASSESS de acido nítrico para
NO2, O3, Hr y temperatura (Kucera, 2005) permite obtener un aproximado de la
concentración del HNO3.
HNO3 = 516 · e-3400/(T+273) ([NO2] · [O3] · Hr)0.5
Donde:
HNO3 = Concentración de HNO3 (µg m-3);
T = Temperatura (ºC);
[NO2] = Concentración de NO2 (µg m-3);
[O3] = Concentración de O3 (µg m-3);
Hr = Humedad relativa (%).
Mapa de capa de concentraciones del promedio anual de
acido nítrico [HNO3] (mg m-3) del año 2014
Ejemplo de Mapas de capas de los parámetros de la función de daño
Mapa de capa de concentraciones del promedio anual
de dióxido de azufre [SO2](mg m-3) del año 2014.
Mapa de capa de concentraciones del promedio anual
de iones hidronio [H+] (µmol/l) del año 2014
Mapa de recesión para piedra volcánica de monumentos arqueológicos de la Corona Regional
del Centro de México, correspondiente al año 2014
Tabla I. Estimado preliminar de recesión (micras) del año 2014, en Piedra volcánica.
No en
Mapa
NOMBRE
ESTADO
Recesión (µm)
29
Zona Arqueológica de Tenayuca
Estado De México
21.27
30
Zona de Monumentos Arqueológicos de Cholula
Puebla
22.10
31
Zona Arqueológica de Tlatelolco
Distrito Federal
22.54
32
33
Zona Arqueológica de Ocoyoacac
Santa Cecilia
Estado De México
Estado De México
22.89
22.99
34
Zona Arqueológica de Templo Mayor
Distrito Federal
24.08
35
Casa del Tepozteco
Morelos
24.56
36
Zona Arqueológica de Teotenango
Estado De México
25.39
37
Zona de Monumentos Arqueológicos de Xochicalco
Morelos
26.07
38
Zona Arqueológica de Teopanzolco
Morelos
26.18
39
Zona de Monumentos Arqueológicos de Yautepec
Morelos
26.30
40
Estado De México
26.87
41
Zona de Monumentos Arqueológicos El Conde
Zona De Monumentos Arqueológicos de Calixtlahuaca-San
Marcos
Estado De México
27.30
42
Zona Arqueológica de Malinalco
Estado De México
27.40
CONCLUSIONES
-De acuerdo a las herramientas disponibles, se presenta una distribución
espacial de los Monumentos Arqueólogicos en riesgo de deterioro. Esto se
consigue, al mapear áreas de corrosión o deterioro en la Corona Regional
del Centro de México.
-En ausencia de funciones dosis-respuesta para las piedras volcánicas
características del patrimonio cultural en México, se utilizó la función de
daño Lipfert. Esta función contempla los efectos de la depositación seca
de contaminantes (SO2 y HNO3), lluvia acida y la disolución natural de la
piedra asociado a la cantidad de lluvia. En este sentido, es posible tener
indicios del daño que se está presentando en las piedras volcánicas.
Los mapas de recesión para los monumentos históricos y artísticos en
la ZMVM pueden mejorase mediante:
i) La ampliación de la cobertura de las redes de monitoreo de calidad
del aire y de depositación ácida en la Corona Regional del Centro de
México.
ii) El desarrollo y uso de mejores inventarios de emisiones y modelos
de calidad del aire.
iii) Desarrollo funciones de daño genéricas para piedra volcánica,
material de construcción predominante en los monumentos
arqueológicos e históricos. Estas funciones de daño deberán incluir
propiedades físicas que podrían mejorar las predicciones
-La información generada por los mapas de recesión permite a
instituciones como el INAH, responsables de la conservación del
Patrimonio Cultural priorizar acciones de conservación.
TROPOSFERA
MODELO PARA EL CÁLCULO DEL pH (pH-MODELO)
CO2(g)
CO 2 H2O
SO2(g)
SO 2 H2O
NH 3 H2O
NH3(g)
HNO3(g)
HCOOH(ac)
HCOOH(g)
CH3COOH(ac)
CH3COOH(g)
OH-
SO2(g)
HNO3(ac)
HNO2(g)
HNO2(ac)
-
H + SO4
H2SO4(g) HSO4
+
2-
Interacción de gases atmosféricos con gota de agua, para cálculo de pH mediante el pH-MODELO.
[H+] + [NH4+] = [HCO3-] + 2[CO3 2-] + [OH-] + [HSO3-] + 2[SO3 2-] + [NO3-]
[HCOO-] + [CH3COO-] + [NO2-] + [HSO4-] + 2[SO4 2-].
Se obtiene una ecuación de cuarto grado
HNH3 Ka1 PNH3 )
[H+]4
+
( Ka2 +
HNH3 Ka1 PNH3 Ka2
- [H2SO4] )
[H+]3
(1+
Kw
-(
Kw
HCO2 Kc1 PCO2 + Kw + HSO2 Ks1 PSO2 + HHNO3 Kn1 PHNO3 + HHCOOH Ka1 PHCOOH + HCH3COOH Ka1 PCH3COOH
+ HHNO2 Ka1 PHNO2 + 2 Ka2 [H2SO4] )
[H+]2
-
(HCO2 Kc1 PCO2 Ka2 +2 HCO2 Kc1Kc2 PCO2 + Kw Ka2
+ HSO2 Ks1 PSO2 Ka2 + 2 HSO2 Ks1Ks2 PSO2 + HHNO3 Kn1 PHNO3 Ka2 + HHCOOH Ka1 PHCOOH Ka2 + HCH3COOH Ka1 PCH3COOH Ka2
+ HCH3COOH Ka1 PCH3COOH Ka2 + HHNO2 Ka1 PHNO2 Ka2 ) [H+] – 2 (HSO2 Ks1Ks2 PSO2 Ka2 + HSO2 Ks1Ks2 PSO2 Ka2 )
=0

Download Report