Air quality assessment in Patio Bonito, Colombia = Evaluación de la calidad del aire en Patio Bonito, Colombia

Abstract: The manufacturing brick generates a direct effect in the air quality affecting the health of the surrounding communities of this type of industry. In the Colombian municipality of Nemocón, in the Patio Bonito rural locality, the majority of small and micro-sized brick fields uses craft techniques for manufacturing different types of bricks. The manufacturing plant is basically represented by a kiln and a plot of land as a farmyard; the area where these elements are concentrated is commonly named “Chircal”. Craft brickers usually use kilns of direct fire and upward firing for cooking. The main fuel used in the manufacture of bricks is coal, followed by natural gas and diesel. The present work aims to characterize air quality, taking into account the massive growth of the brick manufacturing activity in the rural locality of Patio Bonito, Nemocón, Colombia, specifically assessing the particulate matter PM10, which is one of the most critical air pollutant due to its impact on health of its inhabitants and on the local environment. The year 2013 was selected for the analysis, because the highest PM10 concentrations of the last five years that happened in that year, according to historical data from the environmental authority of Cundinamarca region. For assessing the air quality in Patio Bonito, a Gaussian air quality model named URBAIR, developed by the University of Aveiro, was applied. For an adequate operation of this model, it was necessary to collect input data as emission sources and meteorological data. The modeling periods were August 8th, November 20th and 24th 2013, when daily averaged with concentrations above 100 µg/m3, limit regulated by Colombian legislation were registered. Moreover, two improvement scenarios were proposed. The first considered the operation of “Colmena” kilns with an emission control system. The second implied Hoffman and Tunnel kilns, because those showed the lowest PM10 emissions. Results allowed to conclude that those improvement measures can reduce the PM10 contribution to air pollution levels. Resumen: La fabricación del ladrillo genera un efecto directo en la calidad del aire afectando la salud de las comunidades circundantes de este tipo de industria. En el municipio colombiano de Nemocón, en la localidad rural de Patio Bonito, la mayoría de las pequeñas ladrilleras utilizan técnicas artesanales para la fabricación de diferentes tipos de ladrillos. La planta de fabricación está básicamente representada por un horno y una parcela de tierra como un patio; el área donde se concentran estos elementos se denomina comúnmente ""Chircal"". Los trabajadores artesanales generalmente usan hornos de fuego directo y fuego ascendente para cocinar. El principal combustible utilizado en la fabricación de ladrillos es el carbón, seguido del gas natural y el diesel. El presente trabajo tiene como objetivo caracterizar la calidad del aire, teniendo en cuenta el crecimiento masivo de la actividad de fabricación de ladrillos en la localidad rural de Patio Bonito, Nemocón, Colombia, evaluando específicamente el material particulado PM10, que es uno de los contaminantes atmosféricos más críticos debido a su impacto en la salud de sus habitantes y en el entorno local. El año 2013 fue seleccionado para el análisis, debido a las mayores concentraciones de PM10 de los últimos cinco años que ocurrieron en ese año, según datos históricos de la autoridad ambiental de la región de Cundinamarca. Para evaluar la calidad del aire en Patio Bonito, se aplicó un modelo Gaussiano de calidad del aire denominado URBAIR, desarrollado por la Universidad de Aveiro. Para un funcionamiento adecuado de este modelo, fue necesario recopilar datos de entrada como fuentes de emisión y datos meteorológicos. Los periodos de modelación fueron el 8 de agosto, el 20 y el 24 de noviembre de 2013, cuando se registró un promedio diario con concentraciones superiores a 100 ?g / m3, límite regulado por la legislación colombiana. Además, se propusieron dos escenarios de mejora. El primero consideró la operación de hornos ""Colmena"" con un sistema de control de emisiones. El segundo implicaba los hornos Hoffman y Tunnel, porque aquellos mostraban las emisiones más bajas de PM10. Los resultados permitieron concluir que estas medidas de mejora pueden reducir la contribución de PM10 a los niveles de contaminación del aire