Anexo 2 ESTUDIO DE DISPERSIÓN DE LA PLUMA DE LAS TORRES DE REFRIGERACIÓN

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1 Parque Tecnológicoo de Asturias, Parcela 33 C.P Llanera ASTURIAS T DOCUMENTO AMBIENTAL DEL PROYECTO DE REINICIO DE ACTIVIDAD EN LA COQUERÍA DE LA FACTORÍA DE ARCELORMITTAL EN GIJÓN (ASTURIAS) Anexo 2 ESTUDIO DE DISPERSIÓN DE LA PLUMA DE LAS TORRES DE REFRIGERACIÓN ARCELORMITTAL ASTURIAS Garantía de Calidad de Servicio Applus+, garantiza que este trabajo se ha realizado dentro de lo exigido por nuestro Sistema de Calidad y Sostenibilidad, habiéndose cumplido las condiciones contractuales y la normativa legal. En el marco de nuestro programa de mejora les agradecemos nos transmitan cualquier comentario que consideren oportuno, dirigiéndose al responsable que firma este escrito, o bien, al Director de Calidad de Applus+, en la dirección: satisfaccion.cliente@appluscorp.com

2 Índice 1. Objeto del estudio Localización de las instalaciones Introducciónn a los estudios de dispersión Introducciónn a la modelización de los penachos de las Torres de Refrigeración Metodología El Sistema CALPUFFF Modelo CALPUFF Meteorología de la zona de estudio Valores climatológicos de Gijón Tratamiento de los datos meteorológicos en CALMET Estimación de las emisiones Características Generales de la Torre de Refrigeración Datos de entrada para CTEMISS Resultados Visibilidad del penacho: altura y longitud Formación de nieblas y heladas a causa del penacho Conclusiones Referencias bibliográficas de la pluma de las Torres de Refrigeración P /01 Página 2 de 33

3 Índice ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Datos climatológicos de la estación Gijón. (FUENTE Meteodata) Tabla 2. Nº de horas anuales en las que se alcanza una altura determinada. Año Tabla 3. Nº de horas anuales en las que se alcanza una longitud determinada. Año Tabla 4. Nº de horas anuales en las que se alcanza una altura determinada. Año Tabla 5. Nº de horas anuales en las que se alcanza una longitud determinada. Año ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1.1: Localización de las instalaciones en Gijón y detalle de la ubicación de la torre de refrigeración (cuadro naranja) Figura 1.2: Definición de altura y longitud del penacho visible de una torre de refrigeración Figura 2.1: Diagrama de la metodología de modelización de la torre de refrigeración Figura 4.1: Rosas de viento en la estación MUSEL para el período , de frecuencias de rumbos (izq.) y de velocidad por dirección (dcha.). FUENTE: AEMET Figura 4.2: Dominios utilizados para el modelo meteorológicos WRF Figura 4.3: Rosas de viento en la estación virtual generada por WRF paraa ArcelorMittal durante el año 2013 (Izq) y 2014 (dcha) Figura 4.4: Distribución de las frecuencias de velocidades de viento y clases de estabilidad en la estación virtual generadaa por WRF en la planta de ArcelorMittal durante el año 2013 (Izq) y 2014 (dcha) Figura 6.1: Nº de horas en las que el penacho alcanza cierta altura en cada estación del año Figura 6.2: Nº de horas en las que el penacho alcanza cierta altura en cada estación del año Figura 6.3: Nº de horas en las que el penacho alcanza cierta longitud en cada estación del año Figura 6.4: Nº de horas en las que el penacho alcanza cierta longitud en cada estación del año Figura 6.5: Distribución Diaria de Alturas del Penacho durante el Año Figura 6.6: Distribución Diaria de Alturas del Penacho durante el Año Figura 6.7: Distribución Diaria de Longitudes del Penacho durante el Año Figura 6.8: Distribución Diaria de Longitudes del Penacho durante el Año de la pluma de las Torres de Refrigeración P /01 Página 3 de 33

4 Índice Figura 6.9: Descripción y representación del dominio utilizado para la simulación de la calidad del aire con el modelo CALPUFF Figura 6.10: Localizaciones donde se suceden los máximos de fogging de la pluma de las Torres de Refrigeración P /01 Página 4 de 33

