NIVEL DE PRESIÓN SONORA...

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3 ÍNDICE DE CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN OBJETIVOS ALCANCE NIVEL DE PRESIÓN SONORA MODELO DE PROPAGACIÓN DE RUIDO PARA FUENTES PUNTUALES Descripción general del método de cálculo Descripción de fuentes Condiciones meteorológicas Ecuaciones básicas Cálculo de términos de atenuación MODELO DE PROPAGACIÓN PARA RUIDO DE TRÁNSITO CONSIDERACIONES PARA EVALUACIÓN DEL NIVEL DE PRESIÓN SONORA Límites de inmisión para nivel de presión sonora Criterios para descartar problemática Caracterización de ruido de fondo Estimación de nivel de presión sonora aportado por tránsito existente EVALUACIÓN DE NIVEL DE PRESIÓN SONORA EN FASE DE CONSTRUCCIÓN Identificación y caracterización de fuentes Resultados EVALUACIÓN DE NIVEL DE PRESIÓN SONORA EN FASE DE OPERACIÓN Identificación y caracterización de fuentes Resultados CONCLUSIONES Fase de construcción Fase de operación CALIDAD DE AIRE MODELO DE DISPERSIÓN ATMOSFÉRICA Descripción del modelo de dispersión utilizado Datos meteorológicos Modelo de terreno CARACTERIZACIÓN DE EMISIONES EN FASE DE CONSTRUCCIÓN CARACTERIZACIÓN DE EMISIONES EN FASE DE OPERACIÓN Análisis de emisiones de UPM Fray Bentos Condiciones de descarga en régimen Condiciones de descarga en salidas de régimen IDENTIFICACIÓN DE RECEPTORES Grillas uniformes de receptores Receptores puntuales VALORES LÍMITE DE REFERENCIA EN INMISIÓN EVALUACIÓN DE CALIDAD DE AIRE EN FASE DE OPERACIÓN Criterio de modelación Situación en régimen - Escenario Situación en régimen, escenario Salida de régimen, escenario CONCLUSIONES Fase de construcción Fase de operación... 81

4 ANEXO I ANÁLISIS DE DATOS DE EMISIONES GASEOSAS DE UPM FRAY BENTOS

5 ÍNDICE DE TABLAS TABLA 2-1: VALORES DE COEFICIENTE DE ATENUACIÓN ATMOSFÉRICA POR BANDAS DE OCTAVA... 4 TABLA 2-2: EXPRESIONES PARA EL CÁLCULO DE LAS ATENUACIONES POR FACTOR SUELO... 5 TABLA 2-3: VALORES LÍMITE DE REFERENCIA PARA NIVEL DE PRESIÓN SONORA EN INMISIÓN, GESTA, VALORES GUÍA PARA PREVENIR LA CONTAMINACIÓN ACÚSTICA, TABLA 2-4: VALORES LÍMITE DE REFERENCIA PARA NIVEL DE PRESIÓN SONORA EN INMISIÓN, ORDENANZA DEPARTAMENTAL DE DURAZNO... 7 TABLA 2-5: VALORES LÍMITE DE REFERENCIA PARA NIVEL DE PRESIÓN SONORA EN INMISIÓN, ORDENANZA DEPARTAMENTAL DE TACUAREMBÓ... 