Mapas de impacto de actividades

Uno de los aspectos fundamentales a la hora de reducir impactos de actividades emisoras es la utilización de herramientas de planificación territorial. Frecuentemente nos encontramos con actividades situadas en los sectores predominantes de dirección del viento hacia las áreas habitadas debido preferentemente a la aplicación de criterios económicos y de disponibilidad del suelo. Para la generación de este tipo de herramientas, y como soporte a la optimización de costos de los diseños de programas de control químico, se ha desarrollado un protocolo de generación de mapas de predicción de impactos. Mediante estos mapas podemos conocer que zonas de la área urbana podrían recibir o estar recibiendo el máximo y mínimo impacto de las actividades actuales y futuras. Podemos determinar para diferentes intervalos de tiempo (franja horaria, mes del año, ....) las zonas donde situar los equipos de control para obtener la máxima representatividad o bien delimitar las zonas del territorio donde el impacto de actividades sea potencialmente mínimo. La utilización de esta información se puede derivar también a la programación de procesos discontinuos para el menor impacto sobre la calidad del aire.

Modelos de dispersión

Los modelos que se pueden utilizar para predecir la concentración de la contaminación hora a hora para  períodos de hasta un año, normalmente son modelos semi-empíricos-analíticos basados en puffs o penachos Gaussianos. Estos modelos utilizan o bien un sencillo archivo de datos meteorológicos de superficie (AERMOD), o los resultados de un modelo diagnóstico del campo de vientos basado en pocas observaciones disponibles (cálculo de la meteorología en un solo punto en una malla de varios kilómetros (CALPUFF)). El modelo TAPM que se recomienda se diferencia en que resuelve las ecuaciones fundamentales fluido-dinámicas de transporte para predecir la meteorología y la concentración de contaminantes para aplicaciones de estudio y control de la calidad del aire. TAPM consiste en componentes acoplados de pronóstico meteorológico y componentes de concentración de contaminantes, eliminando la necesidad de tener observaciones meteorológicas de superficie de la zona de estudio, que usualmente están condicionados por el emplazamiento de la estación meteo local, con efectos como derivación de corrientes de aire debidas al propio edificio donde están situados. El modelo predice los flujos importantes para la contaminación a escala local, como las brisas marinas y los flujos inducidos por el  terreno, partiendo de datos meteorológicos producidos por análisis sinópticos.

El componente meteorológico de TAPM es un modelo de ecuaciones diferenciales para flujo incompresible, no hidrostático, que sigue las curvas de nivel del terreno para simulaciones tridimensionales. El modelo resuelve las ecuaciones vectoriales de momento para la componente horizontal de vientos, la ecuación de continuidad para la componente vertical, y las ecuaciones escalares para la temperatura potencial virtual y la humedad específica de vapor de agua, agua en forma de nubes y agua de lluvia.

La componente de contaminación de TAPM utiliza los datos resultantes de la meteorología calculada mediante cuatro módulos. El módulo euleriano resuelve las ecuaciones diferenciales de pronóstico de concentración y la correlación cruzada de concentración y temperatura potencial virtual. El módulo lagrangiano de partículas puede ser utilizado para estudiar la dispersión a poca distancia del foco emisor. El módulo de elevación del penacho de dispersión se utiliza para tener en cuenta los efectos de flotación y momento de las emisiones puntuales (chimeneas). Finalmente el módulo que considera el efecto de los edificios en la trayectoria de los contaminantes emitidos, es utilizado tanto en el módulo euleriano como en el lagrangiano (The Air Pollution Model (TAPM) versión 2. Part 1: Technical Description. Autor: Peter Hurley. CSIRO Atmospheric Research Technical Paper No. 55).