5 1. Objeto del estudio ARCELORMITTAL posee cuatro torres de refrigeración próximas a la zona de deshornado, siendo de tipo húmedo y de tiro inducido. Las torres se encuentran dispuestass en línea, y se prevé su ampliación hasta un total de 7. Con el objeto de comprobar que los parámetros de visibilidad y generación de nieblas o heladas debidas a las emisiones de las torres, se realiza el presente estudio de dispersión de la pluma de la torre de refrigeración. Para el estudio de dispersión de la pluma de la torre de refrigeración, se ha utilizado el modelo CALPUFF asociado al procesador de emisiones CTEMISS, específico para el modelado de torres de refrigeración. La particularidad de CALPUFF y CTEMISS es que cuenta con la integración de algoritmos específicos para la modelización de torres de refrigeración. La importancia del estudio de dispersión de la pluma o penacho procedente de las torres de refrigeración radica en varios aspectos: por un lado, en condiciones de alta humedad relativa y temperaturas relativamente bajas, el vapor de agua en los penachos de las torres de enfriamiento puede condensar y formar plumas o penachos visibles, provocando un impacto visual y la reducción de radiación solar. Por otro lado, la emisión de vapor de agua por las torres de refrigeración puede provocar nieblas (en inglés, FOGGING) y heladas (ICING), produciendo un cambio en las condiciones meteorológicas de la zona. Todos estos fenómenos pueden ser calculados por CALPUFFF junto con el procesador CTEMISS, por lo que se considera un modelo adecuado para la modelización de los penachos de las torres de refrigeración. CALPUFF (Scire et al., 2000) es un modelo lagrangiano, multicapa, multiespecie, de estado no estacionario. Es un modelo tipo soplo (PUFF) que ofrece información completa hora a hora de la variación espacial de la contaminación y su estabilidad. Admite todo tipo de fuentes: puntuales, en línea, volumen, área y fuentes de emisión variable o constante, así como introducción de contaminación de fondo de la zona a modelizar. Se trata de un modelo regulatorio de la US-EPA. CALPUFF posee, además, un módulo meteorológico propio denominado CALMET, donde se procesan los datos meteorológicos de estaciones de superficie y altura o bien de modelos meteorológicos tridimensionales. Este Modelo está recomendado por la EPA ( para transporte de contaminantes a larga distancia y terreno complejo. Los datos meteorológicos, necesarios para la ejecución del modelo, han sido tomados de la serie horaria de condiciones meteorológicas sobre el entorno de la planta, correspondientes al año de la pluma de las Torres de Refrigeración P /01 Página 5 de 33

6 2013 y 2014, elaboradas a partir de datos del modelo meteorológico de mesoescala mesoe WRF y tratados con los pre-procesadores procesadores adecuados. Por último, actualmente existen 4 torres, y se plantea como escenario único la implantación de tres torres a mayores Localización de las instalaciones La Factoría de ArcelorMittal de Gijón (Asturias), es la única planta siderúrgica de España donde se desarrolla el proceso integral de producción de acero, es decir, aquel que parte del mineral de hierro como mo principal materia prima. prima. En sus factorías de Gijón y Avilés, que suman más de 12 kilómetros cuadrados uadrados de extensión, fabrica productos siderúrgicos planos (chapa gruesa, hojalata, galvanizado, galvanizado pintado) y largos (carril y alambrón). Cada año produce aproximadamente una cuarta parte del acero fabricado en España. actoría de Gijón (Asturias), se encuentra situada La torre de refrigeración de la Coquería de la Factoría cerca de la zona de deshornado. Las coordenadas de la misma son las siguientes: (UTM, huso 30 - WGS-84): WGS X= m, Y= m. En la siguiente figura se detalla la localización de estas instalaciones: Figura 1.1: Localización de las instalaciones en Gijón y detalle de la ubicación de las la Torres de refrigeración (cuadro naranja). de la pluma de las la Torres de Refrigeración P P /01 Página 6 de 33

