taller sobre elaboración de inventarios de emisiones y uso de modelos de calidad del aire

Taller sobre elaboración de Taller sobre elaboración de inventarios de emisiones y inventarios de emisiones y uso de modelos de calidad uso de modelos de calidad

del airedel aire

Congreso de Estudiantes de Ingeniería Química

ContenidoContenidoContenidoContenido

Introducción al uso de modelos de calidad del aire Conceptos básicos Tipos de modelos Modelo Screen (Estudio caso) Modelo ISC Modelo AERMOD

Taller sobre elaboración de inventarios de emisiones Taller sobre elaboración de inventarios de emisiones y uso de modelos de calidad del airey uso de modelos de calidad del aire


Modelos de SimulaciónModelos de Simulación

Normas/GuíasCalidad de AireNormas/GuíasCalidad de Aire

Fuentes de Emisión• Fijas• Móviles

ModelosMeteorológicos

ModelosMeteorológicos

Meteorología deSuperficie y Altura

Mediciones de Calidad

de Aire

Mediciones de Calidad

de Aire

Inventario de Emisiones

Inventario de Emisiones

Manejo de la calidad del aireManejo de la calidad del aire


Módulo 1 : Módulo 1 :

Elaboración de inventario Elaboración de inventario de emisiones atmosféricasde emisiones atmosféricas

Sumideros de contaminantes del aireSumideros de contaminantes del aire

Fuentes Efectos

Concen.Dispersión

transporte-turbulenciaEmisiones ConcentraciónTransformación

química

Vehículos

Industrias

Contaminantes primarios

Contaminantes secundarios

BiogénicasDomésticas Actividades

agrícolas

Vegetación

COV

SO2CONOxCO2

Partículas PartículasHNO3

H2SO4Smog fotoquímicoO3, PAN

Sol

Lluvia

…………

Módulo 1. Elaboración de inventarios de emisiónMódulo 1. Elaboración de inventarios de emisiónConceptos básicosConceptos básicos

Medidos directamente entre 0 y 10 m usando instrumentos convencionales e incluyen:

Radiación solar

Viento

Temperatura

Presión atmosférica

Humedad relativa

Albedo

Relación de Bowen

Cobertura de nubes

Precipitación

Parámetros con rol preponderante

en la contaminación atmosféricaParámetros con rol preponderante

en la contaminación atmosférica

Parámetros de superficie

Módulo 1. Elaboración de inventarios de emisiónMódulo 1. Elaboración de inventarios de emisiónOtros conceptos de interésOtros conceptos de interés

Parámetros con rol preponderante en la contaminación atmosférica

Parámetros con rol preponderante en la contaminación atmosférica

Parámetros de altura: medidos en capas verticales de la atmósfera mediante radio sondeos (2 veces al día) e incluyen:

Viento

Perfiles de temperatura

Parámetros de turbulencia

Parámetros de Altura

Módulo 1. Elaboración de inventarios de emisiónMódulo 1. Elaboración de inventarios de emisiónOtros conceptos de interésOtros conceptos de interés

Módulo 1. Elaboración de inventarios de emisiónMódulo 1. Elaboración de inventarios de emisiónInventarios de emisionesInventarios de emisiones

Un inventario de emisiones es un listado actualizado y amplio de las emisiones de contaminantes atmosféricos, por fuente, de un área geográfica específica durante un intervalo de tiempo determinado (USEPA, 1999).

Contenido Resumen de las emisiones estimadas por fuentes Información sobre su propósito Definición del área geográfica cubierta Especificación del intervalo de tiempo (anual, estacional, diario) Datos demográficos, laborales y económicos utilizados para el

cálculo de las emisiones

Inventario de emisionesInventario de emisiones

El inventario de emisiones es un instrumento estratégico para la gestión de la calidad del aire, que permite conocer los diferentes tipos de fuentes emisoras de contaminantes, así como los tipos de contaminantes que emite cada una de ellas. Con este instrumento es posible evaluar el impacto de las acciones contenidas en los programas para mejorar la calidad del aire.

La elaboración de un inventario de emisiones desagregado, preciso y actualizado es una tarea compleja que demanda la integración sistemática de la información en un marco de concurrencia institucional entre el gobierno local y federal.

Algunas experiencias internacionales señalan que son necesarios años de estudio y una considerable cantidad de recursos para elaborar y mantener un inventario completo de emisiones a la atmósfera.


Inventario de emisionesInventario de emisiones

Los inventarios de emisiones son conjuntos de datos para caracterizar las emisiones de contaminantes de las fuentes emisoras, que permiten: Identificar el tipo de contaminantes emitido Inventariar las características físicas de las fuentes Cuantificar la tasa de emisión de cada contaminante

Son los fundamentos para el diseño de los programas de calidad del aire

Son herramientas importantes en el manejo de las relaciones públicas entre las autoridades y la sociedad

Desarrollo de inventario de emisiones Desarrollo de inventario de emisiones


Determinar el cumplimiento de las diferentes regulaciones Desarrollar las condiciones para obtención de licencias de

funcionamiento Estimar impactos a la calidad del aire, en conjunto con el uso de

modelos de simulación de dispersión Establecer la aplicabilidad de los diferentes requerimientos

regulatorios Determinar las especificaciones para los sistemas de control Determinar créditos de emisiones Calcular cuotas de emisión y multas por emisión en exceso Satisfacer los requerimientos establecidos en las regulaciones en

cuanto a reportes Identificar áreas de incertidumbre en el inventario Analizar escenarios potenciales del tipo ¿Qué pasaría si..?

