Causas antropogénicas de la contaminación local del aire en España

Transcripción

1 SEMINARIO SOBRE LA CALIDAD DEL AIRE URBANO: DIAGNÓSTICO Y RESPUESTAS EN MILÁN, BERLÍN Y MADRID Causas antropogénicas de la contaminación local del 9 mayo 2016 Sede de Gas Natural Fenosa Rafael Borge Laboratorio de Modelización Ambiental ETSI Industriales. Universidad Politécnica de Madrid rborge@etsii.upm.es

2 ÍNDICE 1. Introducción 2. La calidad del 3. La calidad del aire local en entornos urbanos 4. Reflexiones finales

3 1. Introducción EEA (2016)

4 Los impactos se concentran en las zonas urbanas Pirámide de los efectos en salud de la contaminación atmosférica. Fuente: WHO (2000) EEA (2016) Conocer las causas es imprescindible para plantear soluciones y minimizar los efectos negativos

5 2. La situación de la calidad del MAPAMA (2017) MAPAMA (2016)

6 MAPAMA (2017) MAPAMA (2016)

7 MAPAMA (2017) MAPAMA (2016)

8 MAPAMA (2017) MAPAMA (2016)

9 Con carácter general, la calidad del aire ha mejorado en España en la última década Hay una gran variedad de problemas pero fundamentalmente se asocian a áreas urbanas 3. La calidad del aire local en entornos urbanos La gestión de la calidad del aire en las ciudades es particularmente compleja: + Múltiples escalas (continental a nivel de calle) de la Paz et al., 2013 US EPA., 2005

10 La calidad del aire urbano: diagnóstico y respuestas Borge et al. (2016) La influencia de los factores locales y heterogeneidad de las fuentes se traduce en grandes gradientes espaciotemporales:

11 + Múltiples fuentes (tráfico, sectores residencial, comercial e institucional, industria, gestión de residuos, etc.)

12 Normalmente el tráfico es la fuente más importante: Gran volumen de emisión A nivel del suelo Muy cerca de las personas Contribución de fuentes a la media anual de NO 2 - media municipio de Madrid - Borge et al., 2014

13 Actualización contribución de fuentes: Distribución de emisiones a la atmósfera en 2014 en Madrid. Fuente: Ayuntamiento de Madrid (2016)

14 Ejemplo: NO 2 invierno Tráfico rodado Contribución media NO 2 enero Sector (C24,F23) Residencial, Comercial e Institucional RCI (14.9%) LTO Barajas (1.9%) 25.0 µg m Tráfico rodado (52.9%) Otros y fuentes NO locales (30.3%) Término municipal: Promedio: 38,8% Máximo: 73,1% 0.0 Término municipal: Promedio: 9,3% Máximo: 25,8%

15 Para estudiar medidas locales concretas, también es importante entender las variaciones espaciotemporales a microescala Contribución de las emisiones de la calle Gran Vía a los niveles de concentración de NO 2 (29 diciembre :00) (%) Basado en simulaciones CFD RANS. Santiago y Martín, 2017.

16 El tráfico es una fuente particularmente compleja: NOX emissions (g/km) PC Euro 1 91/441/EEC PC Euro 2 94/12/EEC PC Euro 3 98/69/EC Stage2000 PC Euro 4 98/69/EC Stage2005 PC Euro 5 EC 715/2007 PC Euro 6 EC 715/ Average speed (km/h) Gran dependencia (entre otros factores) del ciclo de conducción y el estado de la vía Borge et al., 2012