7 1.2. Introducción a los estudios de dispersión La DIRECTIVA 2008/50/ /CE DEL PARLAMENTO EUROPEO Y DEL CONSEJO, de 21 de mayo de 2008, relativa a la calidad del aire ambiente y a una atmósfera más limpia en Europa (Diario Oficial de la Unión Europea nº L 152/1 del ), incorpora el uso de la modelización matemática de la contaminación atmosférica entre las técnicas de evaluación de la calidad del aire. Concretamente en el punto 6 de su introducción se señala Cuando sea posible, deben aplicarse técnicas de modelización que permitan interpretar los datos puntuales en función de la distribución geográfica de la concentración, lo que podría servir de base para calcular el grado de exposición colectiva de la población residente en la zona, indicando, en su ANEXO I, los objetivos de calidad de los datos para la evaluación de la calidad del aire ambiente por esta metodología. A nivel estatal, se establece en el Real Decreto 102/2011 de 18 de octubre, que podrán utilizarse otras técnicas (distintas a la medición) para evaluar y predecir la calidad del aire, como los modelos matemáticos. Aunque hasta el momento no existe un modelo regulatorio a nivel estatal ni a nivel europeo, sí se han publicado guías de aplicación de los modelos más adecuados para cada caso, realizados por el grupo de trabajo de modelización para el V Seminario de Calidad del Aire de España, auspiciado por el Ministerio de Medio Ambiente en España, y en Europa el Foro para la modelización de la calidad del aire en Europa (FAIRMODE) financiado por la UE Introducción a la modelización de los penachos de las Torres de Refrigeración Los penachos de vapor de agua de las torres de refrigeración no son visibles en la mayoría de condiciones. Sin embargo, en condiciones de alta humedad relativa y temperaturas relativamente bajas, el vapor de agua en los penachos de las torres de enfriamiento puede condensar y formar plumas o penachos visibles. Los penachos pueden ser visibles a temperaturas tanto por encima como por debajo del punto de congelación. Esta condición de condensación del penacho se denomina "PENACHOS VISIBLES". Durante condiciones de alta humedad relativa, y a velocidades de viento determinadas, los penachos visibles de la torre de refrigeración se verán forzados a descender a nivel del suelo. Esta condición se denomina "Fogging" (formación de nieblas). El Fogging puede ocurrir también tanto a temperaturas por encima como por debajo del punto de congelación. Durante la congelación (temperaturas < 0 C), a altas condiciones de humedad relativa y con velocidades de viento altas, los penachos de la torre de refrigeración se verán generalmente forzados a descender hasta el nivel del suelo y pueden congelar la superficie. Esta condición es la que se denomina "Icing" (formación de heladas). Como es lógico, la formación de heladas (icing) sólo se produce a temperaturas inferiores al punto de congelación. Como se ha comentado en la introducción, se utilizará el modelo CALPUFF para, con las emisiones de vapor de agua de las torres de refrigeración y dos años de datos meteorológicos (2013 y 2014), predecir la ocurrencia de estos fenómenos en la zona del proyecto. de la pluma de las Torres de Refrigeración P /01 Página 7 de 33

8 A través de la metodología expuesta a continuación, el modelo CALPUFF junto con el preprocesador de emisiones s CTEMISS será capaz de predecir los períodos en que podrían ocurrir penachos visibles, así como las alturas y longitudes de estos penachos visibles (Figura 1). El modelo también se utilizará para predecir la extensión y frecuencias de fogging y icing debido a las emisiones de la torre de enfriamiento. La metodología utilizada a en este estudio (CALPUFF y CTEMISS), y que se detalla en el siguiente capítulo, está ampliamente contrastada a través de numerosos estudios realizados en todo el mundo. Por citar algunos ejemplos, se encuentran el estudio de las torres de refrigeración de la planta nuclear de Levy (Florida USA), el estudio de las torres de la planta térmica de 652 MW en Oregón (USA) o el proyecto de la planta de licuefacción de gas natural y la terminal marítima para la exportación de gas natural licuado de LNG Canada Development Inc., en el Distrito de Kitimat (Canadá). Figura 1.2: Definición ición de altura y longitud del penacho visible de una torre de refrigeración. 2. Metodología El cálculo de las alturas y longitudes de penachos de vapor, así como la probabilidad de formación de nieblas y la formación de heladas en los lugares dentro y alrededor de la planta, se realizó utilizando el sistema de modelado CALPUFF (versión ) y la última versión de CTEMISS disponible (14 de abril de 2011). Los procesos de modelado incluyeron los siguientes pasos: de la pluma de las Torres de Refrigeración P /01 Página 8 de 33

