Patrones-espaciales-de-contaminantes-en-el-Golfo-de-Tehuantepec--comparacion-de-datos-in-situ-y-desde-satelite

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UNIVERSIDAD	
  NACIONAL	
  AUTÓNOMA	
  
DE	
  MÉXICO	
  
	
  
	
  
	
  
PROGRAMA	
  	
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  CIENCIAS	
  QUIMICAS	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
Patrones espaciales de contaminantes en el Golfo de Tehuantepec: 
Comparación de datos in situ y desde satélite 
	
  
	
  
	
  
	
  
TESIS	
  
PARA	
  OPTAR	
  POR	
  EL	
  GRADO	
  
	
  
MAESTRO	
  EN	
  CIENCIAS	
  	
  
	
  
	
  
PRESENTA	
  
	
  
Q.F.B	
  LUIS	
  ANGEL	
  CONTRERAS	
  GUTIERREZ	
  	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
	
  
TUTOR:	
  Graciela	
  Binimelis	
  de	
  Raga.	
  	
  	
  	
  
AÑO.	
  2010	
  
 
 
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respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
 
Jurado asignado 
 
 
Presidente. Dra. Telma Gloria Castro Romero 
Vocal. Dra. Ana María Martínez Vázquez 
Vocal. Dra. Ofelia Morton Bermea 
Vocal. Dr. Milton Thadeu García Medeiros de Oliveira 
Secretario. Dr. Eduardo Rodríguez de San Miguel Guerrero 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sustentante 
 
 
Q.F.B Luis Ángel Contreras 
Gutiérrez 
Asesor del tema 
 
 
Dra. Graciela Binimelis de Raga 
Agradecimientos 
 
iii 
 
Agradecimientos 
 
 
Mi más sincero agradecimiento 
 
Al posgrado en Ciencias Quimicas y al Centro de Ciencias de la Atmosfera (UNAM) 
que me brindaron la oportunidad de realizar mi trabajo bajo su tutela. Agradecimiento al 
CONACYT por haber brindado su apoyo economico para poder llegar al final de este proyecto. 
A la Dra. Graciela Binimelis de Raga por mostrarme una manera diferente de trabajar y vivir 
aceptandome en su grupo de trabajo. 
 
En primer plano agradezco a mi familia por haber confiado en mi proyecto de vida, en 
especial a Mi Madre la cual me desmostró que luchando se superan las barreras más grandes. 
Este trabajo se lo dedicó a mi amigo Giovanni, sin el nunca hubiera pisado el suelo de un aula 
otra vez. A mis amigos que continuaron en mi camino otros 2 años y aquellas personas que se 
unieron a mi vida. Por ultimo te dedico a ti Wagner, por que fuiste aquel que estuvó todo el 
tiempo a mi lado sin dudar nunca de mi. 
 
 
 
 
 
“Es mejor explotar que desvanecerse poco a poco” 
 
 
Índice 
 
iv 
 
Índice 
 
 CAPÍTULO I. Introducción 
 
1.1 Operación de refino de petróleo 
1.2 Emisiones del refino de petróleo 
1.3 Factores de dispersión de contaminante en la atmósfera 
1.4 Dispersión y dilución de las emisiones de las chimeneas 
1.5 Propiedades de partículas y gases resultantes de emisiones de chimeneas 
1.6 Ozono 
1.7 Percepción remota 
 
 CAPÍTULO II. Objetivos 
 
 
 CAPÍTULO III. Metodología 
 
3.1 Instrumentación 
3.2 Manejo de datos 
3.3 Percepción Remota 
 
 
 
 
 2 
 3 
 7 
 8 
11 
19 
20 
 
23 
 
 
 
 
 
 
 
 
24 
 
27 
 
30 
 
 
 CAPÍTULO IV. Datos y Resultados 
 
4.1 Propiedades Termodinámicas y variables meteorológicas 
4.2 Propiedades Microfísicas 
 4.2.1 Concentración 
 4.2.1.1 Partículas 
 4.2.1.2 Ozono 
 
 
 
33 
 
 
 
 
39 
44 
Índice 
 
v 
 
4.3 Distribución espacial 
 4.3.1 Distribución espacial en la horizontal 47 
 4.3.2 Distribución espacial en la vertical 60 
4.4. Percepción remota 70 
 
 
 
 CAPÍTULO V. Conclusión 75 
 
 
 CAPÍTULO VI. Referencias 77 
 
 
 
 
 
Capítulo I. Introducción 
1 
 
 
 
Capítulo I. Introducción 
 
Este trabajo es un estudio de las emisiones vertidas por una refinería petrolera ubicada en la costa de 
Oaxaca, el gran aumentó en la demanda de combustibles fosiles por la población, provoca 
indirectamente el aumento de la concentración de este tipo de emisiones. Estudiar que sucede más alla 
del punto inmediato donde son vertidas y cuales son algunas de las variantes que controlan o 
modifican la dispersión de las mismas, es uno de los objetivos de este trabajo. A su vez comparar las 
mediones in situ de estos mismos contaminantes con aquellas obtenidas a trávez de satélite con la 
finalidad de evaluar la confiablidad de estas últimas, forman el tópico de estudio de este trabajo. 
 
En 1999, la producción mundial [1] de petróleo ascendió a 3452,2 millones de toneladas, satisfaciendo 
en un 50 por ciento las necesidades totales de energía, este no sólo constituye la materia prima 
esencial para más de 2.000 productos finales, sino que también se utiliza en los medios de transporte, 
calefacción, etc. La distribución de las refinerías es desigual y tienden a establecerse en los mercados 
donde sus productos se consumen o a la proximidad de los mismos. La capacidad mundial de 
refinación de petróleo ha aumentado paulatinamente hasta alcanzar alrededor de 81 millones de barriles 
diarios de los que 43 millones, o sea un 53 por ciento, se refinan en países de la Organización para la 
Cooperación y Desarrollo Económico. 
En cuanto a capacidad de refinación, México [2] ocupa la posición número 15 a nivel mundial. Al 
cierre de 2007, el Sistema Nacional de Refinación procesó en promedio 1.3 millones de barriles de 
crudo por día. Pemex Refinación participa en las actividades de producción, transporte, distribución, 
almacenamiento y comercialización de petrolíferos, para lo cual cuenta con seis refinerías, quince 
terminales marítimas, 5,197 km de oleoductos, 8,835 km de poliductos y 77 terminales de 
almacenamiento y reparto. Durante la última década, la demanda de petrolíferos en el mercado nacional 
aumentó [3,4] 17%: .La demanda de gasolinas se incrementó 52%, la de diesel 37% y la de turbosina 
44%. 
La Refinería Antonio Dovalí Jaime [2], la cual inició sus operaciones en el mes de abril de 1979 ocupa 
una superficie total de 600 hectáreas localizadas a cinco kilómetros al noreste de la ciudad y puerto de 
Salina Cruz, Oaxaca. El municipio de Salina Cruz se ubica sobre la costa del Océano Pacífico, en una 
latitud norte 16°09´30” y longitud oeste 95°01´30”. El petróleo crudo que se extrae de los yacimientos 
Capítulo I. Introducción 
2 
 
 
localizados en los estados de Tabasco, Chiapas y la Sonda de Campeche [5], se concentra en la estación 
de recolección y bombeo, ubicada en Nuevo Teapa. Parte de este crudo se envía a través de dos 
oleoductos de 30 y 48 pulgadas de diámetro, hasta la refinería. 
Para el manejo de los hidrocarburos y productos, la refinería cuenta con una capacidad de 14 millones 
de barriles en 125 tanques contenedores , de los cuales 20 almacenan materias primas, 39 para 
productos intermedios como gasolina primaria, base nova, querosina primaria, turbosina primaria, 
diesel primario, aceite cíclico ligero, gasóleos, residuos catalíticos, aceite recuperado y 66 para 
productos finales: butano-butileno, propileno, gas LPG, gasolina Pemex Magna, turbosina, diesel 
desulfurado, Pemex Diesel, combustóleo, esta refinería ha sido estudiada previamente [39,40] con la 
finalidad de conocer su inferencia en dicho entorno. 
1.1 Operación de refino de petróleo. 
El crudo del petróleo está constituido predominantemente por una mezcla de hidrocarburos, se pueden 
encontrar proporciones menores de compuestos que contienen azufre, oxigeno y nitrógeno, así como 
también trazas de metales como vanadio y níquel. Suconstitución principal 85-90% de carbono; 10-
14% de hidrogéno; 0.1-7% de azufre; 0.06-0.4% de oxigeno y 0.01-0.9% de nitrógeno2. 
La operación de una refinería puede dividirse en tres principales etapas: 
• Separación. La separación primaria del crudo de petróleo se realiza mediante un proceso de 
destilación, en el cual el crudo precalentado pasa a través de un fraccionamiento para 
separarlo, de acuerdo con el intervalo de ebullición, en gas de refinería, gasolina, queroseno, 
aceites residuales y otros. Las fracciones residuales o pesadas que no se vaporizan en esta etapa, 
pueden fraccionarse posteriormente por una destilación en presencia de vapor de agua o vacio. 
• Conversión. Dependiendo de la calidad y rendimientos de la destilación se dispone a realizar 
una serie de procesos tales como: 
Craqueo. Este proceso consiste en romper las moléculas grandes por presencia de calor o 
presión en presencia de un catalizador; este proceso se involucra más en el aumento de la 
producción de gasolinas. 
Capítulo I. Introducción 
3 
 