Usos de los inventarios de emisiones Usos de los inventarios de emisiones



Por lo general, las áreas de los inventarios se definen por la

división política

Con frecuencia las áreas del inventario son conjuntos de

jurisdicciones que experimentan problemas comunes de

calidad del aire

El tipo de inventario determina el área geográfica exacta que

se debe cubrirse

Alcance geográficoAlcance geográfico

Para cada categoría de fuente, los inventarios han de incluir:

Los procedimientos utilizados para recabar la información

Las fuentes de los datos

Copias de los cuestionarios y resultados

Citas y referencias para todos los factores de emisión

Los métodos utilizados para estimar las emisiones

Documentación completa de todas las suposiciones

Identificación de las fuentes no incluidas en el inventario

Lista de referencias


Información que debe incluir los inventarios de emisiones

Información que debe incluir los inventarios de emisiones

Pueden ser utilizados para numerosos y diversos propósitos:

Definir las fuentes de contaminación atmosférica “más importantes”

Evaluar los planes de manejo de la calidad del aire Evaluar la eficacia de las políticas en curso y propuestas

en materia de contaminación atmosférica Ofrecer un panorama de las tendencias en el tiempo Determinar el cumplimiento de los reglamentos sobre

emisiones Aportar datos para predecir la concentración de un

contaminante del aire

¿Cómo se utilizan los inventarios de emisiones?¿Cómo se utilizan los inventarios de emisiones?


Aportar datos para estudios sobre salud y efectos ambientales

Contribuir al diseño de los permisos de operación Apoyar en la evaluación de los efectos de nuevas

fuentes Asistir en la ubicación de nuevas estaciones de

monitoreo de calida de aire Llevar registro del cumplimiento de los programas de

canje de emisiones en curso Establecer las bases para futuros programas de canje de

emisiones

¿Cómo se utilizan los inventarios de emisiones?. Cont…¿Cómo se utilizan los inventarios de emisiones?. Cont…


Los inventarios de emisiones pueden variar enormemente en

tamaño y alcance. Algunas dependencias se limitan a estudiar

menos de 100 fuentes puntuales cada tres años, y sin embargo sus

inventarios pueden resultar adecuados para responder a preguntas

básicas sobre manejo de calidad del aire. Otros inventarios pueden

requerir un manual de cien páginas o más para orientar la

recopilación y transferencia de datos sobre emisiones.

Tamaño y alcance de un inventario de emisionesTamaño y alcance de un inventario de emisiones


Amplio Comparable Actualizado Consistente y coherente con otros Alta calidad Accesible al público Transparente Preciso Confidencialidad de la información limitada e

indicaciones sobre los datos que son confidenciales Base de datos electrónica, estandarizada


¿Cuáles son las características de un inventario de emisiones eficaz?

¿Cuáles son las características de un inventario de emisiones eficaz?

Clasificación de las fuentes de emisiónClasificación de las fuentes de emisión

• Fijas• Móviles

• Fijas• Móviles

Naturaleza Naturaleza Coberturaespacial

Coberturaespacial

• Puntuales• De área

• Puntuales• De área

• Naturales• Antrópicas• Naturales

• Antrópicas

OrigenOrigen


METODOLOGIAS BÁSICAS PARA LA ELABORACIÓN DE INVENTARIOS DE EMISIÓN

Encuestas

Mediciones

Modelos

Factores de emisión

Balance de materiales


El método de estimación de las emisiones depende de la naturaleza de la actividad considerada y de la disponibilidad de la información de base. La elección del método está orientado a obtener un resultado más preciso de las emisiones de cada actividad examinada. Los métodos de estimación aplicados para la elaboración de un inventario se pueden clasificar en cuatro grandes categorías:

1. Mediciones in situ2. Balance de materiales3. Modelos funcionales estadísticos modelaje/correlación4. Uso de factores de emisión factores y variables de

actividades5. Encuestas6. Extrapolaciones

Métodos de estimación de las emisionesMétodos de estimación de las emisiones


Jerarquías para la estimación de emisiones Jerarquías para la estimación de emisiones

Muestreo en la Fuente

Modelación de Emisiones

Factores de EmisiónBasados en Procesos

Encuestas

Balance de Materiales

Factores de EmisiónBasados en Censos

Extrapolación

Co

sto

s C

rec

ien

tes

Confianza creciente en el Cálculo


Son mediciones directas de la concentración de contaminantes en un volumen conocido de gas y de la tasa de flujo del gas en la chimenea. Son utilizados con mayor frecuencia para fuentes de emisión por combustión.

Medición continua Mediciones a intervalos periódicos

Los métodos basados en la observación directa se utilizan en relación sobre todo a los grandes focos puntuales. En concreto la medición directa se ha empleado, por ejemplo, en las determinaciones de:

SO2, NOx en las centrales térmicas SO2, en refinerías y plantas de ácido sulfúrico NOx en plantas de ácido nítrico COVNM en líneas de pintado de automóviles SO2, NOx en las plantas de pasta de papel

Métodos basados en mediciones in situMétodos basados en mediciones in situ


Ejemplo de sistema de monitoreo continuo de emisiones Ejemplo de sistema de monitoreo continuo de emisiones

Opacímetro

Acondicionamiento demuestra

Analizadores

Sistema de adquisición de datos


Sistema de monitoreo discontinuo de emisiones Sistema de monitoreo discontinuo de emisiones

En la siguiente figura aparece un equipo de muestreo especificado por el método de referencia 5 de la EPA para la medición de partículas. Comúnmente referido como el "método tren 5", esta configuración de muestreo puede modificarse para medir varios contaminantes. El método tren 5 consiste en una sonda de muestreo, un filtro ubicado en una caja calentada, una serie de percutores y equipo auxiliar como una bomba, contador de gas seco y manómetros para medir los cambios de presión. La sonda recoge la muestra que pasa a través de un filtro donde queda atrapado el material particulado. Luego el gas pasa por los percutores sumergidos en hielo para remover la humedad del flujo de gas. El contador de gas mide la tasa de flujo, mientras que la bomba y manómetros se usan para mantener las condiciones isocinéticas durante el período del muestreo. La isocinética se define como la relación entre el flujo de gas de una chimenea con el flujo de gas de una sonda de muestreo. Es importante que estos flujos permanezcan iguales para recopilar una muestra representativa.


