Impacto de material particulado PM2.5 en la calidad del aire por la quema de Saccharum officinarum en Laredo, Trujillo-Perú

Autores

  • Gian Marco Castillo Avila Programa de Maestría en ciencias. Mención gestión ambiental, Universidad Nacional de Trujillo, Av. Juan Pablo II s/n- Ciudad Universitaria, Trujillo Perú https://orcid.org/0009-0007-3859-0834
  • Ana Marlene Guerrero Padilla Escuela de Posgrado de Ciencias Biológicas. Universidad Nacional de Trujillo, Av. Juan Pablo II s/n- Ciudad Universitaria, Trujillo Perú https://orcid.org/0000-0003-0008-3785

DOI:

https://doi.org/10.17268/rev.cyt.2025.01.10

Palavras-chave:

Quema de caña de azúcar, Material particulado PM2,5, caña de azúcar, Modelamiento, WRF, Calpuff

Resumo

Este estudio analiza el impacto del material particulado PM2,5 generado por la quema de hectáreas de Sac-charum officinarum en Laredo entre 2017 y 2022. Para obtener datos meteorológicos, se empleó el modelo WRF con una resolución de 1 km, abarcando Trujillo y el Océano Pacífico. Los resultados del WRF fueron validados mediante comparación con datos observados, mostrando alta correlación y capacidad predictiva. La dispersión de PM2,5 se simuló utilizando el modelo Calpuff de la Agencia de Protección Ambiental (EPA), validado con datos de quemas controladas y varios escenarios de quema. Los análisis mostraron concentraciones máximas de PM2,5 en áreas cercanas a las fuentes de emisión, superando los Estándares de Calidad Ambiental (ECA). Esto ocurrió especialmente entre junio y noviembre, debido a vientos del sur-sureste y condiciones de inversión de subsidencia. En 2021, los días críticos presentaron vientos en calma. En términos de emisiones, la quema de 3 hectáreas generó un índice de calidad de aire moderado en el 60,47% de los receptores. En contraste, la quema de 6 y 9 hectáreas alcanzó el umbral de cuidado, afectando al 32,56% y al 43,41% de los receptores, respectivamente.

Referências

Adegboye, O. (2022). "Field Burning Fallout: Quantifying PM2:5 Emissions from Sugarcane Fires." Environ-mental Health Perspectives, 130(8), 10–11.https://doi.org/10.1289/EHP11533

Agroindustria Laredo. (2021). "Memoria del Directorio y del Gerente General de la Compañía, Año 2021. https://www.agroindustriallaredo.com/wp-content/uploads/2022/03/Memoria_Directorio_2021.pdf

Alfaro, G. C. A. (2020). “Alteración de la calidad del aire por quema de caña de azúcar (Saccharum Offici-narum L) En Casa Grande, La Libertad.” Universidad Nacional Agraria La Molina, 119. https://repositorio.lamolina.edu.pe/handle/20.500.12996/4488

Amin ul, H., Qaiser, N., Amjad, F., Naseem, I., Mansoor, A., Ali Muhammad, R., & Khan Sadaf, S. (2021). "Earth Science & Climate Change Sensitivity Analysis of calpuffModel: Application Over Complex Terrain." J Earth Sci Clim Change, an Open Access Journal, 12(5), 2157–7617. https://ftp.ncep.noaa.gov/data/nccf/com/

Arbex, M. A., Martins, L. C., De Oliveira, R. C., Pereira, L. A. A., Arbex, F. F., Cançado, J. E. D., Saldiva, P. H. N., & Braga, A. L. F. (2007). "Air pollution from biomass burning and asthma hospital admissions in a sugar cane plantation area in Brazil." Journal of Epidemiology and Community Health, 61(5), 395–400. https://doi.org/10.1136/jech.2005.044743