 
Reformado Catalítico. Es un método donde se convierten materias primas en gasolinas, por 
reacción de las moléculas de los componentes en presencia de un catalizador. 
Polimerización, Alquilación e Isomerización. 
 Los procesos de polimerización y alquilación se emplean como métodos catalíticos en la 
elaboración de gasolinas por unión de hidrocarburos gaseosos, principalmente olefínicos 
producidos por operaciones de Craqueo; mientras la isomerización se emplea para convertir 
gasolinas de bajo grado de componentes de mezclado utilizando un proceso de reajuste 
molecular. 
• Tratamiento. Con la finalidad de mejorar la calidad del producto, a menudo es necesario 
separar concentraciones menores de constituyentes, que pueden proceder del crudo o haberse 
generado durante el proceso. Dentro de los principales tratamientos están: el tratamiento 
químico y la extracción con disolventes entre los más importantes. La eliminación del azufre, 
es el tratamiento más importante en una refinería, este se efectúa mediante la inserción de 
hidrogéno con la finalidad de formar H2S y después recuperar el azufre en forma elemental. 
1.2 Emisiones del proceso de refino de petróleo. 
Debido a los procesos que se realizan durante el refinamiento del petróleo anterriormente mencionado, 
la cantidad de emisiones vertidas a la atmosfera generalmente ha ido creciendo [6,7] conforme a las 
necesidades de la sociedad por los productos derivados del petróleo. Dentro de los contaminantes que 
arrojan a la atmosfera estos procesos encontramos: dióxido de azufre, partículas, hidrocarburos, 
monóxido de carbono y óxidos de nitrógeno entre los más importantes. 
• Dióxido de azufre. 
El azufre se presenta en el crudo de petróleo como sulfuro de hidrógeno, mercaptanos, tiofenos, 
sulfuros y polisulfuros. Dentro de los procesos de refinación, la separación del azufre se 
realiza para disminuir la contaminación, asi como para aumentar la calidad del producto, 
mejorando las propiedades de los antidetonantes de las gasolinas y reduciendo la corrosión de 
las tuberías en la refinería. 
Capítulo I. Introducción 
4 
 
 
La cantidad de dióxido de azufre liberado [8] a partir de la combustión, depende del contenido de 
azufre presente en el combustible, oscilando desde 0.01% en peso de azufre para gas natural y 
del 3 al 4 % en peso para el fuelóleo. 
Por lo que la principal fuente de emisión de dióxido de azufre a la atmósfera es la combustión 
del carbón que contiene azufre. El SO2 es higroscópico en la atmósfera y forma aerosoles de 
ácido sulfúrico y sulfuroso que luego forman parte de la lluvia ácida [23]. La intensidad de 
formación de aerosoles y el período de permanencia de los mismos en la atmósfera dependen 
de las condiciones meteorológicas reinantes y de la cantidad de impurezas catalíticas 
procedentes del proceso de refino presentes en el aire. El tiempo medio de permanencia en la 
atmósfera del SO2 asciende a unos 3-5 días, de modo que la sustancia puede ser transportada 
hasta grandes distancias. A su vez el SO2 ataca a los materiales de construcción que suelen 
estar formados por minerales carbonatados, como la piedra caliza o el mármol, formando 
sustancias solubles en el agua y afectando a la integridad y la vida de los edificios o esculturas. 
Los efectos del SO2 en seres humanos/mamíferos son [9]: opacamiento de la córnea (queratitis), 
dificultad para respirar, inflamación de los órganos respiratorios e irritación ocular por 
formación de ácido sulfuroso sobre las mucosas húmedas, alteraciones psíquicas, edema 
pulmonar, bronquitis, paro cardíaco y colapso circulatorio; mientras en plantas ocasiona [10,11] 
lesiones visibles de las partes aéreas de la planta por acción directa. El SO2 ingresa a las hojas a 
través de los estomas y al afectar el mecanismo de apertura de los poros, perturba los aspectos 
fisiológicos y bioquímicos de la fotosíntesis, la respiración y la transpiración de las plantas; 
también se producen lesiones indirectas, especialmente por acidificación del suelo (lesiones de 
la micorriza) y alteración del crecimiento. 
 
 
 
 
Capítulo I. Introducción 
5 
 
 
• Partículas. 
Las refinerías generan grandes cantidades de desechos sólidos [12]; como las partículas 
catalíticas de las unidades de desintegración, sulfuros de hierro, medios de filtración, y 
diferentes lodos (de la limpieza de los tanques, separadores de aceite y agua, y sistemas de 
tratamiento de las aguas servidas). 
La mayor cantidad de partículas de una refinería, proceden de la regeneración de los 
catalizadores utilizados en los diferentes procesos del refino del petróleo, estos se contaminan 
de manera creciente en la superficie debido a la depositación de productos del craqueo, tales 
como el azufre, con lo que disminuye la actividad catalítica de dichas moléculas. Después de 
realizar continuos y diferentes procesos de regeneración de los catalizadores, la materia no apta 
dentro de los estándares establecidos es arrojada a la atmosfera por medio de diferentes 
chimeneas con que cuentan las refinerías. El caudal de emisiones depende del tipo de 
combustible que se queme y de las condiciones de los hornos en los que se lleva a cabo el 
proceso. 
• Hidrocarburos. 
Dentro del perímetro de la refinería existen diversas fuentes de emisiones gaseosas, donde 
predominan los hidrocarburos. Las primeras emisiones de hidrocarburos ocurren durante el 
llenado de los tanques de almacenamiento, estas se realizan por desplazamiento de aire que 
contienen vapor de hidrocarburos afectados tanto por los cambios de presión y temperatura; se 
estima que se podrían perder 340 toneladas métricas de gasolina por un año de un tanque de 10 
000 toneladas métricas de capacidad [13,14]. Además se han observado pérdidas también dentro 
del proceso de llenado de los productos procedentes del refino del petróleo, los cuales 
igualmente pueden ser desplazados hacia la atmósfera por la remoción de aire por el líquido 
entrante. Diversas compañías han establecido sistemas de recuperación del vapor dentro de 
todas las etapas del refino. 
 
 
Capítulo I. Introducción 
6 
 
 
Otro tipo de hidrocarburos emitidos por las refinerías son los productos de la combustión del 
gas natural proveniente del yacimineto, el cual en parte es utilizado para satisfacer la necesidad 
de combustible de la refinería, mientras la parte no utilizada es vertida a la atmosfera; dentro de 
la refinería se utiliza un sistema complejo que abarca tanto el alivio de presión múltiple, un 
sistema de recuperación y por último un sistema de antorchas para quemar el exceso de estas, 
se han diseñado para funcionar a diferentes niveles de altura dependiendo de la composición del 
gas que se pretenda someter a combustión, siendo las altas aquellas que se ocupan de quemarla 
mayor cantidad de gas con un contenido alto de azufre. La combustión incompleta debido a las 
condiciones de oxigenación, temperatura y presión pueden originar humo e hidrocarburos de 
diferentes especies químicas. Otra fuente de hidrocarburos procede de la regeneración de 
catalizadores, donde se producen la mayor cantidad de estos, principalmente metano y etano 
[14,15]. 
• Monóxido de Carbono (CO). 
Las fuentes de combustión, tales como: calderas, calentadores y antorchas de una refinería 
emiten monóxido de carbono a la atmósfera, aunque en cantidades que no suelen considerarse 
importantes. Sin embargo las emisiones procedentes de la regeneración de catalizadores durante 
el craqueo catalítico son las mayores. Se ha observado que la concentración frecuente de 
monóxido de carbono emitida durante este proceso es del 10% en volumen; cuando se requiere 
controlar las emisiones de este gas se utilizan calderas de calor residual, en el cual el monóxido 
de carbono se convierte exotérmicamente y casi por completo en dióxido de carbono. 
 
• Óxidos de nitrógeno (NOx). 
La formación de óxidos de nitrógeno independientemente de la composición del combustible 
dentro del proceso de refinación del petróleo se realiza por dos vías: por la combinación de 
nitrógeno y oxigeno en el aire de entrada y por la oxidación del nitrógeno presente en forma 
combinada en el combustible. La principal fuente de este contaminante, se debe a los procesos 
 
Capítulo I. Introducción 
7 
 
 
de combustión que ocurren en calentadores y las calderas de las refinerías. Los óxidos de 
nitrógeno vertidos por una refinería que aproximadamente procesan 5 000,000 toneladas 
métricas de petróleo emitirá diariamente 5 toneladas métricas de oxido de nitrógeno [57]. Los 
principales factores que repercuten en la formación de óxidos de nitrógeno son la cantidad de 
aire en exceso, la temperatura de la llama y el tiempo de permanencia en la zona de combustión. 
 
1.3 Factores de dispersión de contaminantes en la atmosfera. 
 
La dispersión de contaminantes emitidos a la atmósfera depende en gran parte de las condiciones 
meteorológicas que predominan en la capa atmosférica próxima a la Tierra [16], capa superficial de 
1000 m de espesor. En un sentido más amplio, la dispersión está controlada por las fluctuaciones de la 
velocidad y dirección del viento, además de otros factores tales como la estabilidad atmosférica, las 
características topográficas y las asperezas de la superficie, que repercuten en el grado de dilución de 
las emisiones por el viento. 
El flujo general del aire sobre la superficie de la Tierra se produce por sistemas de presión a gran 
escala. La fuerza y dirección del viento en cualquier punto están determinadas por la posición, 
intensidad y movimiento de estos sistemas. Además de estas variantes, también los flujos de aire 
locales son afectados por turbulencia atmosférica, la cual puede ser de carácter convectiva producida 
por la interacción de la radiación solar con la superficie de la Tierra, y la turbulencia de tipo mecánico 
que se genera de las interacciones entre masas de aire y la superficie terrestre (tanto la orografía como 
las fronteras entre tierra y agua). 
 
La localización de las áreas de estudio con respecto a las características topográficas modifican la 
velocidad y dirección de los vientos. Por citar ejemplos; en lugares costeros [17] , el gradiente entre la 
temperatura del suelo y la de la superficie del mar crea vientos localizados que se extienden unos 
pocos kilómetros mar adentro asi como unos 20 km en tierra; durante el transcurso del día ocurre una 
recirculación hacia el terreno continental, la cual es estable sobre el mar, pero que rápidamente se 
convierte en inestable y turbulenta sobre la tierra. 
 
