Capítulo 6:Capítulo 6: Modelado de Contaminación del Modelado de Contaminación del AireAire

Resumen del CapítuloResumen del Capítulo

Introducción al Uso de Modelos Beneficios del Uso de Modelos Posibles Papeles Para el Uso de Modelos Requisitos de Información Para el Uso de

Modelos de Dispersión Actividad con Herramienta de Planeamiento

MCA

Papel del Modelado de Contaminación en el Aire en un Programa de Manejo de la Calidad del Aire.

Fuentes de Contaminación en el Aire

Monitoreo de laCalidad del Aire

Modelado de Contaminación

en el Aire

Análisis e Interpretaciónde Datos

Planeamiento y Desarrollo de

Estrategias de Control

Desarrollo de Leyes & Regulaciones

Desarrollo de Leyes & Regulaciones

Inventario deEmisiones

Introducción al ModeladoIntroducción al Modelado

El modelado provee una estimación matemática de la concentración de contaminantes alrededor de una fuente con base a:– Emisiones de fuente y parámetros de liberación

de emisiones– Datos meteorológicos– Área topográfica– Otra información relevante

Beneficios del ModeladoBeneficios del Modelado

Permite estimar las concentraciones de contaminantes de una fuente específica

Permite estimar las concentraciones según escenarios tomando en cuenta las peores condiciones.

Permite estimar las concentraciones de una fuente antes que sea construida

Los resultados pueden ser confirmados con datos de monitoreo

Posibles Papeles del ModeladoPosibles Papeles del Modelado Determinar cuáles fuentes contribuyen el mayor riesgo para la

salud y enfocar los recursos en controlar estas fuentes. (Exploración)

Estimar la tasa de emisión que puede rendir un nivel de concentración “seguro” para establecer los límites de las emisiones.

Estimar las concentraciones futuras de los contaminantes de las fuentes antes que sea permitido construirlas.

Estimar las reducciones emisión/concentración para varios escenarios de control de contaminación en el aire para equilibrar el riesgo para la salud y la economía.

Comparar concentraciones con los umbrales de riesgo para la salud para estimar el riesgo de una fuente.

Predecir el efecto de las actividades regulatorias en la calidad del aire.

Seleccionar un Modelo ApropiadoSeleccionar un Modelo Apropiado

La selección de un modelo para un análisis en particular de calidad del aire depende de ciertos factores, incluyendo:

La complejidad meteorológica y topográfica del área El nivel de detalle y exactitud necesaria para el

análisis Los recursos disponibles La competencia técnica del modelador El detalle y la exactitud de los datos disponibles (es

decir, inventario de emisiones, datos meteorológicos, datos de calidad del aire)

Información Necesaria para el Información Necesaria para el ModeloModelo De la Fuente Del Contaminante Meteorológica Topográfica Otra

Información de la FuenteInformación de la Fuente Tipo de Fuente(s)

– Puntual (estacionaria)

– De Área– Móvil (puede ser

una “fuente en línea”)

– Fugitiva– Biogénica

Información adicional de FuenteInformación adicional de Fuente Contaminantes que la fuente

emite Tasa de Emisión de cada

Contaminante Para fuentes puntuales,

parámetros de liberación de emisiones para cada punto de emisión:– Altura de la chimenea– Velocidad de las emisiones– Temperatura de las Emisiones– Diámetro de la chimenea– Localización

Para fuentes biogénicas, el uso de la tierra para cada cuadrícula definida.

Información de los ContaminantesInformación de los Contaminantes

Reactividad– Reactivo, se descompone rápidamente

en la atmósfera– Persistente, nunca se descompone

causando acumulación en el ambiente

MeteorologíaMeteorología

Modelos a largo plazo– Necesitan datos meteorológicos a largo plazo

(varios años) que incluyen:• Velocidades del viento• Direcciones del viento• Temperaturas ambientales• Clases de Estabilidad

Modelos a corto plazo– A menudo contienen varios de

los escenarios de meteorología de las peores condiciones que pueden ocurrir en cualquier lugar por periodos cortos de tiempo

TopografíaTopografía Muchos modelos suponen terrenos

planos para hacer la estimación de la concentración menos intensiva en cuanto a trabajo. Para la exploración esto es razonable

Si el terreno alrededor de la fuente está más alto que la fuente, las concentraciones al nivel del suelo serán subestimadas cuando se asume que el terreno es plano.

