Modelación de la Contaminación Atmosférica Gil

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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
Alcance
espacial
Resolución
temporal
• Determinísticos
(Modelos de
caja,
Gaussianos,
Diferencias
finitas)
• Probabilísticos
• Globales
• Regionales
• Locales, de
medio y corto
alcance.
• Climatológicos
• A medio plazo
• Episódicos
• Simulación en
tiempo real
Enfoque
• Dispersión
• Fotoquímicos
• Receptores
Escala
Local
Escala
Regional
Escala
Global
• 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
• Gases con permanencia en la atmósfera de varios días , con
capacidad para alcanzar unos pocos miles de Km. Ej. SO2 y
NOX.
• Generación de contaminantes secundarios. Ej. O3 troposférico
• Gases de larga permanencia. Ej. CO2, CH4, N2O
• Contaminación atmosférica a largo plazo.
CAPACIDADES ACTUALES
Local
ISCST3
AERMOD
Regional
WRF-CALMET-CALPUFF
Fotoquímico
OZIPR
WRF-CHIMERE
Modelos de receptores
PCA
PMF
CMB
MODELOS DE DISPERSIÓN GAUSSIANOS
(AERMOD, CALPUFF)
Modelo regulatorio
local EPA.
 Estacionario
 Meteorología
uniforme en todo el
dominio
 Efectos de descenso
de la pluma por
efecto de obstáculos
 Perfiles verticales de
viento , temperatura
y turbulencia

AERSURFACE:
Uso de suelos.
AERMOD:
modelo de
dispersión
Sistema
AERMOD
AERMET:
datos
meteorológicos
AERMAP:
Topografía
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)

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)
WRF
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.
MODELOS FOTOQUÍMICOS
CASOS DE ESTUDIO. (WRF)
CUBA-OCC-HAB
CUBA-CENTRO-CFGO
MODELOS FOTOQUÍMICOS
CASOS DE ESTUDIO. (CHIMERE)
MODELOS DE RECEPTORES
COMPLETAMIENTO
DEL CICLO ????

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