 
Capítulo I. Introducción 
8 
 
 
 
1.4 Dispersión y dilución de las emisiones de las chimeneas. 
 
Las partículas y emisiones gaseosas al ser emitidas por la chimenea, se mezclan rápidamente con la 
atmósfera de los alrededores, y la dilución aumenta a medida que el viento arrastra la pluma (forma 
que toman las emisiones provenientes de una fuente no natural al entrar en contacto con el ambiente) 
de contaminantes. La dispersión es más fácil de describir si se consideran tres fases separadas de 
comportamiento de la pluma: 
 
1. La pluma, inmediatamente después de ser vertida a la atmósfera, puede quedar afectada por las 
perturbaciones aerodinámicas creadas por los gradientes de temperatura, edificios adyacentes o 
irregularidades topográficas. 
2. Debido a la flotabilidad y a su cantidad de movimiento vertical inicial, una pluma se eleva con 
relación al movimiento de las masas de aire y los factores meteorológicos que influyen en 
estas. 
3. La dispersión completa de la pluma depende del grado de turbulencia de la atmosfera y los 
factores meteorológicos que influyen. 
 
1.4.1 Elevación de la pluma. 
 
A medida que los gases abandonan la chimenea se mezclan con las masas de aire que los rodean. 
Usualmente la velocidad de salida de los gases de la chimenea es demasiado baja en relación con el 
movimiento horizontal del aire, la pluma es arrastrada hacia abajo en la región de baja presión 
adyacente a la chimenea. Por eso se observa que la pluma se dobla y adquiere rápidamente la 
velocidad media de la masa de aire que lo arrastra. Sin embargo, debido a su cantidad de movimiento 
inicial vertical y su flotabilidad, la pluma continúa elevándose respecto a la masa de aire que lo 
arrastra. 
 
 
 
Capítulo I. Introducción 
9 
 
 
La elevación de la pluma es el factor más importante que repercute en las posibles concentraciones del 
efluente a nivel superficial, por lo cual ha sido un factor muy estudiado en la dispersión de 
contaminantes, dando como resultado final un estudio completo de predicción de las mismas [18] donde 
se dio a conocer que la altura de la elevación depende de la cantidad de calor contenido de las 
emisiones, la cantidad de movimiento inicial, velocidad del viento a nivel de la pluma, distancia 
posterior a la chimenea, altura de la fuente de emisión y variación de la temperatura atmosférica con la 
altura. 
 
Dentro de los postulados acerca del comportamiento de las plumas, se sabe que la elevación de las 
plumas puede ser mayor a igual a los 1000 m [20] dependiendo de las características meteorológicas del 
sistema donde se desarrolle el proceso; para todos los vientos excepto los ligeros, la estabilidad de la 
atmosfera afecta poco la elevación de la pluma; los vientos ligeros disminuyen la elevación de la 
pluma, debido a una inversión por encima del nivel de la parte superior de la chimenea. 
 
La primera función matemática utilizada para describir el comportamiento en cuanto a la posible 
altitud máxima alcanzada por una pluma fue propuesta por Briggs alrededor de 1969[19] (Ecuación.1), 
donde se asumió que la pluma esta compuesta por una mezcla de hidrocarburos de origen fósil con 
pesos moleculares conocidos y además de un valor característico de calor especifico de estas 
moléculas. 
 Ecuacion. 1 
∆h= 1.6 F13 x23u	
  
 
Ecuacion.1 Ecuación de Briggs. Donde: Δh = Elevación de la pluma (sobre la chimenea), F = Flujo de flotabilidad, u = 
Velocidad promedio del viento, x = Distancia a sotavento de la chimenea/fuente. 
 
 F =( g/ Π ) V ( Ts-Ta/ts) Ecuacion. 1.1 
 
Ecuación 1.1 Flujo de flotabilidad. Donde g=Aceleración debido a la gravedad (9,8 m/s2),V=Tasa volumétrica del flujo del 
gas de la chimenea, Ts=Temperatura del gas de la chimenea, Ta=Temperatura del aire ambiental 
 
 
 
Capítulo I. Introducción 
10 
 
 
1.4.2 Dispersión atmosférica. 
 
Las partículas y los efluentes gaseosos, a medida que son emitidos por una chimenea se mezclan 
rápidamente con la atmosfera de los alrededores y el grado de dilución aumenta a medida de que la 
pluma es arrastrada.Para llevar a cabo un estudio acerca de este proceso se han utilizado las fórmulas 
matemáticas de dispersión, desarrolladas por Graham Sutton [21], para estimar las concentraciones 
posteriores después de la dilución. 
 
La fórmula utilizada con la cual se pretende describir estos procesos es simplemente una interpolación 
de Gauss (Ecuacion. 2), la cual se sustenta en las siguientes hipótesis: 
 
1. La columna de humo emitida por la chimenea se eleva hasta cierta altura efectiva, (H), que es la 
suma de la altura de la chimenea, (h), más el ascenso, (Δh), debido al estado inicial del humo así 
como a la diferencia de temperaturas entre el gas saliente y el aire que le rodea. 
 
2. A partir de (H) efectiva, la columna de humo se mueve horizontalmente en la dirección del 
viento (dirección x) con velocidad u y se dispersa en las direcciones perpendiculares a éste, y z. 
(y = horizontal, z = vertical). La dispersión en el plano yz se debe principalmente a la 
turbulencia atmosférica y puede calcularse como una distribución gaussiana. 
 
 Ecuación .2 
�	
  	
  �,	
  �,	
  �=�2�	
  	
  ��	
  �	
  �	
  	
  	
  exp−	
  �22��2	
  +	
  (	
  �−�	
  )22��2 
Ecuacion. 2 Ecuación general Gaussiana de dispersión, donde C(x,y,z) es la concentración, Q es la cantidad de contaminante emitido por unidad de tiempo 
(g s-1), u es la velocidad del viento y δy y δz son coeficientes de dispersión turbulenta que dependen de la clase de estabilidad y de la distancia al foco en 
la dirección del viento, x. 
 
 
 
 
 
Capítulo I. Introducción 
11 
 
 
1.5 Propiedades de aerosoles y gases resultantes de emisiones de chimeneas. 
 
 
1.5.1 Características generales. 
 
La historia de la medición de los aerosoles se remonta al siglo XIX con la invención de un instrumento 
diseñado para medir partículas denominadas actualmente como núcleos de Aitken. Se conoce como 
aerosol a una suspensión de partículas líquidas o sólidas en gases. A inicios del siglo XX se empieza a 
conocer la relación de las propiedades ópticas de los aerosoles, llevando esto al desarrollo de una teoría 
para la interacción entre la radiación con partículas esféricas atribuida a Mie. Dentro de los principales 
aerosoles encontramos: todas las partículas derivadas de la quema de combustible fósiles [21] además de 
los polvos de origen mineral y cristales de sales marinas. 
 
Los aerosoles tienen un impacto importante en la atmósfera en procesos tales como: 
 
• Formación de nubles ( escala local, pero con cobertura global) 
• Visibilidad ( escala urbana y regional) 
• Balance radiativo global (clima) 
 
Los aerosoles son partículas que pueden ser segregadas en diferentes rubros en relación con su origen: 
 
• Partículas primarias. Estas partículas son el resultado de procesos mecánicos como el viento, 
procesos de combustión y quema de biomasa. 
• Partículas secundarias. Estas partículas son el resultado de procesos de nucleación, 
condensación y procesos de fase acuosa que tienen lugar en la atmósfera a partir de 
componentes precursores. 
 
 
Capítulo I. Introducción 
12 
 
Las partículas se pueden caracterizar por su tamaño [24], desde 1nm a 100µm de diámetro siempre y 
cuando sean partículas esféricas. Para el caso de las partículas irregulares se define un diámetro 
equivalente o diámetro aerodinámico, el cual no es más que el diámetro de una esfera con densidad de 
1 g cm-3 con la misma velocidad terminal que la partícula debido a la fuerza gravitacional en el aire en 
condiciones predominantes de temperatura, presión y humedad relativa. 
 
En la actualidad las partículas se segregan en diferentes tipos: 
 
• PST. Partículas suspendidas totales 
• PM10. Conocida como la fracción respirable, partículas con un diámetro aerodinámico menor 
de 10µm 
• PM2.5. Partículas finas con un diámetro aerodinámico menor de 2.5µm 
• PM1. Partículas ultra finas con un diámetro aerodinámico de 1 µm 
 
1.5.2 Procesos de Formación. 
 
El origen de los diferentes tamaños de partículas es el resultado de la aglomeración de partículas 
solidas ultra finas [24,25], lo que provoca un crecimiento de las mismas hasta un tamaño de algunos 
micrones. Como se sabe los aerosoles son un tipo de coloides, por lo cual sufrirán de la misma manera 
procesos, tales como coagulación o deposición, estos procesos físicos se atribuyen a diferentes 
fuerzas las cuales modifican el tamaño de distribución de los aerosoles. 
 
Los procesos de colisión que ocurren generalmente son efectivos en la creación de nuevos tamaños de 
partículas [25], sin embargo, es importante recalcar que existen casos donde pequeñas partículas 
colisionan dando como resultado partículas con características inestables. Este proceso se le conoce 
como coagulación. Los aerosoles como unidad son partículas inestables con respecto a otros tipos de 
aerosoles que sufrieron un proceso de coagulación, por verlo de esta manera al sufrir una reducción de 
área superficial corresponde a una disminución de energía libre de Gibbs en condiciones de 
temperatura y presión constantes. La predicción del proceso de coagulación de un aerosol, se basa en 
una expresión matemática que representa el número de colisiones de partículas como función del 
 
Capítulo I. Introducción 
13 
 
tamaño, esto incorporado a la expresión general de la función en la frecuencia de las colisiones. Esta 
expresión matemática se basa en las colisiones de tipo Browniano tanto en movimiento de tipo laminar 
como turbulento. 
 
La aglomeración o coagulación es un proceso que se expresa matemáticamente en periodos cortos de 
tiempo, basados en la teoría clásica de coagulación donde dos partículas colisionan formando una 
nueva partícula esférica automáticamente. 
 
Otro proceso importante es la conversión gas-partícula [26], que brinda como resultado un cambio en la 
concentración, incrementando la cantidad inicial de aerosoles. Este proceso puede ser el resultado de 
una fase gaseosa homogénea o una fase particulada controlada. Dentro del proceso en fase gaseosa se 
puede producir por una súper saturación, incluyendo una expansión adiabática, lo cual provoca una 
condensación del gas logrando así la formación de los aerosoles. 
 