9 1. La creación de ficheros meteorológicos de tipo Industrial Source Complex (ISC) en su formato extendido, también denominados CD-144, que además de los parámetros meteorológicos estándar contienen también datos de humedad relativa. Estos datos han sido, a su vez, extraídos del modelo de mesoescala WRF, a través del pre-procesador EPA denominadoo MMIF. Este pre-procesador extrae, para la localización exacta de la planta, los datos en formato de entrada de AERMET, y finalmente, a través del pre- por CTEMISS. procesador PCRAMMET son extraídos en formato CD-144, requerido 2. Generación de los archivos de emisión variables a través del pre-procesador CTEMISS, para su entrada directa en CALPUFF. 3. Finalmente, a partir de este conjunto de datos meteorológicos ISC "versión extendida", y de los ficheros resultantes del pre-proceso con CTEMISS de las emisiones de vapor de agua de las células de las torres de refrigeración, se realiza la ejecución de CALPUFF en el modo FOG y en sus dos variantes, PLUMA y RECEPTOR. 4. Post-procesamiento de los resultados CALPUFF. Los pre-procesadores citados anteriormente, se describen a continuación: Desde la version 5.8 de CALPUFF, el modelo incorpora algoritmos para predecir la dispersión de las plumas de las torres de dispersión así como la potencialidad de que sucedan fenómenos de formación de nieblas y heladas. Para usar esos algoritmos, se usa el pre-procesador de emisiones de torres de refrigeración (cooling tower emission, CTEMISS por su acrónimo en inglés), que genera un archivo de emisiones de vapor de agua variable en el tiempo. Así, CALPUFF usa el archivo de salida de CTEMISS y los datos meteorológicos para crear un archivo binario que posteriormente puede ser procesado por otros programas de cálculo (POSTPM2, SUMPOS y POSTRM2) y finalmente predecir los potenciales impactos procedentes de las torres de refrigeración. Las entradas de CTEMISS incluyen el ratio de carga térmica a disipar en la TE, la curva de temperatura del vapor de agua, el diámetro de cada torre, la velocidadd de salida del gas y los porcentajes en que esoss parámetros varían mensualmente. De este modo, el programa CTEMISS se aplica para producir un fichero de emisiones variables basado en los parámetros de la torre y los datos meteorológicos de la zona. CALPUFF usa la salidaa de CTEMISS, junto con los datos meteorológicos procesados por PCRAMMET, para predecir las alturas horarias del penacho, su longitud y la ocurrencia de fenómenos de ICING/FOGGING. CALPUFF puede ser ejecutado en modo pluma o modo receptor. En modo pluma, CALPUFF genera un archivo binario que es evaluado por los post-procesadores POSTPM2 y SUMPOST para estimar la altura y longitud de la pluma visible, todo ello en base horaria. En todo caso, la variación horaria de la pluma visible no siempre es indicativa de la causa de un evento de fogging o cing. ic Para calcular esos eventos (fogging/icing), CALPUFF se ejecuta en modo receptor. En este modo, se ubican receptores discretos en puntos de interés (por ejemplo, carreteras, puentes, residencias cercanas) y dichos puntos son evaluados para conocer los eventos de fogging o icing. Para ello, se utiliza el post-procesador POSTRM2. de la pluma de las Torres de Refrigeración P /01 Página 9 de 33