Parte del principio de que el material que entra, debe ser igual al que se utiliza en el proceso, más el que se emite. El método de balance de materiales, es adecuado para estimaremisiones asociadas con la evaporación de solventes y emisiones de compuestos que contienen azufre.

A su vez en esta categoría se pueden distinguir los basados en:

Balance simple de materiales Balance completo

Métodos basados en balance de materialesMétodos basados en balance de materiales


Estos métodos se basan en los resultados de trabajos previos de estimación de relaciones funcionales o de correlaciones entre ciertas variables físico-químicas y las emisiones de determinadas actividades.

Modelo TANKS para estimar emisiones de HC en tanques de almacenamiento

Modelo Water9 para estimar emisiones en sistemas de tratamiento de agua

Modelo Landgem para estimar emisiones en rellenos sanitarios Modelo PCBEIS para calcular las emisiones de HC y NOx provenientes

de la vegetación y del suelo MOBILE para obtener las emisiones de HC, NOx y CO que generan los

automóviles Modelo FAEED para calcular las emisiones generadas por los aviones PM CALCULATOR para estimar emisiones de partículas

Métodos basados en modelos estadísticos: modelaje/correlaciónMétodos basados en modelos estadísticos: modelaje/correlación


Los factores de emisión (FE) se usan con frecuencia para estimar las emisiones de diferentes tipos de fuentes:Basados en “masa de contaminante por unidad de actividad

Ejemplo: gramos de CO/kilómetro recorrido por vehículoConfiabilidad de las factores de emisión

Los factores de emisión de la USEPA están clasificados en A,B,C, D y E.

“A” se considera el más confiable para un tipo dado de fuente –probablemente se basan en mediciones en la fuente.

Las clasificaciones más bajas indican que ésa es la confianza que se puede tener en ese factor de emisión.


Método basado en el uso de factores de emisión

Método basado en el uso de factores de emisión

Ecuación general

E = A x EF (1- ER/100)

donde:E = emisiónA: taza de actividadEF = factor de emisión, yER = eficiencia de reducción de emisión, %

Estimación de emisiones usando factores de emisiónEstimación de emisiones usando factores de emisión


Encuestas Encuestas


Una encuesta es la técnica que se usa por lo común para recabar datos para los inventarios de emisiones de fuentes puntuales. El cuestionario debe enviarse a cada planta solicitando información acerca de las características de cada uno de sus dispositivos emisores.

También se puede usar el método de encuesta para reunir la información necesaria para calcular las estimaciones de fuentes de área o para desarrollar factores de emisión específicos para una región que sirvan para hacer ciertas estimaciones de emisiones de fuentes de área.

Ejemplo de encuestasEjemplo de encuestas

Diseñar Cuestionario

Obtener Información sobre todas las Instalaciones

Completar los Cuestionarios para

cada Fuente Puntual de Emisión

Estimar Emisiones Totales y para cada

Fuente Puntual Encuestada

Instalación Industrial #1




ExtrapolacionesExtrapolaciones


Los datos de emisiones de un tipo de proceso o de planta, pueden ser extrapolados a tipos de fuente o de planta similares. Este tipo de extrapolación se usaría para hacer estimaciones de emisiones de fuentes puntuales.

En otros casos si se puede argumentar que las condiciones socioeconómicas entre dos o más regiones geográficas son comparables los datos disponibles de emisiones de fuentes de área para una región pueden ser extrapolados a las demás regiones basándose en datos de población y de empleo.

Este enfoque también puede usarse cuando la agencia encuesta solamente una fracción de las fuentes de área dentro de una categoría dada. En este caso se usa el empleo como indicador para “escalar” el inventario para contabilizar de manera colectiva las fuentes de emisión y las emisiones en el inventario de fuentes de área.

Ejemplo de ExtrapolacionesEjemplo de Extrapolaciones

Producción de Petróleo Crudo de la Refinería A

Producción de Petróleo Crudo de la Refinería B

Terrenos Agrícolas en elEstado A

Número de Empleados en Instalaciones de Artes Gráficas

encuestadas

Número Total de empleadosen instalaciones de Artes Gráficas

en el Área

Terrenos Agrícolas en elEstado B

Emisiones de laRefinería A

Emisiones de laRefinería B

Emisiones de quemas agrícolas en el Estado A

Emisiones de quemas agrícolas en el Estado B

Emisiones de las Instalacionesde Artes Gráficas Encuestadas

Emisiones del número total de Instalacionesde Artes Gráficas en el Área


Uso de modelos de Uso de modelos de calidad del airecalidad del aire

Curso sobre elaboración de inventarios de emisiones Curso sobre elaboración de inventarios de emisiones y uso de modelos de calidad del airey uso de modelos de calidad del aire

Sólo gases

Gases y partículas

En el segundo caso, se tiene que si el diámetro de las partículas es igual o

menor que 20 µm su velocidad de sedimentación es muy baja por lo que se

desplazará igual que el gas en el cual se encuentra sumergida a diferencia de

las partículas grandes cuya velocidad de sedimentación es más alta y por lo

tanto se tendrá una concentración de las partículas mayor a nivel del suelo que

del contaminante gaseoso.