Las especies condensables formadas en fase gas se encuentran en un estado de no equilibrio, pero 
puede ser equilibrado por la generación de nuevas partículas (nucleación homogénea) o por la 
condensación de partículas existentes (condensación heterogénea). Para explicar la cinética del proceso 
de nucleación homogénea, se toma como partida un cambio de estado en una región pequeña pero 
estable. Este cambio puede ser la formación de gas o cristal a partir de un líquido, la nucleación 
homogénea ocurre normalmente con más dificultad en el interior de una sustancia uniforme; la creación 
de un núcleo implica la formación de una interfaz en los límites del nuevo estado. Se gasta cierta 
energía para formar esta interfaz, basada en la energía de superficie de cada estado. Hipotéticamente si 
un núcleo es demasiado pequeño, la energía que se liberaría al formarse su volumen no sería suficiente 
grande para crear una superficie, y no se produciría nucleación. El tamaño crítico del núcleo se puede 
expresar mediante su radio, y cuando éste se iguala al valor del radio crítico se produce nucleación. Al 
hacerse más favorable el cambio de estado, la formación de un cierto volumen de núcleo libera la 
suficiente energía para formar una superficie cada vez más grande, permitiendo que sean viables 
núcleos progresivamente más pequeños. Finalmente, la activación térmica proporcionará la suficiente 
energía para formar un núcleo estable. Luego estos pueden crecer hasta restablecer el equilibrio 
termodinámico. 
 
 
 
Capítulo I. Introducción14 
 
La nucleación heterogénea consiste en la formación de núcleos en zonas donde existe superficie sólida, 
la preexistencia de una superficie sólida ayuda a la nucleación, puesto que ofrece una cantidad de 
superficie que permite que el gasto energético de solidificación sea menor. 
 
 
1.5.3 Cuantificación de partículas. 
 
La concentración de un aerosol es definida de diferentes maneras dependiendo de sus aplicaciones; 
por ejemplo la concentración expresada en unidades de partículas por unidad de volumen de gas es 
usada para caracterizar: núcleos de condensación en la atmosfera, estándares federales de 
contaminación del aire, además de emisiones industriales vertidas en el aire. La concentración de 
partículas en un punto se expresa de manera similar para la densidad de un gas, indicando la δN del 
número de partículas iníciales en un δV, para un tiempo y lugar definido. 
Los aerosoles a su vez son caracterizados en concentraciones relacionadas con la masa, usualmente 
se utiliza este tipo de unidades de concentraciones para determinar las partículas contenidas en un 
gas las cuales son filtradas y colectadas en una matriz; este tipo de unidades se utilizan para medir 
estándares federales de aire y en algunos casos emisiones industriales. 
 
1.5.3.1 Función de distribución de tamaño de particulas. 
 
Lo más importante para caracterizar físicamente sistemas polidispersos o heterodispersos de aerosoles 
es la distribución de tamaño. Ésta puede ser tomada de dos maneras distintas: la primera como una 
distribución discreta, considerando una suspensión que consiste en agregados unitarios de partículas 
formados por coagulación. Se considera que todas las partículas pueden ser representadas por una 
integral de números de partículas unitarias y el tamaño de distribución puede ser definido por la 
cantidad ng, donde g= 1, 2, 3……,k que representa el numero de partículas unitarias que componen el 
agregado. 
 
 
 
 
 
Capítulo I. Introducción 
15 
 
El concepto más utilizado es el concepto de distribución de tamaño continuo (Ecuación. 3), donde δN 
es el número de partículas por unidad de volumen de gas en una posición del espacio definida, 
representado por “r”, y en un tiempo donde la partícula cuenta con un cierto rango de diámetro δp + 
δ(δp). 
δN = nd (δp,r,t)δ(δp) Ecuación.3 
 
Esta expresión define la función de distribución de tamaño de partículas nd (δp,r,t) donde el diámetro de la partícula puede ser el diámetro equivalente para 
partículas no esféricas. 
 
1.5.4 Composición química. 
 
Los aerosoles están formados por múltiples componentes [27], dichas especies químicas pueden 
encontrarse en diferentes proporciones dentro de cada partícula. Existen dos casos para caraterizar a 
las partículas: si la partícula tiene la misma composición química, el aerosol se conoce como mezclado 
externo. Si los componentes químicos dentro de la partícula pertenecen a diferentes especies, las 
partículas se conocen como mezclado interno. Estos dos casos limitantes pueden ayudar a distinguir 
las composiciones químicas de partículas individuales. Independientemente de la naturaleza de los 
aerosoles su importancia radica en lo las implicaciones en cuanto a sus propiedades ópticas, efectos 
en la salud y propiedades físico-químicas entre otras, resaltando sus características como tamaño, 
composición y concentración como factores que determinan su nivel de impacto. 
 
Dentro del análisis de las diferentes variables cuantificadas en aerosoles, la utilización de filtros de alta 
eficiencia es el método más común para colectar partículas y determinar la composición asi como la 
concentración. Los análisis químicos posteriores proveen información de la composición de los 
aerosoles. La concentración en masa de las especies i como promedio del tamaño de partículas y 
tiempo, está definido como la densidad de probabilidad (Ecuacion.4) : 
 
 Ecuación. 4 
 �=	
  ���	
  0��∞	
  0∝[	
  �����2……���…….���]	
  	
  	
  ��	
  ��	
  ´	
  	
   
 
Donde ρ es la concentración en masa instantánea de las especies i por unidad de volumen de gas 
promedio, y Mi es el peso molecular de las especies i. 
 
Capítulo I. Introducción 
16 
 
Se puede realizar la segregación por tamaños de partículas en diferentes fracciones para caracterizarlas. 
Una de las fracciones más importantes se conoce como fracción fina, en la que se encuentra partículas 
con tamaños entre 0.1-2.5 µm. Estas tienen mayor relevancia debido a los efectos en la salud, además 
de características ópticas y de nucleación. 
 
La composición de cada partícula está correlacionada con los tipos de moléculas que la forman, por lo 
que se puede analizar a fondo si se requiere conocer los precursores que influyeron en la formación 
de éstas. Los componentes primarios incluyen carbono negro y componentes de alto peso molecular 
emitidos directamente a la atmosfera por procesos de combustión o quema de biomasa. Otras fuentes 
incluyen componentes metálicos obtenidos de procesos industriales a grandes temperaturas; además de 
analizar pequeñas contribuciones debido polvo y aerosoles de tipo marino cerca de las zonas costeras. 
 
 
Los componentes secundarios se obtienen como resultado de las reacciones químicas que ocurren en la 
atmosfera, las que producen especies de iones inorgánicos tales como NH4+, SO2- y NO3-. Asi como 
la reacción de vapores orgánicos para formar productos condensables, por ejemplo olefinas, ácidos 
orgánicos. Estas especies son usualmente de composición estable y su tiempo de vida media es de 
horas. 
 
La molécula de agua es el factor principal de acumulación en los aerosoles, esta depende de la 
humedad relativa del lugar de formación de aerosol, además de las características higroscópicas de 
otras partículas con las que se relacione. Por otra parte existen los componentes químicos de vida 
intermedia en forma de gas. Entre los más importantes encontramos los radicales peróxido, aldehídos y 
ácidos orgánicos, por último encontramos los aerosoles con características acidas, un ejemplo claro es 
el resultado de la conjugación del ácido sulfúrico en fase gaseosa y una fase liquida acuosa, dando 
como resultado la formación de iones ácidos disueltos en pequeñas gotas. 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo I. Introducción 
17 
 
1.5.5 Depositación de partículas. 
 
Las partículas contaminantes en una región especifica pueden causar daño ambiental, por citar algunas 
de carácter ácido que pueden dañar estructuralmente algunas variedades de plantas, además de degradar 
la calidad de agua presente. La depositación de partículas en zonas urbanas puede repercutir en daño 
estructural de monumentos o edificios.Las partículas contenidas en la atmósfera pueden ser removidas 
y llevadas a la superficie por procesos de depositación ya sea seca o húmeda [28,29]. 
 
El proceso de depositación puede ser idealizado separado en etapas: 
 
• Transporte aerodinámico. Referente al acarreamiento de partículas desde cualquier altura en la 
atmosfera. Este transporte se caracteriza preferentemente por procesos de difusión turbulenta y 
sedimentación. La subcapa viscosa es una capa delgada entre la superficie y la atmósfera libre, 
en la que se observa un importante gradiente vertical de velocidad, debido a que está en la 
superficie tiende a cero. 
• El transporte a través de esta capa es el segundo paso, este movimiento es regido por difusión 
Browniana de pequeñas partículas , pequeñas fuerzas internas y sedimentación de grandes 
partículas; dentro de ciertas condiciones la migración eléctrica, termoforesis y fotoforesis 
pueden influenciar el movimiento de las pequeñas partículas. 
• El tercer paso es el proceso donde se involucra la interacción con la superficie, una vez en ella 
las partículas se adhieren a esta, dependiendo de las característicasde la partícula y de la 
superficie. 
• Difusión turbulenta. Este tipo de transporte utiliza la energía turbulenta para movilizar a las 
partículas por un gradiente de concentración, entre la atmosfera y la superficie, este mecanismo 
es más importante en la atmósfera libre donde la turbulencia es mucho mayor. 
• Transporte por sedimentación o mejor conocido por fuerza de gravedad. Es una fuerza de 
arrastre entre la viscosidad del aire opuesta a la aceleración de la gravedad. El equilibrio de una 
partícula entre estas dos fuerzas provoca una velocidad de caída constante; el transporte por 
sedimentación es mayor en partículas > 1µm. 
Capítulo I. Introducción 
18 
 
 
• Difusión Browniana. Fuerza similar a la que interactúa la difusión turbulenta, la diferencia 
radica en que en vez de guiarse por un gradiente de concentración, esta se basan en alteraciones 
de energía térmica en el aire y las partículas. Este tipo de difusión es más débil en la capa 
viscosa de la atmósfera. 
 