7 TABLA 2-6: NPS DE LA CAMPAÑA DIURNA DEL 16 DE MARZO DE TABLA 2-7: NPS DE LA CAMPAÑA NOCTURNA DEL 16 DE MARZO DE TABLA 2-8: NPS DE LA CAMPAÑA DIURNA DEL 27 DE MARZO DE TABLA 2-9: NPS DE LA CAMPAÑA NOCTURNA DEL 27 DE MARZO DE TABLA 2-10: PARÁMETROS PARA MODELO DE RUIDO DE TRÁNSITO, VALORES ACTUALES TABLA 2-11: CARACTERÍSTICAS DE FUENTES PUNTUALES CONSIDERADAS PARA FASE DE CONSTRUCCIÓN TABLA 2-12: CARACTERÍSTICAS DE FUENTES DE TRÁNSITO CONSIDERADAS EN HORA PICO DURANTE FASE DE CONSTRUCCIÓN 13 TABLA 2-13: CARACTERÍSTICAS DE FUENTES PUNTUALES CONSIDERADAS, FASE DE OPERACIÓN TABLA 2-14: CARACTERÍSTICAS DE FUENTES DE TRÁNSITO CONSIDERADAS, FASE DE OPERACIÓN TABLA 3-1: PARÁMETROS MEDIDOS EN CADA FUENTE TABLA 3-2: RESUMEN DE ESTADÍSTICOS PARA CALDERA DE RECUPERACIÓN DE UPM FRAY BENTOS TABLA 3-3: RESUMEN DE ESTADÍSTICOS PARA CALDERA GOL DE UPM FRAY BENTOS TABLA 3-4: RESUMEN DE ESTADÍSTICOS PARA CALDERA GOS DE UPM FRAY BENTOS TABLA 3-5: RESUMEN DE ESTADÍSTICOS PARA HORNO DE CAL DE UPM FRAY BENTOS TABLA 3-6: RESUMEN DE RESULTADOS DE OLFATOMETRÍA DINÁMICA REALIZADA POR EL LATU (ADAPTADO DE INFORME ORIGINAL, NO SE MODIFICAN LOS VALORES NUMÉRICOS PRESENTADOS EN EL MISMO) TABLA 3-7: VALORES DE MÁXIMOS PARA SALIDAS DE RÉGIMEN DE CALDERA DE RECUPERACIÓN TABLA 3-8: VALORES DE EMISIÓN CONSIDERADOS PARA MODELACIÓN EN RÉGIMEN, ESCENARIO 1 (*NO SE CUENTA CON VALORES LÍMITE DE EMISIÓN DE CO) TABLA 3-9: VALORES DE EMISIÓN DE OLORES DE FUENTES PUNTUALES DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE EFLUENTES, ASOCIADOS A OLFATOMETRÍAS DINÁMICAS REALIZADAS EN UPM FRAY BENTOS TABLA 3-10: VALORES DE EMISIÓN DE OLORES PARA FUENTES DE ÁREA DE PLANTA DE TRATAMIENTO DE EFLUENTES, ASOCIADOS A OLFATOMETRÍAS DINÁMICAS REALIZADAS EN UPM FRAY BENTOS TABLA 3-11: VALORES DE EMISIÓN CONSIDERADOS PARA MODELACIÓN EN RÉGIMEN, ESCENARIO 2, ASOCIADOS AL PERCENTIL 95 DE CADA PARÁMETRO MEDIDO (PARA LOS PARÁMETROS QUE NO SE MIDEN EN ALGUNA DE LAS FUENTES SE CONSIDERA EL VALOR ASOCIADO AL LÍMITE CONSIDERADO EN EL ESCENARIO 1) TABLA 3-12: VALORES DE EMISIÓN CONSIDERADOS PARA MODELACIÓN EN SALIDA DE RÉGIMEN, ESCENARIO TABLA 3-13: RESUMEN DE GRILLAS UNIFORMES DE RECEPTORES TABLA 3-14: RECEPTORES PUNTUALES ASOCIADOS A VIVIENDAS RURALES AISLADAS TABLA 3-15: LÍMITES DE REFERENCIA EN INMISIÓN PARA OLOR TABLA 3-16: VALORES DE EMISIÓN EN RÉGIMEN, ESCENARIO 1, MP TABLA 3-17: COMPARACIÓN DE MÁXIMOS CON LÍMITES DE INMISIÓN, MP, ESCENARIO TABLA 3-18: