Embed Size (px)
Citation preview
MODELO DE RELACIÓN ENTRE LOS CONTAMINANTES SÓLIDOS SEDIMENTABLES DEL AIRE Y LAS CONDICIONES METEREOLÓGICAS EN
LA ZONA LIMA METROPOLITANA
Responsable: Daniel Mavila HinojozaMiembros: Antonio Luyo QuirozJuan Manuel RiveraJavier del CarpioFelix HuariCésar ReynosoJuan CevallosRoberto TelloRolando Carrión
CONTAMINACIÓN UN PROBLEMA QUE SOLUCIONAR
PROBLEMA OBJETIVOS HIPÒTESIS
¿En qué medida un modelo de relación entre los contaminantes sedimentables presentes en la atmósfera de Lima y las condiciones metereológicas permitirán predecir las zonas de mayor contaminación?
Proponer un software de simulación que permita identificar las zonas de mayor contaminación en Lima Metropolitana?
Con las técnicas de simulación podemos identificar las zonas de mayor contaminación en Lima Metropolitana?
CONTAMINACIÓN UN PROBLEMA QUE SOLUCIONAR
VARIABES INDICADORES INSTRUMENTOS FUENTES
1. Grados de concentración de CO, SO2, SO3 y Nox, en los diferentes distritos limeños.2. Porcentaje (%), de las enfermedades respiratorias producidas por los agentes contaminantes seleccionados.
Concentraciones en PPM . 2. Datos metereológicos
3. Variaciones Incrementos porcentuales de las enfermedades respiratorias
1. Datas proporcionadas por INEI.2Programas de c++ y Matab 7
3. Laptop para el análisis y desorrollo del programa
1. Quamtum2. SENAIM3. Puntos de monitoreo enlos diversos puntos colocados en Lima
Componentes menores del Aire
COMPONENTES
CONCENTRACION
(Porcentaje en volumen)
PESO TOTAL (Millones de Tons.)
Neón (Ne) Helio (He) Metano (CH4) Criptón (Kr) Hidrógeno (H2) Oxido Nitroso (N2O) Monóxido de Carbono (CO) Xenón (Xe) Ozono (O3) Amoniaco (NH3) Dióxido de Nitrógeno (NO2) Oxido Nítrico (NO) Dióxido de azufre (SO2) Sulfuro de Hidrogeno (H2S)
0,0018 0,00052 0,00015 0,0001 0,00005 0,00002 0,00001 0,000008 0,000002 0,00001 0,0000001 0,00000006 0,00000002 0,00000002
70 000 4 000 4 600
16 200 190
1 700 540
2 000 190 21 9 3 2 1
Fuente: Ecología y Medio Ambiente G.Tyler Miller JR.
Componentes principales del Aire
COMPONENTES CONCENTRACION
(Porcentaje en volumen)
PESO TOTAL (Millones de Toneladas)
Nitrógeno (N2) Oxígeno (O2) Argón (Ar) Dióxido de carbono (CO2)
78.09 20.95 0,93 0,032
4 220 000 1 290 000
72 000 000 2 700 000
Fuente: Ecología y G.Tyler Miller JR.
Fuente de emisión
Impulso o delusión inicial
Interfase del dominio de la transición negativa al dominio de la turbulencia
ambiental
dominio de la turbulencia ambiental
DESARROLLO Y DISPERSIÓN DE UNA NUBE DE GAS PESADO
I. El proyecto
•Estudio diagnóstico
•Estudio predictivo.•
•Impacto del tráfico a escala local (principales vías urbanas)
•. •Definición de las áreas a estudiar en
la ciudad de Lima.
ModelosMeteorológicos
•Introducción •Conceptos generales •Capa límite •Implementación•Limitaciones de los modelos de mesoescala
1. Introducción
•Micrometeorología o meteorología de la capa límite: •Capa más baja de la atmósfera (contacto con la superficie terrestre) •Mayoría de los fenómenos de contaminación
2. Conceptos Generales•Variables meteorológicas: temperatura, humedad, velocidad y dirección de los vientos, radiación solar y presión.
•Dificultad en el estudio de la micrometeorología debido a la turbulencia.
•Turbulencia: perturbaciones sufridas por el viento dominante en un punto determinado.
•Explicación a través de los eddies (Stull, 1988).