1.5.6 Interacción de las partículas con radiación. 
 
Existe una interacción entre la energía y la materia a nivel atmósfera, la interacción de la energía en 
forma de radiación altera las propiedades físicas y químicas de la materia. Dependiendo del grado de 
interacción se puede llegar a conocer el grado de excitación de los niveles vibracionales de la materia y 
las transiciones de electrones ocurridas dentro del átomo. Al llevarse a cabo dicha interacción , se ven 
alteradas las energías vibracionales, rotacionales y transicionales de los átomos llevando esto a un 
aumento de la cinética molecular, lo que nos da como resultado la emisión de energía procedente de los 
átomos, ya que sea energía con una intensidad mayor o con respecto a la energía inicial con la que se 
interaccionó inicialmente. 
 
Estos procesos de emisión de energía se conocen como: extinción y emisión de radiación. El proceso 
de extinción es donde la materia absorbe energía, lo que provoca cambios en ella dependiendo del 
nivel de interacción con el que actúa en el átomo. Por otra parte el proceso de emisión, es un más 
complejo, una vez que se ha llevado a cabo la interacción materia- energía, los procesos internos de los 
átomos dan como resultado, la liberación de energía de diferente intensidad energética. 
• Dispersión. 
La radiación producida por partículas de la atmósfera se pueden considerar tres mecanismos 
principales: dispersión de Rayleigh, dispersión de Mie y dispersión no selectiva. La dispersión de 
Rayleigh es consecuencia de la interacción de la radiación con moléculas de los gases atmosféricos 
con otras partículas pequeñas de diámetro mucho menor que la longitud de onda de la radiación con la 
que interaccionan. En consecuencia habrá más tendencia a dispersar las longitudes de onda más 
cortas. La dispersión de Rayleigh es una de las causas primarias de no nitidez en muchas imágenes . 
La dispersión de Mie se produce cuando los diámetros de las partículas atmosféricas son 
Capítulo I. Introducción 
19 
 
 
esencialmente iguales a la longitud de onda de la radiación (vapor de agua, polvo fino, etc.) tiende a 
influenciar la radiación de longitudes de onda mayor que las afectadas por la dispersión de Rayleigh. 
• Absorción. 
Este mecanismo implica absorción de energía en determinadas longitudes de onda. Desde este punto 
de vista, los absorbentes más eficaces de radiación solar son las moléculas de agua, dióxido de 
carbono y ozono. La absorción selectiva de ciertas longitudes de onda por estas moléculas hace que la 
atmósfera constituya un medio opaco para ciertos rangos espectrales. 
 
 
1.6 Ozono. 
 
El ozono es un gas traza importante para la química y el equilibrio radiativo de la atmósfera. Es un gas 
compuesto por tres átomos de oxígeno separados con ángulos de 116.8 ° a una distancia de 1.278 A. 
Este gas es considerado un contaminante en la parte inferior de la atmosfera, debido a que puede ser 
perjudicial para la vida, provocando hasta la muerte en algunos casos. Aproximadamente el 90% de la 
composición total del ozono se ubica en la estratósfera [30]. 
 
La formación del ozono se ve comprendida dentro de un ciclo en el que intervienen compuestos 
nitrogenados, diferentes hidrocarburos, compuestos orgánicos volátiles, compuestos oxigenados, 
además de radiación UV- Visible, todo estos permite una gama de reacciones, basadas en la interacción 
de la materia con la energía. Para ser más específico, una vez que la radiación actúa a nivel enlace 
molecular se forman radicales libres, la característica de estos es tener carga y por lo tanto ser muy 
reactivos con la finalidad de estabilizar dicha carga. Uno de los precursores más conocido del ozono, 
son los óxidos de nitrógeno que interaccionan con una energía de una longitud de onda de 420 nm, para 
dar como producto ozono. Este mecanismo es el responsable de que el ozono se encuentre en la 
estratósfera en concentraciones relativamente altas , que van de los 300 a 500 Dobsons (1 Dobson = 1 
molécula de ozono por cada 109 moléculas, o lo que es igual 0,3 a 0,5 ppm), definiendo una capa que 
en las latitudes polares se encuentra a una altura entre los 16 – 18 Km y sobre el ecuador a 
aproximadamente 25 Km. 
Capítulo I. Introducción 
20 
 
 
La destrucción de la molécula de ozono, principalmente se debe a la interacción de esta con 
compuestos halogenados conocidos como CFC( clorofluorocarbono), que iniciaron su uso en la década 
de los 50 del siglo pasado, la mayor parte de los CFC producidos en el mundo se utilizan en 
refrigeradores, congeladores, acondicionadores de aire, aerosoles y plásticos expansibles. La estructura 
estable de estas sustancias químicas, les permite contar con un tiempo de vida media muy prologando, 
por lo que este tipo de compuestos llegan hasta la estratosfera sin cambios estructurales, una vez en 
esta capa, la intensa radiación UVC, los CFC se vuelven químicamente inestables rompiendo sus 
enlaces químicos y liberando iones. Así se libera el halógeno, que interactúa con moléculas de ozono 
funcionando únicamente como catalizador teniendo como resultado la formación de una molécula de 
oxigeno molecular y un oxigeno cargado negativamente. 
 
El ozono se produce mediante la siguiente reacción: 
O2 + hν − > O + O2 
O + O2 − > O3 
Posteriormente, la radiación solar convierte una molécula de ozono en una de oxígeno biatómico y un 
átomo de oxígeno sin enlazar: 
O3+ hν − > O2 + O 
Durante la fase oscura, (la noche de una determinada región del planeta) el oxígeno monoatómico, que 
es altamente reactivo, se combina con el ozono de la ozonosfera para formar una molécula de oxígeno 
biatómico: 
O3 + O- > 2 O2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo I. Introducción 
21 
 
 
1.7 Percepción Remota. 
La Percepción Remota se utiliza para obtener información de un objeto, área o fenómeno a través del 
análisis de los datos adquiridos mediante algún dispositivo que no está en contacto físico con el objeto, 
área o fenómeno investigado. Desde un punto de vista práctico, más acorde a nuestros fines, podemos 
restringir la generalidad de este concepto limitándonos a utilizar el término “percepción remota” (o 
“teledetección”) en conexión con técnicas electromagnéticas de adquisición de información. 
Desde el siglo XIX comenzó a ser estudiado el campo de la percepción remota debido a la creación de 
un mecanismo que imitaba la función del ojo, ofreciendo algunas ventajas como el registro 
permanente de las observaciones: la cámara fotográfica, esta fue montada en un principio en 
plataformas tan dispares como palomas y globos aerostáticos, luego en aviones y en épocas más 
recientes en las primeras plataformas orbitales. El vertiginoso desarrollo de estas últimas, 
acompañadas por los avances tecnológicos paralelos llevó a la situación actual en que innumerables 
plataformas orbitanla Tierra observándola con sofisticados sensores como escáneres multi 
espectrales, sensores térmicos infrarrojos, sistemas de radar y láser. 
La Percepción Remota involucra dos procesos básicos: 
• Adquisición de datos desde plataformas con sensores adecuados 
Los sensores remotos se clasifican de acuerdo a la fuente de energía que utilizan para capturar 
información sobre un objetivo con sensores activos y pasivos: Activos son aquellos que 
emiten energía sobre el objeto y reciben la señal reflejada por el mismo. Los más comunes son 
los RADAR que trabajan en el rango de las microondas y los LIDAR que permiten conocer 
información de alturas y sus variaciones de altura en superficie calculando el tiempo de 
retorno de una señal. Los sensores pasivos, son aquellos que utilizan fuentes de energía 
externas para obtener información de los objetos. 
• Análisis de los datos mediante dispositivos visuales o digitales, muchas veces la información 
así adquirida se complementa con datos de referencia ya existentes de la región en estudio 
 
Capítulo I. Introducción 
22 
 
 
La radiación registrada por sensores remotos debe realizar una trayectoria a través de la atmósfera, 
como consecuencia sufre diversos efectos, por lo cual depende del trayecto recorrido, de las 
condiciones atmosféricas presentes y de la longitud de onda de la radiación. En general intervienen dos 
mecanismos principales: dispersión y absorción. 
 
1.7.1 Sensores. 
Existen gran número de sensores destinados a diferentes aplicaciones, muchos caen fuera del área 
específica de nuestro estudio. Por lo que nos concentraremos fundamentalmente en los llamados 
espectro radiómetros de barrido (“scanning radiometers”) de particular importancia en sistemas de 
percepción remota. Estos instrumentos se basan en el efecto fotoeléctrico: cuando un haz de fotones 
incide sobre una placa negativamente cargada o sobre algún material fotosensible adecuado se 
produce una emisión de partículas negativas (electrones). Los electrones pueden fluir desde la placa 
generando una señal electrónica. La magnitud de la corriente eléctrica producida (número de 
fotoelectrones por unidad de tiempo) es directamente proporcional a la intensidad luminosa. La 
energía cinética de los fotoelectrones emitidos varía con la longitud de onda asociada a los fotones 
incidentes. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que diferentes materiales que manifiestan el 
fenómeno fotoeléctrico liberan fotoelectrones bajo diferentes intervalos de longitudes de onda: cada 
uno de ellos presenta un umbral de longitudes de onda para que el fenómeno se manifieste y otro para 
el que el fenómeno cese. Los sensores que aquí nos interesan son del tipo pasivo, caracterizados 
porque la radiación que llega a ellos proviene de una fuente externa (p.ej. el Sol). Además, los 
electrones liberados son capaces de inducir la formación de una imagen cuando son detectados por 
dispositivos adecuados (detectores). 
Los sensores son instrumentos capaces de medir cuantitativamente la radiación electromagnética en 
determinadas regiones del espectro se denominan radiómetros. Cuando este sensor incluye además un 
componente del tipo de un prisma o red de difracción o filtros de interferencia que pueden dispersar la 
radiación de una región dada del espectro en longitudes de onda discretas que son dirigidas hacia los 
detectores se denomina espectrómetro. La radiación es dispersada no en longitudes de onda discretas 
sino en bandas espectrales más anchas, es decir, cubriendo ciertos intervalos de longitudes de onda el 
término más conveniente para el sensor es espectro radiómetro (Este es el caso en los sensores 
Capítulo I. Introducción 
23 
 
 
aeroespaciales). En general estos sensores se desplazan barriendo la escena estática que están 
observando se dice que operan en modo de barrido (“scanning mode”). Podemos distinguir dos 
categorías de estos escáneres: los óptico- mecánicos y los óptico-electrónicos. Los primeros se 
caracterizan por tener un componente mecánico, p.ej. un espejo rotativo que opera en el barrido de la 
escena, mientras que en los segundos el mismo sistema óptico enfoca la radiación sobre un arreglo 
lineal de detectores. 
1.7.2 Aplicaciones de Percepción Remota. 
 