Módulo 2. Uso de modelos de calidad del aireMódulo 2. Uso de modelos de calidad del aire

SO2 NOx

CO COV

SO2 NOx

CO COV

Tipos de emisiones provenientes de una chimeneaTipos de emisiones provenientes de una chimenea

Son protocolos matemáticos que proporcionan estimaciones de concentración de contaminante en función de una serie de parámetros meteorológicos, químicos, topográficos y de cantidad y velocidad de emisión.

Parámetros de entrada:

Cantidad de contaminante emitida por unidad de tiempo. Posición y altura de emisión Velocidad y dirección de los vientos dominantes. Estabilidad atmosférica. Altura de

mezclado Comportamiento químico del contaminante: posibles reacciones, vida media

¿Qué son los modelos de dispersión atmosférica?¿Qué son los modelos de dispersión atmosférica?


Todos los modelos de concentración están basados en balances de materia en el interior de un determinado volumen de aire:

Fundamento básicoFundamento básico


Son una herramienta valiosa en la gestión ambiental, ya que relaciona las concentraciones ambientales de los diferentes contaminantes directamente con sus fuentes de emisión (en el caso de los contaminantes primarios como el CO), o con la emisión de sus precursores (en el caso de los contaminantes secundarios como O3), así como con las condiciones topográficas, de uso de suelo y la meteorología. Esto es, los modelos de calidad del aire son una herramienta que permite predecir los cambios en las concentraciones ambientales de distintas especies químicas a lo largo de un día o periodos mayores como resultado de cambios en las condiciones iniciales y en consecuencia ofrecen la posibilidad de evaluar la efectividad de diferentes medidas de control de emisiones antes de su aplicación.

Pmax P1


Utilidad de los modelos de calidad de aireUtilidad de los modelos de calidad de aire

Tipos de modelos de calidad de aireTipos de modelos de calidad de aire

•Determinísticos•Estadísticos•Determinísticos•Estadísticos

•Probabilisticos•De difusión•Gaussianos

•Probabilisticos•De difusión•Gaussianos

Según alcance espacial

Según alcance espacialSegún

orientaciónSegún

orientaciónSegún resolución temporal

Según resolución temporal

Según método de simulación

Según método de simulación

RegionalesRegionales

•Mediano alcance•Corto alcance•Mediano alcance•Corto alcance

LocalesLocales

•Climatológicos•A mediano plazo•Episódicos•En tiempo real

•Climatológicos•A mediano plazo•Episódicos•En tiempo real Diferencias

finitasDiferencias

finitas

•Eulerianos•Lagrangianos•Eulerianos•Lagrangianos


Estimación de la concentración de un contaminante en ausencia de un equipo de monitoreo

Localizar áreas en las cuales pueden existir altas concentraciones de contaminantes y por lo tanto hay riesgos de efectos sobre la salud de la población

Evaluar impactos en casos de accidentes nucleares o industriales y derramamiento de sustancias químicas tóxicas, ya que es posible calcular la dirección y dispersión, así como el área crítica de concentración de las sustancias tóxicas

Para estimar la efectividad de sistemas de control

Análisis de impacto en la calidad del aire por los contaminantes atmosféricos

Para calcular los límites de emisión que se requieren para satisfacer los estándares de calidad de aire

Para apoyar diseño de chimeneas

Aplicaciones de los modelos de dispersión atmosféricaAplicaciones de los modelos de dispersión atmosférica


El tipo de contaminante y sus características (propiedades físicas y químicas)

La disposición espacial y temporal para los cálculos

La topografía del suelo (urbano y rural)

Meteorología del lugar

Recursos computacionales y humanos

Los medios con los que se cuentan para validar el modelo (equipos para pruebas experimentales)

Aspectos a considerar al momento de seleccionar un modelo de dispersión atmosférica

Aspectos a considerar al momento de seleccionar un modelo de dispersión atmosférica


Pasos para simular la dispersión de contaminantes del airePasos para simular la dispersión de contaminantes del aire

Identificación de las fuentes contaminantes

Caracterización de las fuentes

Identificación de las áreas/receptores sensibles

Selección del modelo a utilizar

Recopilación, procesamiento y análisis de la información meteorológica y de topografía disponible para el modelo

Ejecución de las corridas del modelo y análisis de los resultados

Inclusión de la información de niveles de background relevante

Comparación de los resultados con las guías/regulaciones existentes y evaluación de efectos


Protocolo para el uso de modelos de dispersión atmosféricaProtocolo para el uso de modelos de dispersión atmosférica

Archivo de control de corrida

Datos de lasfuentes de emisión

Datos de receptores y terreno

Información del archivo de datos meteorológicos

Modelo

Archivos de salida

Archivo de datos meteorológicos


Modelos de receptores

Modelos de dispersión

De barrido

Modelos de simulación de la US EPAModelos de simulación de la US EPA


Categorías Alternos

Regulatorios

MODELOS REGULATORIOSMODELOS REGULATORIOS


ISCST3-Industrial Source Complex-Short TermUtilizado en estudios más detallados de máximo impacto sobre la calidad del aire. Su propósito es computar la concentración de corto alcance o los valores de deposición para situaciones de múltiples fuentes, en una localidad especifica.