3. Capa Límite (PBL: Planetary Boundary Layer) (I)
•Definición: región de la troposfera directamente influenciada por los efectos de la superficie de la tierra a través de intercambios verticales de momento, calor y humedad (Panofsky y Dutton, 1984). •Variaciones temporales y espaciales. •Difusión de los contaminantes. •Estructurada verticalmente en subcapas.
3. Límite de la capa primaria donde suceden los fenómenos
DISPERSIÓN DE
CONTAMINANTES EN LA
ATMÓSFERA
Escalas de transporte:
1. Cercano < 1 Km.
2. Corto alcance < 10 Km.
3. Intermedio 10 – 100 Km.
4. Largo alcance >100 Km.
5. Factores Globales: Atmósfera terrestre completa
MODELO DE TRANSPORTE
-Condiciones metereológicas
-Deposición
-Emisiones
-Reacciones químicas entre compuestos
III. ModelosGaussianos
•Modelo de transporte •Aproximación gaussiana
APROXIMACIÓN GAUSSIANA
receptordelltransversayverticalsComponentezy
emisióndeefectivaAnturah
vientovectordelMódulou
verticalyltransversasdireccione
lasparacióncontamiinaladeóndistribuciladeestándartesDesviacion
emsióndeTasaQ
yhy
u
QC
yr
z
zy
z
rz
y
z
zy
.
.
2
1exp
2
1exp
2
22
Datos iniciales básicos:
Dirección y velocidad del viento
Fuente de emisión
CÁLCULO ANALÍTICO
Dispersión el contaminante en forma de campana de Gauss tridimensional
Funciones adimensionales
Desviaciones estándar vertical y horizontal formuladas por Pasquill y Draxter:
iyyy T
tS
izzz T
tS
Funciones adimensionales
Funciones adimensionales Sy y Sz a partir de datos de dispersión formuladas por Irwig
kmxx
xS y 100308.01
1458.0
kmxx
xS y 1010
333,0
Funciones adimensionales
Funciones adimensionales Sy y Sz a partir de datos de dispersión formuladas por Irwig
mz
xT
S z 501
9.01
1
458.0
0
mz
Tt
S z 50
945,01
18,0
0
Cálculo semiempíricoClasificación de la estabilidad atmosférica en clases
Datos metereológicos:
- Viento
- Temperatura y radiación solar
Comportamiento atmosférico:
-Diurno: Totalmente turbulento
-Nocturno: Estable
Cálculo semiempíricoClasificación de la estabilidad atmosférica en clases
Condiciones de estabilidad:
a. Extremadamente inestable
b. Moderadamente inestable
c. Levemente inestable
d. Levemente estable
e. Moderadamente estable
f. Extremadamente estable
Cálculo semiempíricoCálculo de desviaciones σy y σz
Modelo ISCST3
Modelo ISCST3. “ ENTRADAS DEL MODELO”
Modelo ISCST3. “ SALIDAS DEL MODELO”
INTERFASE PARA MODELOS Nº 1
SIMULADOR
CONTAMIANTES SÓLIDOS
Fichero metereológico
Procesador de datos
Fichero metereológico
Cálculo de clase y
estabilidad
Fichero metereológico
ANTORepresentación
de la zonas contaminadas
ANTO=Integración de interfases de los modelos Gaussianos y Eulerianos
INTERFASE PARA MODELOS Nº 2
SIMULADOR
CONTAMIANTES SÓLIDOS
Fichero segmentos
Fichero nodos
Procesador de
emisiones
Fichero localización de
fuente
ANTO
Fichero FIL
Fichero de emisiones
Fichero EMI
INTERFASE PARA MODELOS Nº 3
Procesador del terreno
Fichero delterreno
Procesador de Terreno
ANTO
Fichero PTL
ANTO=Integración de interfases de los modelos Gaussianos y Eulerianos
V. Interfaz para los Modelos (III) Emisiones
-Carreteras y calles estructuradas en arcos y nodos. -Nodos: identificador, coordenadas UTM.-Arcos: iden. origen, iden. destino, long, ángulo.
Escenarios de emisiones-Fin de semana-Laborable-Primaveras- Otoño-Verano-invierno
V. Interfaz para los Modelos (III)
Emisiones de tráfico en cada segmento simuladas por fuentes puntuales equidistantes.