Avolio, E., Federico, S., Miglietta, M. M., Lo Feudo, T., Calidonna, C. R., & Sempreviva, A. M. (2017). "Sensitivity analysis of WRF model PBL schemes in simulating boundary-layer variables in southern Italy: An experimental campaign." Atmospheric Research, 192(December 2016), 58–71. https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2017.04.003

Campbell, P. C. (2018). "Updates to the Noah Land Surface Model in WRF ‐ CMAQ to Improve Simulated Meteorology, Air Quality, and Deposition." Journal of Advances in Modeling Earth Systems. https://doi.org/10.1029/2018MS001422

Cipagauta, C., Mendoza, B., & Zavala-Hidalgo, J. (2014). "Sensitivity of the surface temperature to changes in total solar irradiance calculated with the WRF model." Geofisica Internacional, 53(2), 153–162. https://doi.org/10.1016/s0016-7169(14)71497-7

Dancé, J., & Sáenz, D. (2016). "La cosecha de caña de azúcar: Impacto económico, social y ambiental." USMP, Dirección de Investigación. Perú: FCCEF, 1–18. https://www.usmp.edu.pe/contabilidadyeconomia/images/pdf/investigacion/cosecha.pdf

FAO. (2023). "OCDE-FAO Perspectivas Agrícolas 2023-2032. https://www.oecd.org/es/publications/2023/07/oecd-fao-agricultural-outlook-2023-2032_859ba0c2.html

Guevara, T., Fau, K., Tueros, G., Luis, L., Benancio, R., & Teofila, G. (2021). "RESOLUCIÓN DE PRESI-DENCIA EJECUTIVA N° 053-2021-SENAMHI/PREJ Lima, 29 de octubre de 2021 VISTOS: https://www.senamhi.gob.pe/load/file/00701SENA-1377.pdf

Guo, D., Wang, R., & Zhao, P. (2020). "Spatial distribution and source contributions of PM 2 . 5 concentrations in." Atmospheric Pollution Research, 11(8), 1281–1289. https://doi.org/10.1016/j.apr.2020.05.004

Hanna, S., & Chang, J. (2012). "Acceptance criteria for urban dispersion model evaluation." Meteorology and Atmospheric Physics, 116(3–4), 133–146. [https://doi.org/10.1007/s00703-011-0177-1

Holmes, C. D., & Nowell, H. K. (2023). "Impacts of Sugarcane Fires on Air Quality and Public Health in South Florida’"." Environmental Health Perspectives, 131(2), 28002. https://doi.org/10.1289/EHP12800

Holnicki, P., Kałuszko, A., & Trapp, W. (2016). "An urban scale application and validation of the Calpuff model." Atmospheric Pollution Research, 7(3), 393–402. https://doi.org/10.1016/j.apr.2015.10.016

Hong, S. Y., Noh, Y., & Dudhia, J. (2006). "A new vertical diffusion package with an explicit treatment of entrainment processes." Monthly Weather Review, 134(9), 2318–2341. https://doi.org/10.1175/MWR3199.1

Iacono, M. J., Delamere, J. S., Mlawer, E. J., Shephard, M. W., Clough, S. A., & Collins, W. D. (2008). "Radiative forcing by long-lived greenhouse gases : Calculations with the AER radiative transfer models." https://doi.org/10.1029/2008JD009944

Jurado, A. O. A. (2020). Regulación ambiental y la quema de caña de azúcar en el distrito de La Huaca, Piura [Tesis de maestría, Universidad de San Martín de Porres]. Repositorio USMP. https://repositorio.usmp.edu.pe/handle/20.500.12727/8166

Johnson, J. B. (2022). An Introduction to Atmospheric Pollutant Dispersion Modelling. Environmental Sciences Proceedings, 19(18). https://doi.org/10.3390/ecas2022-12826

Luo, T., Lakshmanan, P., Zhou, Z., Deng, Y., Deng, Y., & Yang, L. (2022). "REVIEW PERSPECTIVE OF SUGARCANE." 9(2), 272–283.