Archivos:ISCST.ZIP 1.65 MB 02/27/02 (Executable, Source, Test Cases)ISC3V1.PDF 1.16Mb (User's Guide - Volume 1 - with Addendum)ISC3V2.PDF 570 Kb (User's Guide - Volume 2 - with AddendumISC3UG.ZIP 552 Kb 04/27/00 (User's Guides - All Volumes - WP format)

ISCLT3-Industrial Source Complex-Long TermEs usado para modelar las emisiones con períodos promedios de largo alcance

Archivos:ISCST.ZIP 1.65 MB 02/27/02 (Executable, Source, Test Cases)ISCLTSRC.ZIP 134,493 bytes 09/18/95 (ISCLT3 Source Code (Lahey and Microsoft))AREALTL.ZIP 7,787 bytes 09/18/95 (Area Source Test Case (Lahey))TEST-LTL.ZIP 19,979 bytes 09/18/95 (Original ISCLT Test Case (Lahey)ISC3V1.PDF 1.16Mb (User's Guide - Volume 1 - with Addendum)ISC3V2.PDF 570 Kb (User's Guide - Volume 2 - with AddendumISC3UG.ZIP 552 Kb 04/27/00 (User's Guides - All Volumes - WP format)


ISC-PRIME-Industrial Source Complex-Plume Rise Model EnhancementsEste programa está siendo evaluado como la próxima generación de modelos building downwash. La versión del modelo ISC tiene un nuevo conjunto de algoritmos y han sido nombrados ISC-PRIME.

Archivos:ISCPRIME ISC-PRIME ReadMe. (Read First) (TXTUSEGUIDE ISC-PRIME User's Guide. (235K) TEKPAPR1 Technical Papers presented at '98 AMS Conference.TEKPAPR2 (19K), (32K) EVALRPT Evaluation of ISCST3/ISC-PRIME. (262K) Graphics not included. CONSQPAPR Technical paper on above Consequence Analysis.(22K) PRMRPT EPA Staff Report on ISC-PRIME. (903K)ISCPRMSR ISC-PRIME and BPIPPRM source codes. (217K,ZIP)PRMTESTS Executables, met data, test cases for ISC-PRIME and BPIPPRM. (639K,ZIP)PRIMPLDN Draft: Development and Evaluation of the PRIME Plume Rise and Building

Downwash Model (published in the March 2000 issue of JAWMA 50: 378 390). This document serves as a benchmark that demonstrates the performance of this algorithm as implemented in ISC3. (If difficulty is encountered in printing pages containing equations the use of a PostScript driver is suggested.)


Nueva generación de sistema de modelación de dispersión. Consiste de tres componentes -AERMOD (modelo de dispersión de aire), AERMET (procesador de datos meteorológicos) y AERMAP (procesador del terreno).

Archivos:Actualización: AERMOD (con PRIME downwash) versión 02222BetaAERMODB.ZIP 542 KB 8/15/02 (AERMOD Executable)AERMODUGB.PDF 1.1 MB 8/15/02 (AERMOD User's Guide)AERMODSRB.ZIP 308 KB 8/15/02 (AERMOD Source Code)AERMODEXB.ZIP 20 KB 8/15/02 (AERMOD Test Case)AERMET version 02222 BetaAERMETREADME.TXT 3 KB 8/15/02 (AERMET readme - read first)AERMETB.ZIP 461 KB 8/15/02 (AERMET Stage 1, 2 & 3 Executables)AERMETUGB.ZIP 606 KB 8/15/02 (AERMET User's Guide – with Addendum changes)AERMETSRB.ZIP 314 KB 8/15/02 (AERMET Source Code)AERMETEXB.ZIP 2.77 MB 8/15/02 (AERMET Test Case)AERMAP version 03107 BetaAERMAPREADMEB2.TXT 5KB 4/28/03 (Brief description of AERMAP)AERMAPUGB2.PDF 325 KB 4/28/03 (AERMAP User's Guide)AERMAPSRB2.ZIP 78 KB 4/28/03 (AERMAP Source Code)AERMAPEXB2.ZIP 304 KB 4/28/03 (AERMAP Executable)DEMFILZ.ZIP 205 KB 4/28/03 (SDTS to DEM conversion)AERMAPTCB2.ZIP 2.1 MB 4/28/03 (AERMAP Test Case)


AERMODAERMOD

CALINE3 (California Line Source Dispersion Model)Modelo de calidad de aire utilizado para predecir la concentración de los contaminantes cerca de las intercepciones de vías. El CAL3QH es una versión mejorada del CALINE3, con un algoritmo adicional para el tráfico para estimar la longitud queue en las intersecciones con luces de frenado de tráfico.

Archivos:CALINE3.ZIP 52,564 bytes 06/13/91 (PC version EXE included)CALINE3D.ZIP 23,009 bytes 08/31/93 (CALINE3 WP Format)

CALINE 4 (California Line Source Dispersion Model)CALINE4 es un programa de modelaje para evaluar los impactos en la calidad del aire cerca de instalaciones de transporte. Está basado en ecuaciones de difusión Gaussiana y emplea el concepto de zona de mezclado para caracterizar la dispersión de los contaminantes en las vías de transito vehicular.

Archivos:ZCALINE4.EXE 2,127KB 04/13/99 (Windows Interface and EXE included)CL4GUIDE.PDF 390 KB 09/10/98 (User's Guide for CALINE4 Interface)CALINE41989.PDF 7.7 MB 06/89 (Manual for the CALINE4 Model)


CAL3QHCEl CAL3QH es una versión mejorada del CALINE3, con un algoritmo adicional para el tráfico para estimar la longitud queue en las intersecciones con luces de frenado de tráfico.