Los avances tecnológicos de las últimas décadas en el campo de la percepción remota han ido 
aumentando debido a la gran cantida de satélites en órbita equipados de diferentes instrumentos 
capaces de realizar mediciones en diversos ámbitos y de sus numerosas aplicaciones [31]: 
• Aplicaciones en Agricultura. La percepción remota se ha convertido en una importante fuente 
de información en el manejo de la producción agrícola, no sólo a escalas locales sino a nivel 
global, particularmente para aquellas regiones en que el suministro de alimentos suele pasar por 
períodos críticos. 
• Monitoreo global. Existen actualmente satélites como los de la serie NOAA y TERRA que en 
el marco de programas de monitoreo permanente de la superficie terrestre, como por ejemplo el 
programa EOS (Earth Observation System) de la NASA, suministran información permanente 
sobre cambios en la cobertura terrestre. 
 
 
 
Capítulo II. Objetivos 
24 
 
 
 Objetivos 
 
 
 
 Caracterizar la distribución espacial de algunas emisiones vertidas a la atmósfera por 
la refinería “Antonio Dovalí Jaime” ubicada en Salina Cruz Oaxaca. 
 
 Determinar y comparara los parámetros termodinámicos y meteorológicos que podrían 
modificar el comportamiento de la pluma de emisiones, con la finalidad de tratar de 
encontrar un patrón que determine la dispersión de contaminantes durante el periodo de 
mediciones. 
 
 Determinar la diferencia en cuanto a valores de profundidad óptica entre mediciones 
de aerosoles realizadas in situ y aquellas realizadas con base a la percepción remota de 
los satélites TERRA y AQUA en la zona de estudio, con la finalidad de trata de entablar 
la certeza con la cual un satélite mide contaminantes en la atmósfera. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo III. Metodología 
 
 
25 
 
Capítulo III. Metodología 
 
La dispersión de los contaminantes en la atmósfera depende de varios factores relacionados entre sí, 
como son la naturaleza física y química de los contaminantes y las características meteorológicas del 
entorno en el que fueron emitidos. Dentro de este trabajo se analizó la dispersión de algunos 
contaminantes emitidos a la atmosfera por la refinería “Antonio Dovalí Jaime” ubicada en Salina Cruz, 
Oaxaca. 
 
Los datos analizados se obtuvieron durante ocho vuelos realizados en Febrero del 2004, obtenidos por 
el avión de investigación C-130 (Figura.1) operado por la Fundación Nacional Científica de Estados 
Unidos de América, en cercanías de Salina Cruz, Oaxaca, para estudiar la pluma de partículas emitida 
por la refinería. 
 
 
Fig. 1 Imagen de la ubicación e instrumentación del avión C-130 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo III. Metodología 
 
 
26 
 
3.1 Instrumentación para mediciones in situ 
 
En el avión iban montados diferentes equipos tanto para medir características químicas y físicas de 
partículas, como instrumentación meteorológica. En este trabajo se analizan los datos obtenidos 
desde los siguientes equipos: 
• FSSP 300. Conocido como Foward Scattering Spectrometer Probe por sus siglas en ingles [32, 
33,34], es un instrumento para la medición de la distribución de tamaños de partículas de aerosol. 
Pertenece a una clase de instrumentos llamadas contadores ópticos de partículas (OPCs), que 
detecta partículas y el tamaño de las mismas; lo que ocurre mediante las medición de 
intensidad de luz que las partículas dispersan cuando son pasadas por un haz de luz 
perteneciente a un laser de Neón/ Helio. El tamaño de partícula es determinado utilizando la 
teoría de Mie, que relaciona el tamaño de partícula y la intensidad dela luz dispersada. Su 
rango de medición es de 0.3µm – 20.0µm con una precisión ± 20% diámetro y ± 16% en 
concentración. 
• FSSP 100. Conocido como Foward Scattering Spectrometer Probe por sus siglas en ingles 
[32,33.34] se utiliza para cuantificar la distribución de tamaño de gotas. Este sensor es utilizado 
para el estudio de los proceso microfísicos de las nubes, particularmente crecimiento de gotas. 
Al igual que el modelo 300, cuenta con un detector de intensidad de luz dispersada por una 
partícula la cual fue emitida por un laser de Neón/ Helio. El detector está dividido en dos 
componentes. Uno de estos detectores, sin embargo, es ópticamente enmascarado para recibir 
solo la luz dispersada cuando las partículas pasan a través del rayo laser desplazadas a cada 
lado del centro del volumen de medición. Las partículas que caen en esa región son rechazadas 
cuando la señal del detector es enmascarada. Esto define el volumen de muestra necesario para 
calcular las concentraciones de partículas. Su rango de medición es de 2.0 µm – 47.0µm con 
una precisión ± 20% diámetro y ± 16% en concentración. 
 
• PCASP [37]. Passive Cavity Aerosol Spectrometer Probe por sus siglas en ingles. Es un 
instrumento que se utiliza para cuantificar la distribución por tamaño de los aerosoles. Este 
sensor se utiliza en estudios de química troposférica y física de aerosoles. Pertenece a una clase 
de instrumentos llamadas contadores ópticos de partículas (OPCs), el cual detecta partículas y 
Capítulo III. Metodología 
 
 
27 
 
el tamaño de las mismas; esto ocurre mediante las medición de intensidad de luz que las 
partículas dispersan cuando son pasadas por un haz de luz perteneciente a un laser de Neón/ 
Helio. Su rango de medición es de 0.1µm – 3.0µm con una precisión ± 20% diámetro y ± 16% 
en concentración. 
• TEO3C. TECO Slow Response Ozone Analyzer por sus siglas en ingles [38]. Este instrumento se 
basa en el análisis de la atenuación de radiación UV a 254 nm debida a la absorción de ozono; 
este procedimiento presenta defectos cuando se produce alguna degradación de uno de los 
componentes del instrumento. 
 
Por otra parte el avión contaba con instrumentación para medir parámetros meteorológicos y 
termodinámicos, entre los cuales se tienen: 
 
• Temperatura. Se utilizó el instrumento Ophir- III con la finalidad de medir la temperatura 
ambiente, utilizando como referencia la radiación emitida por el dióxido de carbono para 
determinar la temperatura correspondiente emitida por el gas, en una columna de aire de 10 m 
desde el avión. Los límites de este instrumento se encuentra en un rango de -40 a 40 °C con una 
resolución de 0.5°C. 
• Presión. Se utilizó el instrumento Parascientific 1000, para medir la presión estática de 
referencia y de ahí todas las posibles variables tomando en cuenta los errores producidos por la 
presión dinámica y el gradiente de presión en la vertical, sus límites de detección se encuentran 
en el rango 50 a 1085 mb, con un error de ±0.3 mb. 
• Humedad relativa. Se utilizó el instrumento Buck Research 1011C, sus límites de detección se 
encuentran en el rango de -75 a 40 °C, con un error de ± 0.5 C W. 
• Velocidad de viento. Las diferentes componentes del viento fueron medidas con varios 
instrumentos y los datos son corregidos en base algoritmos tomando en cuenta la localización. 
El rango de detección se encuentra entre 0 a 100 m/s con un error de ±0.5 m/s y una resolución 
de 0.012 m/s. El instrumento usado para determinar la componente vertical tiene un rango de 
limite de detección entre 0 a 15 m/s con un error ±0.2 m/s y una resolución de 0.012 m/s. 
Capítulo III. Metodología 
 
 
28 
 
 
Además se obtuvieron los valores de las propiedades ópticas de las partículas, tales como los 
coeficientes de dispersión el que se define como el coeficiente entre la energía dispersada y la energía 
incidente, este fenómeno se debe a la separación de las ondas electromagnéticas de distinta frecuencia 
al atravesar un material. Además del coeficiente de absorción, que se define como el cociente entre la 
energía absorbida y la energía incidente por una superficie o sustancia con ambos se determinó el 
albedo de dispersión simple. 
 
Los patrones de vuelo estuvieron en principio determinados por la presencia de los vientos intensos 
observados en la zona conocidos como “Tehuanos”, provienen predominantemente del norte y noreste 
atravesando el Istmo de Tehuantepec, llevando las emisiones de la refinería ubicada en Salina Cruz, 
hacia la zona del Golfo de Tehuantepec. 
 
3.2 Manejo de datos obtenidos por el avión 
 
Una vez obtenida la información proveniente de los 8 vuelos; se prosiguió a realizar un manejo de 
datos muy especifico, utilizando el programa IGOR Pro. Los datos obtenidos en los vuelos fueron 
segregados en base al tiempo en tres grupos: principios, mediados y finales de mes. Esto se realiza 
para entender mejor el comportamiento de la pluma de emisiones dependiendo de las características 
meteorológicas presentadas en días cercanos entre sí. 
 
Se lleva a cabo un minucioso análisis, vuelo por vuelo, inicialmente con cortes longitudinales a 
diferentes alturas para poder llegar a comprender la dispersión de partículas y gases en el plano 
horizontal. Con esto se pretendió observar: i) el comportamiento con el cual los vientos de la zona 
desplazaban los contaminantes, ii) una probable formación de partículas de mayor tamaño mientras las 
emisiones se alejaban de la fuente de emisión y iii) la posible sedimentación de partículas de mayor 
tamaño. 
 
 
 
 
Capítulo III. Metodología 
 
 
29 
 
Los datos da cada vuelo fueron seccionados en los siguientes rangos de altura: 0-100 m, 101 – 500 m y 
1200 m, para ayudar a comprender el comportamiento de las diferentes partículas emitidas por la 
fuente, en función de las condiciones meteorológicas reinantes. Para ello tambien , se clasificaron 
tomando en cuenta la intensidad y dirección del viento y la estabilidad de la atmósfera. 
 