Madala, S., Satyanarayana, A. N. V., Srinivas, C. V., & Kumar, M. (2015). "Mesoscale atmospheric flow-field simulations for air quality modeling over complex terrain region of Ranchi in eastern India using WRF." Atmospheric Environment, 107, 315–328. https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2015.02.059

Mamunar Rashid, G., Touhid Hossain, M. M., Abdullah Elias Akhter, M., & K Mallik, M. A. (2022). Sensitivity of Radiation Schemes in the WRF-ARW Model to Predict Extreme Temperature Due to Heat Wave over Bangladesh. Journal Of Applied Physics (IOSR-JAP), 14(5), 21–33. https://doi.org/10.9790/4861-1405022133

OEFA. (2018). "Caña de azúcar: ruta hacia la cosecha en verde." https://www.gob.pe/institucion/oefa/informes-publicaciones/4207871-cana-de-azucar-ruta-hacia-la-cosecha-verde

OEFA. (2023). "Carta n° 04169-2023-oefa/rai. https://drive.google.com/drive/folders/1EFQ5iDPqin34imQMaewLRQeHGN-PYW99?usp=sharing

Scire, J. S., Strimaitis, D. G., & Yamartino, R. J. (2000). "A User’s Guide for the Calpuff Dispersion Model." Earth Tech. Inc, January, 521. http://www.src.com/Calpuff/download/Calpuff_UsersGuide.pdf

Silva, J. S., Rojas, J. P., Norabuena, M., & Seguel, R. J. (2018). "Ozone and volatile organic compounds in the metropolitan area of Lima-Callao, Peru." Air Quality, Atmosphere and Health, 11(8), 993–1008. https://doi.org/10.1007/s11869-018-0604-2

Segura, J. (24 de febrero de 2023). Ingenios azucareros crean Asociación Peruana de Agroindustriales del Azúcar y Derivados. Gestión. Recuperado de: https://gestion.pe/economia/midagri-nueva-variedad-de-cana-de-azucar-incrementara-en-un-80-el-nivel-de-cosecha-piura-lambayeque-ancash-lima-arequipa-noticia/

U.S. Environmental Protection Agency. (1995). Compilation of air pollutant emission factors (5th ed., Vol. I, p. 26). https://www.nrc.gov/docs/ML1607/ML16075A216.pdf

Villalobos Cabrera, M. H. (2017). Influencia de la quema de biomasa de caña de azúcar en la concentración de PM2.5 en el aire de la zona urbana de Laredo [Tesis de licenciatura, Universidad César Vallejo]. Repos-itorio UCV. https://repositorio.ucv.edu.pe/handle/20.500.12692/2251

Wilks,D., (2007). "Statistical methods in the atmospheric sciences, second edition." Meteorological Applications (Vol. 14, Issue 2). http://dx.doi.org/10.1002/met.16F

Pan, H.-L., & Wu, W.-S. (1995). Implementing a mass flux convection parameterization package for the NMC medium-range forecast model (Office Note No. 409). National Centers for Environmental Prediction (U.S.). https://repository.library.noaa.gov/view/noaa/11429

Zaidi, S. M., & Gisen, J. I. A. (2018). "Evaluation of Weather Research and Forecasting (WRF) Microphysics single moment class-3 and class-6 in Precipitation Forecast." MATEC Web of Conferences, 150, 10–13. https://doi.org/10.1051/matecconf/201815003007

Publicado

2025-04-05

Como Citar

Castillo Avila, G. M. ., & Guerrero Padilla, A. M. . (2025). Impacto de material particulado PM2.5 en la calidad del aire por la quema de Saccharum officinarum en Laredo, Trujillo-Perú. Revista CIENCIA Y TECNOLOGÍA, 21(1), 109-120. https://doi.org/10.17268/rev.cyt.2025.01.10

Edição

Seção

Artículos Originales