Archivos:CAL3QHC.ZIP 323,189 bytes 10/19/95 (PC version EXE included)CAL3QHCD.ZIP 130,608 bytes 10/19/95 (User's Guide/WP 5.1-CAL3QHCR Addendum

included)

FDMFDM (Fugitive Dust Modeling) es un modelo de calidad de aire diseñado para computar los impactos de la concentración y deposición de las fuentes fugitivas de polvo

Archivos:FDM1.ZIP 383,939 bytes 10/08/93 (FDM.EXE, Source Code, and Readme.txt)FDM2.ZIP 389,660 bytes 10/07/93 (FDM test case and postprocessor)FDMD.ZIP 116,736 bytes 10/07/93 (FDM User's Guide in WP5.1)


UAM-IV (Urban Airshed Model)

UAM-IV en un modelo se simulación numérica tridimensional, tipo malla, de escala urbana. El modelo incorpora mecanismos para la cinética y fotoquímica de atmósfera urbanas. UAM-IV está diseñado para calcular las concentraciones de ozono (O3) bajo condiciones de corta duración para episodios en un lapso de uno o dos días resultado de las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx), compuestos orgánicos volátiles y monóxido de carbono (CO)

Archivos:UAMREAD.TXT 3 KB (Read This First)UAM.ZIP 5.33 MB (UAM-IV Modeling System) UAMUG.ZIP 226 KB (User's Guide for UAM-IV)


MODELOS DE SONDEOMODELOS DE SONDEO


SCREEN3El SCREEN3 es usado para estimar la concentración máxima a nivel del suelo para una fuente es particular (fuente puntual, de área, de volumen, mechurrio) y puede ser usado en terreno plano o elevado.

Archivos:SCREEN3D.ZIP 73,099 bytes 9/14/95(SCREEN3 User's Guide)SCREEN3.ZIP 155,090 bytes 9/14/95 (SCREEN3.EXE, Source Code, README.TXT)

TSCREENModelo de sondeo para determinar el máximo impacto de corto alcance proveniente de las emisiones de compuestos tóxicos.

Archivos:TSCREEN1.ZIP 567,607 bytes 12/02/92 (TSCREEN, File 1)TSCREEN2.ZIP 193,114 bytes 12/02/92 (TSCREEN, File 2)TSCREEN3.ZIP 342,711 bytes 10/02/95 (TSCREEN, File 3)TSCREEN4.ZIP 182,152 bytes 10/02/95 (TSCREEN, File 4)TSCRCODE.ZIP 418,871 bytes 10/02/95 (TSCREEN Source Code)TSCREEND.ZIP 40,448 bytes 07/24/94 (TSCREEN User's Guide - WP 5.1)TSCRD1.ZIP 345,611 bytes 06/15/93 (TSCREEN Workbook, File 1)TSCRD2.ZIP 598,241 bytes 06/15/93 (TSCREEN Workbook, File 2)TSCRD3.ZIP 693,239 bytes 06/15/93 (TSCREEN Workbook, File 3)TSCRD4.ZIP 688 bytes 06/16/93 (TSCREEN Workbook, File 4)


VISCREENModelo inicial de sondeo para visualizar el impacto causado por las emisiones a la atmósfera

Archivos:VISCREEN.ZIP 121,369 bytes 08/11/92 (PC version EXE Included)VISCRDU.ZIP 35,813 bytes 07/16/93 (User's Guide Update-WP 5.1)

CTSCREENModelo de sondeo para terreno complejo usado por el CTDMPLUS

Archivos:CTSCRN1.ZIP 332,248 bytes 03/30/94 (Readme, PC EXE, Test Case)CTSCRN1E.ZIP 254,194 bytes 03/30/94 (Extended memory executable)CTSCRN2.ZIP 125,887 bytes 05/25/94 (Source Code)CTSCSUP.ZIP 12,823 bytes 03/17/93 (Supplement to User's Guide)CTPLSMOD.ZIP 117,813 bytes 03/18/93 (Report on modifications to CTSCREEN/CTD)CTSCREEN.ZIP 109,925 bytes 04/30/91 (User's Guide-WP 5.1)CT-NOTES.TXT 9,904 bytes 08/09/93 (Notes on Terrain Input to CTDM+/CTSCREEN)


MODELOS PARA EPISODIOS DE EMERGENCIA

MODELOS PARA EPISODIOS DE EMERGENCIA


SLABModelo de dispersión atmosférica para emisiones más densas que el aire desarrollado por el Laboratorio Nacional de Lawrence Livermore . Cuatro tipos de casos se pueden tratar con este modelo: Evaporación pool a nivel del suelo, elevado jet horizontal, chimenea o jet elevado y fuente de volumen instantánea.

Archivos:SLAB.EXE 121 KB 04/06/94 (SLAB Model executable for dense gas dispersion)SLAB.ZIP 109 KB 04/06/94 (SLAB Model for dense gas dispersion – includes model executable

and source code.)SLAB.PDF 6.09 MB 11/18/99 (SLAB User's Manual - Adobe Acrobat)SLABMAN.PDF 385,339 bytes 08/26/97 (SLAB User's Manual – Adobe Acrobat)SLABMPS.ZIP 395,495 bytes 07/08/97 (SLAB User's Manual - Postscript)

DEGADISModelo matemático de dispersión que puede ser usado como un alcance modelo refinado para estimar las concentraciones ambientales de corto alcance y el área esperada de exposición a las concentraciones por encima de los valores de límite umbral para emisiones de químicos tóxicos.

Archivos:DEGSRC.ZIP 265,013 bytes 09/15/92 (DEGADIS Fortran Source Code)DEGEXE.ZIP 691,191 bytes 11/24/92 (DEGADIS executable)README.DOC 33,654 bytes 08/24/92 (Installation and information)DEGUGV1.PDF 2.50 MB 11/18/99 (Technical Document)DEGUGV2.PDF 3.77 MB 11/18/99 (DEGADIS User's Guide)


Modelo de dispersión atmosférica

SCREEN3Modelo de dispersión atmosférica

SCREEN3

PROPÓSITO

El modelo SCREEN fue desarrollado para proveer un método fácil para obtener estimados de la concentración de contaminantes basado en los procedimientos de barrido.