Se analizó dentro de estos cortes la distribución espacial de las partículas en función de su distancia 
desde la fuente de emisión. Para ello, se hizo énfasis en el estudio de la dirección de los vientos tanto 
en el plano vertical como horizontal, intentando explicar la distribución espacial observada en cada 
caso. Asimismo, se estudiaron las condiciones meteorológicas como humedad, temperatura y presión 
para evaluar el crecimiento de las partículas y su sedimentación. 
 
Una vez analizadas todas las variables tanto de las partículas como atmosféricas que pudieran 
modificar la dispersión de los contaminantes en el plano horizontal, se prosiguió a realizar el mismo 
tipo de estudio utilizando cortes en la vertical. Basándose en la trayectoria que siguió el avión cada día, 
se seleccionaron un número variable de columnas por vuelo. Dichas columnas contaban con 
observaciones a varias alturas y a diferentes distancias desde la costa. De igual manera que en los 
cortes longitudinales, cada columna fue estudiada con la finalidad de entender la dispersión vertical de 
los contaminantes. Dentro de cada columna se analizaron las posibles variables que pudieran dar como 
resultado la distribución encontrada, vientos en la vertical, temperatura, humedad y estabilidad de la 
atmósfera. Los datos in situ de profundidad óptica fueron obtenidos utilizando una relación 
matemática entre el coeficiente de extinción y la diferencial de altura. Para obtener el coeficiente de 
extinción se utilizaron los datos de absorción y dispersión de aerosoles medida durante el sobrevuelo 
del avión en perfiles verticales en diferentes puntos de la trayectoria. 
 
Para finalizar, se combinaron los cortes horizontales y verticales para encontrar los patrones de 
dispersión de contaminantes en tres dimensiones durante cada uno de los ocho vuelos. En particular,se 
compararon los patrones espaciales obtenidos para la concentración de partículas y el ozono, para las 
diversas situaciones meteorológicas encontradas en cada vuelo. 
 
 
 
Capítulo III. Metodología 
 
 
30 
 
3.3 Percepción remota 
 
Una vez analizada la dispersión espacial de contaminantes provenientes de la refinería ubicada en 
Salina Cruz, Oaxaca (utilizando los datos obtenidos in situ por el avión C-130), se prosiguió a realizar 
una comparación en cuanto a valores de profundidad óptica como medida indirecta de concentración 
de aerosoles, entre los valores obtenidos con los datos proporcionados por el avión y datos obtenidos 
por los satélites AQUA y TERRA. 
 
Los datos de satélite utilizados en esta investigación cuentan con las siguientes características: 
• AQUA también denominado EOS-PM 1[35], es un satélite de observación terrestre dedicado al 
estudio del ciclo del agua (precipitación, evaporación.). Fue lanzado el 4 de mayo de 2002 
desde la base de Vandenberg por un cohete Delta II a una órbita heliosincrónica a unos 700 km 
de altura. 
• TERRA (EOS AM-1) [36] es un satélite multinacional de la NASA de investigación científica. 
Funciona en sincronía con la órbita del sol alrededor de la Tierra. El satélite fue lanzado desde 
Vandenberg Air Force Base el 18 de diciembre de 1999, a bordo de un vehículo Atlas IIAS y 
comenzó a registrar datos el 24 de febrero de 2000. TERRA lleva una carga útil de cinco 
sensores remotos destinados a supervisar el estado de la Tierra, del medio ambiente y los 
cambios climáticos. 
Ambos satélites cuentan con un instrumento capaz de analizar indirectamente la concentración de 
aerosoles conocido como: 
• MODIS. Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer por sus siglas en ingles. Con dicho 
sensor se mide la temperatura de la superficie (suelo y océano), detección de incendios, color 
del océano, cartografía de la vegetación global, detección de cambios y características de la 
nubosidad además de concentraciones de aerosoles, orbita a 705 Km con un nodo descendente a 
las 10:30 am (TERRA) o un nodo ascendente a la 1:30 pm (AQUA), cuenta con un telescopio 
de 17.78 cm de diámetro y tiene un peso de 228.7 Kg. Los aerosoles son detectados en 7 
bandas: 
Capítulo III. Metodología 
 
 
31 
 
Banda Longitud de onda (λ) Radiancia Espectral 
W/m2 
1 620-670 21.8 
2 841-876 24.7 
3 459-479 35.3 
4 545-565 29.0 
5 1230-1250 5.4 
6 1628-1652 7.3 
7 2105-2155 1.0 
 
La información requerida para llevar a cabo la comparación entre los dos métodos (con la finalidad de 
observar la concentración de aerosoles desde diferentes puntos de referencia) fue obtenida de la 
siguiente manera: 
 
• Satélite. Los datos de profundidad óptica fueron obtenidos del sitio web de MODIS haciendo 
referencia al día y la hora en la cual los satélites sobrevolaban la zona de estudio, con una 
resolución de 10 km x 10 km “pixel”. 
• In situ. Los datos de prtofundidad óptica fueron obtenidos a partir de una relación matemática 
entre valores de coeficiente de dispersión y absorción de las particulas, relacionado con la 
altura de la columna estudiada. 
 
Se compararon los valores de profundidad óptica derivados de las observaciones de los satélites y de 
datos provenientes de los vuelos. Para esto se seleccionaron 41 puntos arbitrareos durante los 
trayectos de los vuelos que constituyeran una columna. 
 
El avión al realizar las mediciones para obtener los datos de una columna sobrevoló varios kilometros 
ilustrados en cada imagen satelital como pixeles, por lo cual para cada observación de profundidad 
óptica derivada de los datos in situ, se presentan varios valores correspondientes a los diferentes pixeles 
con observaciones de satélite. 
 
Capítulo III. Metodología 
 
 
32 
 
Una vez obtenida la información acerca de los valores de profundidad óptica proveniente de las dos 
fuentes, se prosiguió a realizar un estudio estadístico, con la finalidad de determinar la diferencia entre 
mediciones realizadas in situ y aquellas realizadas en base en la percepción remota de los satélites 
TERRA y AQUA. Posteriormente se prosiguió con el análisis de las posibles causales de los 
resultados obtenidos, analizando las probables variables que pudieron intervenir. Se llevo a cabo un 
desglose de cada punto, analizando la ubicación donde se encontraba con referencia a la fuente de 
emisión, además de un análisis de dirección e intensidad de vientos que afectaron esa zona durante el 
estudio y la estabilidad de la atmosfera. 
 
 
 
Capítulo IV. Datos y Resultados 
 
 
33 
 
 Capítulo IV. Datos y Resultados 
 
En este capítulo se presentan los resultados obtenidos durante la realización de este trabajo. En primer 
lugar se presenta el análisis de la dispersión de algunos contaminantes emitidos por la refinería 
“Antonio Dovalí Jaime”, a partir de datos obtenidos in situ. Tambien se presenta el análisis de los 
datos obtenidos mediante los satélites AQUA y TERRA, con el cual se obtuvieron los valores de 
profundidad óptica de la atmósfera en la zona de estudio, para cada día con vuelo. Teniendo los dos 
resultados, se prosiguió a realizar una comparativa con la finalidad de evaluar la posible concordancia 
entre los valores de las mediciones realizadas in situ y las realizadas a través de percepción remota. 
 
La tabla 4.1 muestra la fecha y hora de los ocho vuelos de investigación realizados. 
Tabla.4.1 
Numero Vuelo Fecha Tiempo GMT horas 
1 03/02/04 14:38 – 19:31 
2 07/02/04 14:54 - 22-57 
3 08/02/04 14:36 – 22:55 
4 13/02/04 14:18 - 20:00 
5 17/02/04 14:07- 21:57 
6 19/02/04 14:09 - 22:07 
7 26/02/04 14:27- 22:16 
8 27/02/04 14:27- 22:18 
 
La trayectoria de cada vuelo (Fig.2) fue variable dependiendo del día, ya que el objetivo era 
seguir el eje de la corriente de viento más intenso. En total se sobrevoló aproximadamente un 
área de 150,000 km (Fig.3). En este capítulo se presenta los resultados del vuelo número 8. Las 
graficas correspondientes a los otros vuelos se anexan en un CD. 
Capítulo IV. Datos y Resultados 
 
 
34 
 
 
Fig.2 Trayectoria tridimensional del vuelo número 8 Eje X longitud, eje Y latitud y Eje Z altura. 
 
 
Fig.3 Área sobrevolada durante los diferentes vuelos realizados el mes de Febrero del 2004. 
 
4.1 Variables Termodinámicas y meteorológicas. 
 
Las Figuras 4 y 5 presentan la variación temporal de las siguientes variables: altitud, temperatura, 
velocidad de viento y humedad relativa. Estas variables se utilizaron para evaluar el comportamiento 
de las parcelas de aire y tratar de entender algunos procesos de la distribución de partículas dentro de 
la pluma de emisión de la refinería. 
 
 
 
Capítulo IV. Datos y Resultados 
 
 
35 
 
Las gráficas de la figura. 5 también permiten evaluar el comportamiento de las variables en función de 
la altura. Así por ejemplo, la temperatura en superficie es alrededor de los 25° C va disminuyendo de 
manera hasta llegar a 18°C a una altura de 1200m; por encima de estos niveles la temperatura 
disminuye. 
 
La humedad relativa presenta mayor variabilidad espacial que la temperatura y la presión dentro de la 
zona de estudio. Sin embargo en algunos casos se logra observar un índice de humedad relativa con 
una distribución creciente en la vertical (esto se observa en contadas ocasiones). Uno de los pocos 
patrones observables es que la humedad relativa en la superficie va aumentando en función de la 
distancia de la costa. Sin embargo, el patrón no cuenta con una distribución uniforme en la vertical. 
Esta característica de la atmosfera observada en los diferentes días de vuelo, ayudó a describir la 
distribución de las partículas en la atmósfera [40], relacionando la concentración de las partículas más 
higroscópicas o con mayor afinidad a las moléculas de agua, con índices mayores de humedad relativa. 
 