10 El Mesoscale Model Interface Program (MMIF) es un pre-procesador por la EPA en febrero de 2012 para procesar los datos de WRF y desarrollado por Environ y aprobado MM5 directamente en los modelos CALPUFF, AERMOD y SCICHEM. PCRAMMET es un preprocesador meteorológico que se usa para preparar datos del Servicio Nacional Meteorológico (NWS) de EE.UU. Estos datos se usan en los modelos de dispersión de calidad del aire a corto plazo que la Agencia de Protección Ambiental (EPA) Americana utiliza, tales como ISCST3, CRSTER, RAM, MPTER, BLP, SHORTZ, y COMPLEX1. Paraa el caso del CTEMISS y CALPUFF Lite, el formato requerido de datos es del ISCST3, el CD-144 (Card Deck 144 format). Las operaciones efectuadas por PCRAMMET incluyen: Cálculos de valores por hora para la estabilidad atmosférica a partir de observaciones meteorológicas; La interpolación de alturas de capa de mezcla a valores por hora dos veces al día; De manera opcional, el cálculo de los parámetros para procesos de deposición seca y húmeda; Proporcionarr datos en el formato estándar (PCRAMMET sin formato) o en el formato ASCII, el cual es necesario en los modelos regulatorios de dispersión de calidad del aire y concretamente para CTEMISS y CALPUFF en su versión Lite (Sin meteorología procedente de CALMET). PCRAMMET reconoce siete clases de estabilidad. Las primeras seis categorías corresponden a las clasificaciones (A-F) de Pasquill (1974). La séptima categoría corresponde a los "guiones" en la clasificación original de Pasquill e indica una fuerte inversión térmica nocturna, basada en tierra, con condiciones de flujo del viento no definibles. La prácticas estándar de EPA en modelación regulatoria de dispersión es restringir los cambios temporales en las clases de estabilidad a no más de uno por hora. Por último, y para el modelo CALPUFF en su modo FOG para receptores, ya se comentó que es necesario definir una serie de receptores discretos con sus coordenadas y su altura sobre el nivel del mar. Estos datos de terreno han sido extraídos de un modelo digital de terreno para la zona de estudio, construido a partir de la base cartográfica denominada SRTM3 (Shuttle Radar Topography Mission). En los sucesivos capítulos se detallan las distintas etapas y procesos de esta metodología de modelización. de la pluma de las Torres de Refrigeración P /01 Página 10 de 33

11 WRF-ARWW (4 km 2 ) MMIF PCRAMMET ALTURAS RECEPTORES (SRTM3) CTEMISSS EMISIONES CALPUFF Figura 2.1: Diagramaa de la metodología de modelización de la torre de refrigeración. 3. El Sistema CALPUFF El modelo CALPUFF (Scire et al., 2000) es un modelo lagrangiano de puffs, multicapa, multiespecie, de estado no estacionario, utilizado para el diagnóstico de la dispersión de contaminantes en la atmósfera. El sistema de dispersión CALPUFF consta de 2 módulos principales: El modelo de diagnóstico meteorológico CALMET y el modelo de dispersión atmosférica CALPUFF. Para la modelización con CALPUFF y CTEMISS, es obligatorio el uso de ficheros ISC extendidos, por lo que se ha prescindido de la modelización con el modelo meteorológico CALMET Modelo CALPUFF El modelo CALPUFF es usado para evaluar las concentraciones en superficie de contaminantes emitidos desde una gran variedad de fuentes de tipo industrial (fuentes puntuales, lineales, de área y de volumen). Se trata de un modelo de dispersión que trabaja simulando los efectos de las variaciones en el tiempo y en el espacio sobre el transporte, transformación y eliminación de los contaminantes. Tiene en cuenta el depósito seco y húmedo, así como la sedimentación de partículas, downwash, la sobreelevación de penachos, separación de fuentes, ajuste al terreno, etc. Puede aplicarse a escalas desde decenas a centenas de kilómetros e incluye algoritmos para tratar procesos a escala subgrid, así como, efectos a gran escala. de la pluma de las Torres de Refrigeración P /01 Página 11 de 33