Algunos modelos permiten que se introduzcan alturas reales de los sitios receptores alrededor de la fuente para estimar la concentración a este nivel más alto del terreno.

Algunos modelos fueron desarrollados para topografía especial.

Otra Información DetalladaOtra Información DetalladaLa información adicional puede hacer que las concentraciones

de contaminantes sean más exactas:

Turbulencia Térmica- ¿Está el área alrededor

de la fuente urbanizada/pavimentada (inestable) o es rural (estable)?

Turbulencia Mecánica- ¿Existen edificios

alrededor del punto de liberación de emisiones que podrían cambiar la dispersión?

Modelos DisponiblesModelos Disponibles• La USEPA recomienda varios modelos de dispersión del aire en la

siguiente página de Internet: http://www.epa.gov/scram001/aqmindex.htm

• La USEPA también tiene un modelo multimedia que considera un aporte de la fuente a la contaminación en el aire, del agua y del suelo. La información acerca de este modelo está disponible en:http://www.epa.gov/asmdnerl/Multimedia/MIMS/MIMSdownload.html

• Los modelos para fuentes naturales y biogénicas están disponibles en:http://www.globeis.com y en http://www.epa.gov/asmdnerl/biogen.html

Utilizando los Resultados del Utilizando los Resultados del ModeloModeloEn general, los resultados de los modelos pueden ser

utilizados de las siguientes formas: Exploración

– Son usados para identificar los problemas o fuentes más críticas de calidad del aire que necesitan ser consideradas primero

– Pueden también indicar cuáles fuentes no constituyen un riesgo para la salud con base a los peores escenarios

Mejor estimación de la concentración:– Comparar los resultados de concentración de umbrales

detallados de corto o de largo plazo, crónico o de riesgo agudo para la salud, a fin de determinar si hay riesgo para la salud.

– Multiplicar la concentración(es) a largo plazo por el riesgo unitario de cáncer y así estimar el riesgo de cáncer.

Dónde Conseguir la Información Dónde Conseguir la Información Necesaria para el ModeladoNecesaria para el Modelado

Información de la Fuente– La información específica debe ser obtenida de cada fuente– Para información general, estimaciones o comparación con otras

fuentes similares, USEPA tiene datos de inventarios de emisión en:http://www.epa.gov/ttn/chief/

Información de los contaminantes disponibles USEPA– Hojas de Datos de Contaminantes (incluye propiedades físicas y

efectos sobre la salud). Disponible en: http://www.epa.gov/ttn/atw/hlthef/hapindex.html

– Valores de Umbral de Salud (estimaciones para riesgo unitario agudo, crónico y de cáncer). Disponible en:

http://www.epa.gov/ttn/atw/toxsource/acutesources.html

Repaso del CapítuloRepaso del Capítulo El Modelado de contaminación del aire puede ayudar

a estimar el aporte de fuentes específicas a la concentración ambiental de contaminantes en el aire.

El modelado puede ser usado en situaciones en que no puede utilizarse el monitoreo. Por ejemplo,– Comparar diferentes escenarios de control– Estimar los escenarios con las peores condiciones.– Estimar las concentraciones de futuras fuentes.

Todos los modelos involucran incertidumbre. Esta incertidumbre debería ser considerada siempre cuando se utilicen los resultados de los modelos.

Repaso del Capítulo Repaso del Capítulo (Continuación)(Continuación) Al seleccionar un modelo, pregunte “¿Cómo será

utilizado el modelo específico? y ¿Qué datos son necesarios para correr este modelo?”

Conforme recolecta los datos generales, tales como meteorológicos y topográficos de varias áreas en su país, el modelado se hace más fácil, menos costoso y más exacto.

Los resultados del modelado pueden variar de bastante exactos hasta presunciones rápidas, dependiendo de la calidad de los aportes de datos.

El modelado podría no ser necesario dependiendo de las necesidades de su programa de Manejo de Calidad del Aire.

Actividad con Herramienta de Planeamiento MCA