Porúltimo dentro de esta sección, se analizó la distribución de los vientos, tomando en cuenta su 
importancia en la distribución espacial de las partículas provenientes de la refinería. Los vientos 
siempre se observaron provenientes del norte-noroeste con dirección sur-suroeste, El patrón de 
dirección de vientos es característico de esta zona geográfica [42, 43,44], explicando la presencia de los 
contaminantes provenientes de la refinería por encima del Océano Pacifico. En todos los días de 
vuelos, la corriente más intensa de viento horizontal se encontró entre los 200 a 500m de altura. 
 
Los vientos dentro de este periodo de estudio presentaron algunas características que ayudaron a 
explicar la distribución de particulas tanto en la vertical como en la horizontal. Por otra parte la capa 
límite (capa de aire cercana al suelo y que se ve afectada por la convección debida al 
intercambio diurno de calor, humedad y momento con el suelo) se observa a menor altitud 
mientras la distancia con referencia a la fuente aumenta, lo cual nos puede indicar que las 
concentraciones más altas se ubicarían a menor altura, a los primeros kilómetros se observó a 800 m de 
altitud mientras a distancias más lejanas se ubica entre los 700 y 650m. 
Capítulo IV. Datos y Resultados 
 
 
36 
 
 
 
Fig. 4 Perfiles de las diferentes variables termodinámicas y meteorológicas obtenidas durante el vuelo número 8. A) Altura de la trayectoria del vuelo (m), 
b) velocidad de vientos( m/s), c) Humedad relativa (%), d) Temperatura (°C) 
 
Capítulo IV. Datos y Resultados 
 
 
37 
 
 a) b) 
 
c) d) 
 
Fig.5 Perfiles verticales Vuelo 8 corte 7. A) Humedad relativa (%), b) Velocidad del viento (m/s), c) Temperatura Potencial virtual (K), d) Temperatura (K) 
 
 
 
Capítulo IV. Datos y Resultados 
 
 
38 
 
4.2 Dispersión de Contaminantes 
 
4.2.1Concentración. 
 
Dentro de las propiedades de carácter micro físico, este trabajo se enfoca en la concentración de 
diferentes tipos de partículas, en función de su tamaño. También se midieron las concentraciones del 
gas ozono. 
 
4.2.1.1 Partículas 
 
Las concentraciones obtenidas por los diferentes vuelos (Tabla. 4.2 a Tabla. 4.9) muestran los valores 
extremos en las concentraciones medidas entre los 0 y 500 m de altura en función de la latitud (que 
corresponde aproximadamente a la distancia desde la costa). Para llevar a cabo este análisis se tomó en 
cuenta la trayectoria de cada vuelo, la cual presentaba diferentes patrones de vuelo dependiendo de las 
condiciones del día en que se realizó , tratando de tomar puntos en común en cuanto a la distancia 
recorrida por los contaminantes desde el punto de emisión. 
 
Durante este trabajo se tomaron en cuentan diferentes tipos de particulas, las cuales son: 
• CONC3. Particulas con diámetros entre 0.32 y 20 µm 
• CONCP. Particulas con diámetros entre 0.12 y 3 µm 
• CONCF. Particulas con diámetros entre 2 y 47 µm 
• CONCN. Particulas con diámetros entre 0.01 y 1 µm 
 
Tabla 4.2 
 Lat. 15.75° Lat. 15.1° Lat. 14.2° 
CONC3 (N/cm3) 25/5 30/5 200/20 
CONCF(N/cm3) 0.2/0.05 0.6/0.1 1.2/0.2 
CONCN (N/cm3) 3000/2000 6500/ 2000 4000/2000 
CONCP(N/cm3) 700/100 1000/600 1400/200 
O3 (ppmv) 28/20 31/23 28/16 
Tabla.4.2 Concentración mínima y máxima de partículas y ozono, presentadas durante el vuelo número 1 
 
 
Capítulo IV. Datos y Resultados 
 
 
39 
 
Tabla. 4.3 
 Lat. 15.75° Lat. 14.2° Lat. 12.4° Lat.10.3° 
CONC3(N/cm3) 25/2 26/2 40/20 No datos 
CONCF(N/cm3) 0.5/0.1 1.4/0.2 1.6/0.2 No datos 
CONCN (N/cm3) 5000/2000 7000/3000 2000 4500/3000 
CONCP(N/cm3) No datos 300/100 No datos 750/600 
O3 (ppmv) 40/25 43/40 43/39 30/29 
Tabla.4.3 Concentración mínima y máxima de partículas y ozono, presentadas durante el vuelo número 2 
Tabla. 4.4 
 Lat. 15.75° Lat. 14.9° Lat. 13.5° Lat. 10.9° 
CONC3(N/cm3) 18/8 20/2 20/4 20/16 
CONCF(N/cm3) 0.3/0.1 0.7/0.1 0.8/0.4 1.6/0.6 
CONCN (N/cm3) 2000/1000 8000/2000 1500/1500 3000/2000 
CONCP(N/cm3) 700/500 500/250 450/250 450/300 
O3(ppmv) 41/35 43/38 40/38 35/31 
Tabla.4.4 Concentración mínima y máxima de partículas y ozono, presentadas durante el vuelo número 3 
 
Tabla.4.5 
 Lat. 15.75° Lat. 14.9 Lat. 14° Lat. 12.1° 
CONC3(N/cm3) 20/20 16/2 8/2 16/10 
CONCF(N/cm3) 0.2/0.05 0.4/0.1 0.55/0.1 0.8/0.1 
CONCN (N/cm3) 25000/10000 10000/2000 1800/600 3800/2600 
CONCP(N/cm3) No datos 600/200 300/100 400/100 
O3 (ppmv) 35/30 33/26 32/30 27/25.5 
Tabla.4.5 Concentración mínima y máxima de partículas y ozono, presentadas durante el vuelo número 4 
 
Tabla.4.6 
 Lat. 15.75° Lat. 14.5° Lat. 12.5° 
CONC3(N/cm3) 10/2 14/2 16/14 
CONCF(N/cm3) 0.6/0.2 0.6/0.1 0.8/0.1 
CONCN (N/cm3) 15000/5000 13000/1000 2600/600 
CONCP(N/cm3) No datos 100/20 200/50 
O3(ppmv) 40/35 40/37 39/36 
Tabla.4.6 Concentración mínima y máxima de partículas y ozono, presentadas durante el vuelo número 5 
 
 
 
 
 
 
 
Capítulo IV. Datos y Resultados 
 
 
40 
 
Tabla. 4.7 
 Lat. 15.75° Lat. 15.5° Lat. 14.5° Lat. 11.8° 
CONC3(N/cm3) 5/1 8/1 10/2 16/2 
CONCF(N/cm3) 0.2/0.05 0.25/0.05 0.3/0.1 0.9/0.3 
CONCN (N/cm3) 15000/5000 14000/2000 9000/2000 3000/2000 
CONCP(N/cm3) 1000/500 700/300 700/200 500/450 
O3 (ppmv) 48/46 49/42 52/36 43/40 
Tabla4.7 Concentración mínima y máxima de partículas y ozono, presentadas durante el vuelo número 6 
 
 
Tabla.4.8 
 Lat. 15.75° Lat. 15.5° Lat. 14.5° Lat. 14.3° Lat.13.9° Lat.13.4° Lat. 13.0° 
CONC3(N/cm3) 10/5 16/6 18/10 20/10 18/14 16/12 20/14 
CONCF(N/cm3) 0.4/0.2 0.45/0.05 0.6/0.3 0.7/0.45 0.8/0.4 0.8/0.3 0.8/0.3 
CONCN(N/cm3) 25000/5000 30000/5000 8000/2000 8000/3000 4000/2500 2400/2000 2200/1800 
CONCP(N/cm3) 2000/1000 1600/800 1000/700 1600/800 2400/800 1050/850 900/700 
O3 (ppmv) 40/40 44/38 44/38 46/40 44/40 40/36 39/38 
Tabla.4.8 Concentración mínima y máxima de partículas y ozono, presentadas durante el vuelo número 7 
 
 
Tabla.4.9 
 Lat.15.75° Lat. 15.5° Lat.15° Lat.14.5° Lat.14° Lat.13.6° Lat. 13.5° 
CONC3(N/cm3) 4/1 6/1 7/1 8/2 6/4 8/6 8/4 
CONCF(N/cm3) 0.4/0.05 0.5/0.1 0.6/0.2 0.7/0.1 0.45/0.1 0.5/0.3 0.6/0.1 
CONCN(N/cm3) No datos 15000/5000 10000/2000 3000/2000 5000/3800 2200/1800 2800/1800 
CONCP(N/cm3) 1000/800 800/200 900/600 1000/600 800/600 900/600 900/600 
O3 (ppmv) 40/40 42/38 44/38 43/35 42/38 40/39 40/37 
Tabla.4.9 Concentración mínima y máxima de partículas y ozono, presentadas durante el vuelo número 8 
 
 
Como se pudó observar la concentracion expresada en número de partículas por centimetro cúbico 
presentan patrones espaciales. Todo esto nos lleva a idear diferentes hipótesis sobre los niveles de 
concentración de las partículas: 
 
• Las emisiones producidas por la refinería no siempre son las mismas, esto puede entenderse 
cuanto a la cantidad de productos refinados o a la naturaleza de los mismos con lo cual la 
producción de partículas de diferentes características químicas provocarían modificaciones en 
los patrones de crecimiento de las partículas. 
Capítulo IV. Datos y Resultados 
 
 
41 
 
• Las características meteorológicas y termodinámicas modifican la dispersión de las partículas y 
los procesos de crecimiento de las partículas. 
• Una combinación de los dos factores. 
 
Para poder confirmar dichas hipótesis, se podrían cuantificar las emisiones en el punto de salida, 
obtener datos de concentración y de especies químicas (emitidas por la refinería), aunado a la 
aplicación de un modelo de dispersión de contaminantes que debe tomar en cuenta variables 
meteorológicas y termodinámicas, además de las reacciones químicas que intervienen durante la 
dispersión. También se podría extender el tiempo del monitoreo, contando con mayor numero de 
sensores. Con el análisis realizado, no se puede hacer ninguna aseveración contundente. 
 
 
 A continuación se presentan los patrones de distrubución en cuanto a concentración de partículas (Fig. 
6,7) con respecto a su posición, tomando como referencia la fuente de emisión