12 Se trata de un modeloo regulatorio y recomendado actualmente por la US-EPA (agencia de protección ambiental del Gobierno de EE.UU.) para la evaluación de la calidad del aire. CALPUFF es un modelo que ha suscitado la atención de la comunidad científica y técnica gracias a su fiel representación de la simulación de la dispersión comparado con otros modelos (USEPA, 1998; Allwine et al., 1998; Walker et al., 2002; Wang et al., 2005; Xing, 2006; Curran et al., 2007; Henry et al., 2007; Thomas et al., 2007; Yuguo Li, 2009). En general, los modelos lagrangianos se utilizan para las evaluaciones del riesgo a la salud asociadas con emisioness de fuentes individuales, siendo el modelo CALPUFF uno de los más ampliamente usados (Levy et al., 2002; Zhou et al., 2003). En este modelo las emisiones se tratan como puffs o paquetes que experimentan procesos de transformación química al mismo tiempo que se van desplazando a través de un campo meteorológico tridimensional. Por último, el uso de modelos lagrangianos de puffs está recomendado para condiciones de terreno y meteorológicas complejas, como es el presente estudio. 4. Meteorología de la zona de estudio 4.1. Valores climatológicos de Gijón La presencia del mar y la poca altitud de Gijón determinan sus características climáticas. Gijón tiene un clima básicamente oceánico, con lluvias abundantes durante la estación más fría y los primeros días de la primavera y un tiempo más estable y cálido en verano. En los días centrales de la primavera predominan las situaciones ciclónicas o anticiclónicas del norte, lo que da lugar a un tiempo fresco y menos lluvioso, para pasar de nuevo a un régimen de lluvias con temperaturas más templadas por la acción de las masas suroccidentales. El otoño es una estación de gran variabilidad, con un enfriamiento progresivo a medida que avanzan las masas de aire de procedencia noroccidental y septentrional. La precipitación media anual es de unos 1000 l/m 2, una de las más bajas de la región. Esto es debido, sobre todo, al denominado efecto de ladera, que determina que las lluvias más intensas se registran en las zonas de mayor altitud y las mínimas en algunas localidades costeras del centro y el occidente. Coincidiendo con la época de menos lluvias se presentan situaciones de sequía o aridez (el 22% de los meses hay aridez y el 11% el déficit hídrico es severo). Las temperaturas medias, tanto mínimas como máximas son moderadas, 9,5ºC en invierno y 19,5ºC en verano y una temperatura media anual de 14ºC. Las fluctuaciones entre unas y otras se sitúan en torno a los 10º C, lo que significa que Gijón tiene uno de los climas más templados y estables de toda la cornisa cantábrica. Los vientos son esporádicos y se caracterizan por su estacionalidad. Durante el invierno, los vientos en el litoral soplan preferentemente del Suroeste, templados y cálidos, debido a la retirada hacia el sur del anticiclón de las Azores, con lo que las borrascas atlánticas siguen una trayectoria más meridional. La situación se invierte en el verano, estación en la que predominan de la pluma de las Torres de Refrigeración P /01 Página 12 de 33

13 los vientos del nordeste, fríos y secos, que contribuyen significativamente a que el tiempo sea fresco, claro y seco 1. A continuación se exponen las rosas anuales de viento para la estación del Musel 2, de las observaciones entre 1971 y 2000, que reflejan la situación descrita anteriormente: Figura 4.1: Rosas de viento en la estación MUSEL para el período , de frecuencias de rumbos (izq.) y de velocidad por dirección (dcha.). FUENTE: AEMET Los datos climatológicos indicados en la siguiente tabla se corresponden n con los datos recogidos por la estación meteorológica de Gijón (1208) situada en la Avda. del Molinón, coordenadas geográficas 43º 32' 18'' ' N - 5º 38' 31'' W y altitud de 3 m, la más cercana a la situación del dominio modelizado. Año P Pmax Pmin T TMmax TMmin Tmax Tmin R Rmax V Vmax Dr10 Dn Dg Dh , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , clima 2 Fuente: AEMET de la pluma de las Torres de Refrigeración P /01 Página 13 de 33

14 Año P Pmax Pmin T TMmax TMmin Tmax Tmin R Rmax V Vmax Dr10 Dn Dg Dh , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , X: σ CV% Tabla 1. Datos climatológicos de la estación Gijón. (FUENTE Meteodata) Las abreviaturas de la tabla anterior y sus unidades se exponen a continuación: Presión atmosférica media (P) - hpa Presión atmosférica máxima absoluta (Pmax) - hpa Presión atmosférica mínima absoluta (Pmin)- hpa Temperatura media (T) - ºC Temperatura media de las máximas (TMmax) - ºC Temperatura media de las mínimas (TMmin) - ºC Temperatura máxima absoluta (Tmax) - ºC Temperatura mínima absoluta (Tmin) - ºC Precipitación total (R) - mm Precipitación máxima en 24 horas (Rmax) - mm de la pluma de las Torres de Refrigeración P /01 Página 14 de 33

