M ODELACIÓN DE LA C ONTAMINACIÓN A TMOSFÉRICA Gil Capote.
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MODELACIÓN DE LA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA
Gil Capote
MODELOS ¿POR QUÉ? Evaluaciones antes de:
Seleccionar localizaciones óptimas de futuros focos emisores
Definir la altura de emisión necesaria Otorgar licencias ambientales Evaluaciones de escenarios de desarrollo
Estudios de sensibilidad Estrategias de control de emisiones
Identificación de responsabilidades en los niveles de contaminación existentes en cada momento
Menos costosos que las mediciones
FENÓMENOS IMPLICADOS EN EL TRANSPORTE
DE CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS Elevación del penacho
Momento cinético Temperatura
Advección Viento
Difusión turbulenta Transformaciones
químicas Deposición y
asentamiento de la pluma
TIPOS DE MODELOS
Método de calculo• Determiníst
icos • (Modelos
de caja, Gaussianos, Diferencias finitas)
• Probabilísticos
Alcance espacial• Globales• Regionales • Locales,
de medio y corto alcance.
Resolución temporal• Climatológ
icos• A medio
plazo• Episódicos• Simulación
en tiempo real
Enfoque• Dispersión• Fotoquími
cos• Receptore
s
Escala Local•Gases con permanencia de varias horas, alcanzan de 50-100 km de distancia. Ej. Partículas, hidrocarburos…•Dependencia de la altura emisión•Altamente condicionados por las condiciones meteorológicas
Escala Regional •Gases con permanencia en la atmósfera de varios días , con capacidad para alcanzar unos pocos miles de Km. Ej. SO 2 y NOX.•Generación de contaminantes secundarios. Ej. O3 troposférico
Escala Global •Gases de larga permanencia. Ej. CO2, CH4, N2O•Contaminación atmosférica a largo plazo.
CAPACIDADES ACTUALES
MODELOS DE DISPERSIÓN GAUSSIANOS (AERMOD, CALPUFF)
Modelo regulatorio local EPA.
EstacionarioMeteorología
uniforme en todo el dominio
Efectos de descenso de la pluma por efecto de obstáculos
Perfiles verticales de viento , temperatura y turbulencia
Sistema AERMO
D
MODELOS DE DISPERSIÓN GAUSSIANOS (AERMOD)
Limitaciones
• Situaciones de campos de viento complejos. Ej. Líneas de costa, cambios topográficos bruscos dentro del dominio.
• Un solo contaminante por caso.• Mínimas transformaciones químicas.
MODELOS DE DISPERSIÓN GAUSSIANOS (CALPUFF)
WRF CALMET CALPUFF
Modelo regulatorio EPA de alcance regional (50-200km), resultados aceptables hasta 300km.
Modelo tipo Puff: la pluma continua es calculada como un número discreto de paquetes de material contaminante
MODELOS DE DISPERSIÓN GAUSSIANOS (CALPUFF)
Rejilla meteorológica tridimensional (modelación local en regímenes de vientos complejos)
Múltiples contaminantes
No estacionario (Emisiones variables en el tiempo).
Transformaciones químicas básicas. Se pueden obtener los valores de deposiciones y concentraciones de los sulfatos y los nitratos
Permite evaluar regímenes transitorios, condiciones de emergencia
Se puede usar para Diagnóstico y Pronóstico
MODELOS DE DISPERSIÓN GAUSSIANOS (WRF-CALMET)
•Datos de superficie •Datos de aire superior
CALMET Preprocesad
or meteorológi
co
•Generación rejilla meteorológica en altura
WRF Modelo
meteorológico
Máximas concentraciones horarias NO2
(μg/m3)
WEATHER RESEARCH AND FORECASTING (WRF) Modelo de calculo de variables meteorológicas
Compresible, no hidrostático, altamente configurable y eficiente computacionalmente. Requiere amplias capacidades de cálculo.
Dominios tridimensionales anidados de dos vías.
Aplicable a dominios tanto regionales como globales.
Posibilidad de mejora en los cálculos mediante la utilización de datos de estaciones meteorológicas locales.
MODELOS FOTOQUÍMICOS (CHIMERE)
Emplea modelos de transformaciones químicas mucho más complejos
• Varias fases• Mayor número de especies químicas, incluyendo compuestos orgánicos• Influencia de la radiación solar
Consideran entre las transformaciones químicas la formación de O3
Meteorología considerada de forma más precisa en el modelo
Requieren procesar las condiciones iniciales y de frontera.
Enfoque integrado. Mayores requerimientos de datos que los modelos anteriores. Requiere valores de fondo y emisiones de todas las fuentes en el dominio.
WRF CHIMERE
MODELOS FOTOQUÍMICOS CASOS DE ESTUDIO. (WRF)
CUBA-OCC-HAB
CUBA-CENTRO-CFGO
MODELOS FOTOQUÍMICOS CASOS DE ESTUDIO. (CHIMERE)
MODELOS DE RECEPTORES
COMPLETAMIENTO DEL CICLO ????