• Parámetros fuente puntual: – Coordenadas UTM – Altura de emisión: 2,5 m – Diámetro chimenea: 5 cm
– Temperatura de salida del gas 200ºC
– Ratio de emisión – Velocidad de emisión: 1cm/s
V. Interfaz para los Modelos (IV)
VI. Interfaz de Usuario (I)
TCL (Tool Command Language) Tk (Toolkit para TCL) Tix (Tk Interface Extension) Alternativa a herramientas desarrolladas conMotificación. Desarrollo de aplicaciones GUI(Graphical User Interface)
Tiempo de desarrollo menor Interfaz atractiva al usuario Aplicaciones fácilmente manejables
Lenguaje de comandos Tcl/Tk/Tix
VI. Interfaz de Usuario (I)
Lenguaje de comandos Tcl/Tk/Tix
TCL (Tool Command Language) Tk (Toolkit para TCL) Tix (Tk Interface Extension) Alternativa a herramientas desarrolladas con Motif Desarrollo de aplicaciones GUI (Graphical User Interface)
-Tiempo de desarrollo menor -Interfaz atractiva al usuario -Aplicaciones fácilmente manejables
VI. Interfaz de Usuario (II)
Integración de interfaces de los modelos Gaussiano y Euleriano. ANTO: Nuevo menú en aplicación.
Configuración del entorno. Preproceso Meteorológico y de emisiones Creación o apertura de simulación gaussiana Lanzamiento de simulación
VI. Interfaz de Usuario (III)
Selección de la fecha de simulación. Selección de la celda para la simulación Gaussiana. Generación de las fuentes puntuales de la celda seleccionada.
Establecimiento de parámetros iniciales
VI. Interfaz de Usuario (IV)
Preparar datos meteorológicos
Preparar datos de emisiones
VI. Interfaz de Usuario (V)
Creación de un fichero de control para ANTO
VI. Interfaz de Usuario (VI)
Definición de receptores reales e información meteorológica.
VI. Interfaz de Usuario (VII)
Opción de salida: tablas de concentraciones
VI. Interfaz de Usuario (VIII)
Opción de salida: Fichero de representación para tiempo promedio
VI. Interfaz de Usuario (IX)
Sistemas de ayuda generados a partir de archivos
<Módulo .hpj.>Archivo del proyecto de ayuda<Módulo .cnp.>Archivo de contenido<Índice .rtf.>Índice de tópico<Documento .rtf.>Contenido de tópico<Dibujo .bmp.>Información gráfica de tópicos
Documentos de word
Word
robohelp
Copilador de
hiperhelp
Ayuda
Help
Visualizador de la ayuda
<Módulo .hpj.><Módulo .cnp.><Índice .rtf.><Documento .rtf.><Dibujo .bmp.>
VII. Análisis de resultados (I)
Modelo ANTO
Word
robohelp
VII. Análisis de resultados (II)
Modelo ANTO
VII. Análisis de resultados (III)
Modelo ANTO
VII. Análisis de resultados (III)
Modelo ANTO
VII. Análisis de resultados (IV)
Modelo ANTO
VII. Análisis de resultados (V)
Modelo ANTO
VII. Análisis de resultados (VI)
Modelo ANTO
VIII. Conclusiones y desarrollo futuro (I)
CONCLUSIONES
1. Integración de un modelo gaussiano, ANTO, en un modelo de calidad del aire.
1.1.Desarrollo de aplicaciones para el tratamiento de: a. Información meteorológica proporcionada por SENAMI. b. Datos de emisiones de fuentes lineales.
2. Desarrollo de una interfaz gráfica en Tcl/Tk/Tix bajo UNIX para facilitar la gestión del modelo ANTO.
3. Simulación en celdilla sobre la población de Móstoles. 4. Interpretación de los datos observados comparándolos con los
obtenidos por el modelo.
VIII. Conclusiones y desarrollo futuro (II)
DESARROLLO FUTURO
1. Mejora del modelo integrado con la incorporación de un modelo gaussiano con DATOS DE SÓLIDOS EN SUSPENSIÓN.
2. Tratamiento de fuentes puntuales no procedentes de las líneas de tráfico, así como consideración de fuentes superficiales y volumétricas.
3. Integración de una herramienta gráfica UNIX para visualización de resultados ANTO (PAVE, EDSS).
Bota por mi vida
• CUIDA EL MEDIO AMBIENTE
NO CONTAMINES