El SCREEN3 es un modelo que se utiliza para estimar la concentración máxima y la distancia de ocurrencia a nivel del suelo para una determinada fuente de emisión de contaminantes del aire (fuente puntual, mechurrio, fuente de área o fuente de volumen) que puede ser aplicado para terrenos planos o elevados.


La mayoría de las técnicas que se usan en el modele SCREEN se basan en suposiciones y métodos comunes a otros modelos de dispersión EPA.

SCREEN usa un modelo de pluma Gaussiana que incorpora factores relacionados a la fuente y factores meteorológicos para calcular la concentración de contaminantes de fuentes continuas. Se asume que el contaminante no experimenta ninguna reacción química, y que ningún otro proceso de remoción (como deposición húmeda o seca) actúa sobre la pluma durante su transporte desde la fuente.

Fundamentos técnicosFundamentos técnicos


CaracterísticasCaracterísticas

Modela una sola fuente, que puede ser: puntual, de área, de volumen o tipo flare (mechurrio)

Estima concentraciones máximas a nivel del suelo, y la distancia de ocurrencia

Incorpora efecto “building downwash”; zonas de recirculación de la cavidad; rompimiento de la inversión y borde de fumigación; dispersión por flotación inducida (“buoyancy-induced dispersion”, BID)

Opción de terreno complejo, para casos donde la elevación del terreno excede la altura de la chimenea

Determina elevación de la pluma para los flares

Examina el intervalo completo de estabilidades atmosféricas y velocidades de viento para encontrar el máximo impacto

Se recomienda para distancias mayores de 100 m, y alturas de la pluma inferiores a 300 m. Resultados fuera de estos rangos deben ser interpretados con precaución


Una computadora personal (PC) compatible con IBM que tenga por lo menos 256KB de RAM.

Una unidad de disco (drive) para disco magnético de 5 1/4 pulgadas y de doble densidad (360KB) o uno de 5 1/4 pulgadas y de alta densidad (1.2MB).

El programa se ejecuta con o sin un co-procesador matemático. El tiempo de ejecución se beneficiará grandemente si un co-procesador matemático está presente (a un factor de 5 en tiempo de ejecución aproximadamente), y además se beneficiará del uso de la unidad del disco duro.

SCREEN escribirá la fecha y la hora en el archivo de información de salida, siempre y cuando un reloj de tiempo real esté disponible.

¿Qué se necesita para usar SCREEN?¿Qué se necesita para usar SCREEN?


DATOS DE ENTRADA

Tasa de emisión (g/s)

Altura de la chimenea (m)

Diámetro interno de la chimenea (m)

Velocidad de salida de los gases de la chimenea (m/s) o

Tasa de flujo (pie3/min o m3/s)

Temperatura de salida de los gases (K)

Temperatura ambiente (ºK) (usar 293ºK si no se conoce)

Altura de receptor por encima del nivel del suelo (m)

Opciones Urbana/Rural (U = urban, R = rural)

Fuentes puntualesFuentes puntuales


DATOS DE ENTRADA

Tasa de emisión (g/s)

Altura del flare (m)

Tasa total de calor liberado (cal/s)

Altura del receptor por encima del nivel del suelo (m)

Opciones Urbana/Rural (U = urbana, R = rural)

Premisas: Temperatura ambiente de 293 °K, Velocidad de salida de 20 m/s Temperatura de salida de 1.273 °K El 55% del calor total se pierde por radiación. La elevación de la pluma se calcula desde el tope de la llama, asumiendo

que la llama tiene una curvatura de 45°

Fuentes tipo flareFuentes tipo flare


DATOS DE ENTRADA

Tasa de emisión [g/(s-m2)]

Altura de la fuente (m)

Longitud máxima del área rectangular (m)

Longitud mínima del área rectangular (m)

Altura del receptor por encina del nivel del suelo (m)

Opción Urbana/Rural (U = urbana, R = rural)

Opción de búsqueda de dirección del viento (si no, especificar el ángulo deseado)

Consideraciones: Para este tipo de fuentes, no se consideran los efectos por terreno

complejo, elevación simple del terreno,” building downwash”, ni fumigación. Temperatura de salida de 1.273 °K

Las distancias se calculan desde el centro del área rectangular.

Fuentes de áreaFuentes de área


DATOS DE ENTRADA

Tasa de emisión [g/(s-m2)]

Altura de la fuente (m)

Longitud máxima del área rectangular (m)

Longitud máximo del área rectangular (m)

Altura del receptor por encima del nivel del suelo (m)

Opción Urbana/Rural (U = urbana, R = rural)

Opción de búsqueda de dirección del viento (si no, especificar el ángulo deseado)

Consideraciones: Para este tipo de fuentes, no se consideran los efectos por terreno

complejo, elevación simple del terreno,” building downwash”, ni fumigación. Temperatura de salida de 1.273 °K

Las distancias se calculan desde el centro del área rectangular.

Fuentes de volumenFuentes de volumen



Modelo de dispersión Modelo de dispersión atmosféricaatmosféricaAERMODAERMOD

El AERMOD es un modelo de pluma en estado estacionario, diseñado para ser aplicado a emisiones y condiciones meteorológicas que puedan ser asumidas estacionarias. Para calcular la concentración incorpora el concepto de flujo y dispersión en terreno complejo.