17 NEDC (New European Driving Cycle) EEA (2016)? CADC (Common Artemis Driving Cycle)

18 Las estimaciones de emisiones a microescala pasan por determinar el comportamiento de cada vehículo individualmente; por ejemplo VERSIT+micro Donde: TE ( E TV L ) F j jkl,, km, m km. - E f j,k,l es el factor de emisión medio predicho para el contaminante (g/km) - j se refiere al contaminante - k se refiere a la clase de vehículo - l es el perfil velocidad-tiempo - TV k,m representa el volumen de tráfico con respecto a la clase de vehículo (veh/h) para una determinada sección de la vía ( m ) donde se aplica el perfil de velocidad-tiempo ( l ) - L m presenta la longitud de la sección de la vía m (km) Factor de emisión: C n CF F Ejkl,, Ejkl,, Ejkl,, CFairco Pairco Ejkl,, CFageh, d,, ( 1) ( 1) j k frio age cs - Ej,k,l es el factor de emisión en caliente (g/km) = f. perfil velocidad-tiempo ( velocidad-aceleración) - CFaico es el factor de corrección para el uso del aire acondicionado - Pairco es la proporción de VKTs que el aire acondicionado esta en funcionamiento - CFage,h se refiere al factor de corrección para el paso del tiempo - Cj,k representa el factor de emisión de arranque en frío (g/inicio) - CFage,cs es el factor de corrección de arranque en frío para el deterioro por uso - ncold es el número de arranques en frío por vehículo y kilómetro viajado - d es la distancia media de viaje

19 Esta información se puede obtener de un modelo de simulación del tráfico a microescala:

20

21 La congestión tiene un efecto determinante en las emisiones para un mismo tipo de vehículo 0,599 g/km 0,854 g/km 333 g/h 8993 g/h Fuente: Quaassdoff et al., 2016

22 Los vehículos convencionales tienen emisiones de numerosos contaminantes debido a diversos procesos: Propio consumo de combustible: CO 2 Combustión imperfecta: CO, HC, PM Uso de aire como comburente / exceso O 2 / temperatura: NO X Otras no asociadas a la combustión: HC evaporativas, PM y metales de abrasión y desgaste de frenos, PM resuspensión

23 Es importante evaluar las implicaciones relativas a emisiones de partículas durante la etapa de uso (desgaste de frenos y neumáticos, abrasión del pavimento y resuspensión) y su relación con el peso del vehículo Estimación emisiones PM 10 tráfico rodado (D4) Emisión (t/año) Combustión Desgaste Resuspensión Estimación de la contribución del a resuspensión de partículas a la concentración media anual de PM 10 en Madrid. Fuente: de la Paz et al. (2015)

24 + Influencia de las condiciones meteorológicas (episodios) Fuente: Yagüe et al., 2017 Foto de Madrid (desde M40 Boadilla del Monte) el 29 de Diciembre de Fernando Martín.

25 En estas condiciones la efectividad de las medidas es muy limitada Reducción de la máxima horaria de NO 2 (µg/m 3 ) Borge et al., 2014

26 Ejemplo: episodio diciembre 2016 (86 superaciones del VLH de NO 2 en 13 estaciones) Fuente: Ayuntamiento de Madrid, 2017

27 Observaciones de la red Simulaciones (preliminares) CMAQ con y sin intervención-

28 + Múltiples contaminantes y procesos interrelacionados: - gestión de las fuentes emisoras - consideración de efectos no locales EEA (2013)

29 Sinergias e interacciones calidad del aire clima: Conflictos Co-beneficios Shindell et al. (2012) IPPC AR5 (2012)

30 Sinergias e interacciones calidad del aire clima: Influencia del forzamiento climático a medio-largo plazo Concentration (ppb) RCP4.5 RCP Time (UTC) Borge et al. (2016)

31 Sinergias e interacciones calidad del aire: Las actuaciones pueden implicar modificaciones del balance oxidativo de la atmósfera con implicaciones importantes para la química atmosférica y los compuestos secundarios Saiz Lopez et al. (2017)

32 4. Reflexiones finales La calidad del está mejorando, pero aún existen problemas, fundamentalmente en zonas urbanas El tráfico rodado es la fuente con mayor contribución con carácter general Mejorar la calidad del aire en entornos urbanos es esencial para reducir los impactos negativos de la contaminación atmosférica sobre la salud humana Las opciones de mejora deben estudiarse específicamente para ajustarse a las peculiaridades de cada entorno y momento Es importante tener una visión global de las oportunidades y efectos combinados para actuar sobre la calidad del aire a escala local

33 SEMINARIO SOBRE LA CALIDAD DEL AIRE URBANO: DIAGNÓSTICO Y RESPUESTAS EN MILÁN, BERLÍN Y MADRID Gracias por su atención! rborge@etsii.upm.es

34 Distribución de emisiones a la atmósfera en 2014 en España. Fuente: MAGRAMA (2016)