15 Velocidad media del viento (V) - Km/h Racha máxima de viento (Vmax) - Km/h Número de días con precipitación >=10 mm (Dr10) - días Número de días de nievee (Dn) - días Número de días de granizo (Dg) - días Número de días de helada (Dh) días : Promedio σ: Desviación típica CV %: Coeficiente de variación 4.2. Tratamiento de los datos meteorológicos en CALMET El modelo WRF Para alimentar el modeloo CALPUFF y el procesador CTEMISS con datos meteorológicos horarios, se ha ejecutado previamente el modelo meteorológico de mesoescala WRF (WeatherResearch and Forecasting). El WRF ( es un modelo meteorológico de última generación que permite obtener campos de viento, presión, temperatura y humedad con alta resolución espacio- temporal, los cuales son de suma importancia como datos de entrada de los modelos de calidad de aire. El modelo WRF tiene la particularidad de poder ser configurado localmente para representar dominios espaciales en diferentes escalas de acuerdo al estudio que desee realizarse. El WRF está diseñado para utilizarse tanto en funciones de predicción como de reanálisis. Presenta una arquitectura modular, pudiendo ser aplicadas diferentes parametrizaciones de tipo dinámico o físico, entre otros. Ofrece también diversos sistemas de asimilación de datos reales, así como un paradigma de desarrollo software que permite su ejecución tanto en ordenadores personales como en grandes estaciones de computación paralela. WRF es adecuado para un amplio espectro de aplicaciones a distintas escalas, pudiendo trabajar a resoluciones de cientos de metros hasta miles de kilómetros Modelización con WRF En lo referente a este estudio, se ejecutó la pasada de WRF para dos años de datos, tomando los períodos de enero a diciembre de 2013 y 2014, inicializado a partir de los datos de re-análisis FNL del National Centers for Environmental Prediction (NCEP). Partiendo de condiciones a escala sinóptica del FNL, se siguió un patrón de dominios anidados hasta obtener un dominio de modelado a alta resolución (4 km), centrado sobre la esquina NW de la península, obteniendo datos horarios de más de 20 parámetros meteorológicos y a 27 niveles diferentes de altura. de la pluma de las Torres de Refrigeración P /01 Página 15 de 33

16 A continuación se expone el mapa con los dos dominios anidados (D1, D2, y D3 de 36, 12 y 4 km 2 de resolución, respectivamente) utilizados en la presente simulación: Figura 4.2: Dominios utilizados para el modelo meteorológicos WRF A partir de los datos de WRF, se ha utilizado el pre-procesador EPA denominado MMIF para extraer los datos correspondientes a las coordenadas centrales de la planta de ArcelorMittal en Gijón. A los datos procedentes de WRF y extraidos para una localización concreta se le denomina en el presente estudio como estación virtual. A continuación se expone la rosa de vientos obtenida para el período enero-diciembre de 2013 y 2014 en la estación virtual de la fábrica de ArcelorMittal, mediante el modelo WRF (4 km de resolución): de la pluma de las Torres de Refrigeración P /01 Página 16 de 33

17 Figura 4.3: Rosas de viento en la estación virtual generadaa por WRF para ArcelorMittal durante el año 2013 (Izq) y 2014 (dcha). En la rosa de vientos obtenidos por WRF para la zona se observa que los rumbos predominantes en la zona de estudio son los correspondientes al primer cuadrante (componente norte-nordeste) y tercer y cuarto cuadrante (SW, W y NW), y están en absoluta consonancia con los mostrados en la Figura 4.1, que muestra la rosa de vientos para el período , y que por otro lado son además totalmente concurrentes con el régimen sinóptico de la Comunidad de Asturias. En este sentido, el análisis de las direcciones dominantes en los cuatro meses centrales de las estaciones del año pone de manifiesto dos hechos significativos: en primer lugar, la escasa entidad de los vientos de componente sur en Asturias, y en segundo lugar, la estacionalidad de estos vientos que alcanzan su mayor frecuencia en otoño e invierno. Lo mismo ocurre con la rosa anual de las rachas máximas, que en Asturias las velocidades más acusadas se producen bajo vientos de componente W, tal y como se aprecia en las rosas de viento. Las causas de esta variedad espacial y temporal están relacionadas con factores de índole geográfico, especialmente la dirección de los valles; la dinámica atmosférica regional que determina el desplazamiento de las masas de aire en el seno de la circulación regional y a la existencia de importantes vientos locales, especialmente las brisas costeras, caracterizadas por una marcada oscilación diaria en la que se suceden vientos de direcciones opuestas 3. 3 EL VIENTO EN LA CORNI ISA CANTABRICA: AVANCE DE UN ESTUDIO SOBRE LOS TEMPORALES DEL S. Felipe Fernández García y Domingo Rasilla (Cuadernos de Sección. Historia 20. (1992) p ISSN: Donostia: Eusko Ikaskuntza) de la pluma de las Torres de Refrigeración P /01 Página 17 de 33