El modelo puede manejar decaimiento del contaminante durante el transporte producto de reacciones químicas o por otro proceso de remoción, tales como deposición húmeda o seca.

IntroducciónIntroducción

El AERMOD corre en un computador IBM-PC compatible con un mínimo de8Mb de memoria RAM y sistema operativo MS-DOS 3.2. Es altamente recomendable que el PC posea chip de coprocesador matemático.

Requerimientos


En los EEUU, la EPA mantiene una guía para Modelos de Calidad de Aire en el Apéndice W del 40 CFR Part 51. El AERMOD está proponiéndose actualmente para la inclusión en esta guía, y se ha sometido para la revisión pública y comentarios. Actualmente, el modelo incluido en esta guía es el ISC

En general, las aplicaciones de modelos deben llevarse a cabo de acuerdo con un protocolo que debe ser revisado y aprobado por el la agencia antes de ejecutar el estudio. El protocolo debe identificar el modelo específico, opciones modeladas y datos de entrada a ser usados para la aplicación particular.

En Venezuela, la legislación vigente (Decreto 638) no contempla el uso de modelos, sin embargo, la última versión de la nueva norma que está en discusión permite el uso de modelos para la ubicación de estaciones de muestreo (Art. 6), y para regular las emisiones de los mechurrios (Art. 55).

Aplicación legalAplicación legal


El AERMOD contiene una opción “regularoria”, que al activarla considera diversos parámetros y crirerios establecidos en las “guías para modelos de calidad de aire”. Las opciones por defecto incluídas como regulatorias son:

Opciones regulatoriasOpciones regulatorias

Usa algoritmos de terreno elevados que requieren entrada de datos de altura de terreno

Use el “downwash” de chimenea-punta (salvo el “downwash” de Schulman-Scire)

Usa las rutinas de proceso de calmas Usa las rutinas que procesan los datos ausentes Usa las estimaciones de concentración de límite superior para fuentes

influenciadas por “building downwash” Usa una media vida de 4-horas para el decaimiento exponencial de SO2 para

las fuentes urbanas


El modelo es capaz de manejar fuentes múltiples puntuales, de volumen, y de área. También pueden modelarse las fuentes de la línea como un cordón de fuentes de volumen o como fuentes de área largas.

Pueden especificarse varios grupos de fuentes en una sola corrida, con las contribuciones de la fuente combinadas para cada grupo.

El modelo contiene los algoritmos para modelar los efectos de “downwash” aerodinámico debido a los edificios cercanos a las fuentes de emisión de puntuales.

La versión actual del AERMOD no incluye los algoritmos para modelar la deposición de las emisiones de partículas.

Permite variar las emisiones por mes, estación, hora del día, u otros períodos optativos de variación.

Opciones de fuentes de emisiónOpciones de fuentes de emisión


Permite combinar varias mallas de receptores de diferente densidad en una misma corrida.

No hay ninguna distinción entre el terreno elevado debajo de la altura de la descarga y el terreno sobre la altura del descarga, como con modelos regulatorios anteriores que distinguieron entre el terreno simple y el terreno complejo.

Para aplicaciones que involucran el terreno elevado, el usuario debe

introducir también una altura de colina escalar (“hill height scale”) junto con la elevación del receptor, la cual se obtiene utilizando el preprocessor del terreno AERMAP desarrollado por la EPA.

Opciones de receptoresOpciones de receptores


AERMAP

AERMET

Topografía

Meteorología

Emisiones

AERMOD

Pre-procesadores

*.map

*.pfl*.sfc

Control de lasimulación

*.inp

Archivos de entrada


AERMOD

Sitios de ocurrencia de las máximas concentraciones

Concentraciones máximas y promedio en diferentes períodos horarios

Archivos para generación de isolíneas de concentración


El propósito primario del AERMAP es determinar la balanza de altura

balanceada (“height scale” o HILL) para cada receptor

Además puede ser utilizado como herramienta para extraer

datos topográficos de archivos con formatos comunes y

disponibles


AERMAPAERMAP

AERMAP

Archivo de control delprograma

Archivo con información de topografía del terreno

Require de archivo tipo DEM (Digital Elevation Model) los cuales son generados por United States Geological Survey (USGS).

Existen dos resoluciones diferentes, 7.5-minutos y 1-grado. El AERMAP acepta ambas resoluciones.

AERMAPEntrada

AERMAPEntrada


AERMAP

Coordenada X,Y

Elevación

Altura balanceada (height scale o HILL)

AERMAPSalida

AERMAPSalida

Archivo con información de topografía del terreno en formato texto para ser leído por el AERMOD, que incluye para cada receptor o nodo de la malla lo siguiente:


Datos del Servicio Nacional del Clima (NWS) con observaciones de superficie de cada hora

Datos de aéreo-sondeos dos veces diario

Datos recolectados en un programa de medición en-sitio

AERMET está diseñado para ser corrido en un proceso del tres-fases y opera con tres tipos de datos:


AERMETAERMET

AERMETInformación meteorológica

mínima

AERMETInformación meteorológica

mínima

Observaciones de la Superficie de cada hora:

Velocidad del viento y dirección; Temperatura ambiente; Cobertura del cielo opaca (o cobertura de cielo total) Presión atmosférica de la estación (recomendado, sólo se usa para calcular la

densidad del aire seco; AERMET usará un valor predefinido de 1013.25 millibars (el nivel del mar la presión) en ausencia de presión de la estación).

Sondeos de altura (“Upper Air Soundings”): Sondeo matinal (1200 GMT para aplicaciones en los Estados Unidos)


taller sobre elaboración de inventarios de emisiones y uso de modelos de calidad del aire

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