VALORES DE EMISIÓN EN RÉGIMEN, ESCENARIO 1, SO TABLA 3-19: COMPARACIÓN DE MÁXIMOS CON LÍMITES DE INMISIÓN, SO2, ESCENARIO TABLA 3-20: VALORES DE EMISIÓN EN RÉGIMEN, ESCENARIO 1, TRS TABLA 3-21: COMPARACIÓN DE MÁXIMOS CON LÍMITES DE INMISIÓN, TRS, ESCENARIO TABLA 3-22: VALORES DE EMISIÓN EN RÉGIMEN, ESCENARIO 1, NO X TABLA 3-23: COMPARACIÓN DE MÁXIMOS CON LÍMITES DE INMISIÓN, NOX, ESCENARIO TABLA 3-24: VALORES DE EMISIÓN EN RÉGIMEN, ESCENARIO 2, SO TABLA 3-25: COMPARACIÓN DE MÁXIMOS CON LÍMITES DE INMISIÓN, SO2, ESCENARIO TABLA 3-26: VALORES DE EMISIÓN EN RÉGIMEN, ESCENARIO 2, TRS TABLA 3-27: COMPARACIÓN DE MÁXIMOS CON LÍMITES DE INMISIÓN, TRS, ESCENARIO TABLA 3-28: VALORES DE EMISIÓN EN RÉGIMEN, ESCENARIO 2, CO TABLA 3-29: COMPARACIÓN DE MÁXIMOS CON LÍMITES DE INMISIÓN, CO, ESCENARIO TABLA 3-30: VALORES DE EMISIÓN EN RÉGIMEN PARA FUENTES PUNTUALES, ESCENARIO 2, OLOR TABLA 3-31: VALORES DE EMISIÓN EN RÉGIMEN PARA FUENTES DE ÁREA, ESCENARIO 2, OLOR

6 TABLA 3-32: VALORES DE EMISIÓN, ESCENARIO 3, SO2, PROMEDIO HORARIO TABLA 3-33: VALORES DE EMISIÓN, ESCENARIO 3, SO2, PROMEDIO EN 24 HORAS TABLA 3-34: COMPARACIÓN DE MÁXIMOS CON LÍMITES DE INMISIÓN, SO2, ESCENARIO TABLA 3-35: VALORES DE EMISIÓN, ESCENARIO 3, MP TABLA 3-36: COMPARACIÓN DE MÁXIMOS CON LÍMITES DE INMISIÓN, MP, ESCENARIO TABLA 3-37: VALORES DE EMISIÓN, ESCENARIO 3, TRS, VALORES CADA 10 MINUTOS TABLA 3-38: VALORES DE EMISIÓN, ESCENARIO 3, TRS, PROMEDIO HORARIO TABLA 3-39: COMPARACIÓN DE MÁXIMOS CON LÍMITES DE INMISIÓN, TRS, ESCENARIO ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA 2-1: UBICACIÓN DE PUNTOS DE MONITOREO DE NIVEL DE PRESIÓN SONORA FIGURA 2-2: ESTIMACIÓN DE NIVEL DE PRESIÓN SONORA POR TRÁNSITO ACTUAL, PASO DE LOS TOROS FIGURA 2-3: ESTIMACIÓN DE NIVEL DE PRESIÓN SONORA POR TRÁNSITO ACTUAL, PUEBLO CENTENARIO Y PARADA SUR FIGURA 2-4: ESTIMACIÓN DE NIVEL DE PRESIÓN SONORA POR TRÁNSITO ACTUAL, RINCÓN DEL BONETE FIGURA 2-5: ESTIMACIÓN DE NIVEL DE PRESIÓN SONORA POR TRÁNSITO ACTUAL, RECEPTORES R3 Y R FIGURA 2-6: ESTIMACIÓN DE NIVEL DE PRESIÓN SONORA POR TRÁNSITO ACTUAL, RECEPTORES R FIGURA 2-7: ESTIMACIÓN DE NIVEL DE PRESIÓN SONORA POR TRÁNSITO ACTUAL, RECEPTORES R FIGURA 2-8: NIVELES DE PRESIÓN SONORA CALCULADOS PARA RINCÓN DEL BONETE, FASE DE CONSTRUCCIÓN FIGURA 2-9: NIVELES DE PRESIÓN SONORA CALCULADOS PARA PASO DE LOS TOROS, FASE DE CONSTRUCCIÓN FIGURA 2-10: NIVELES DE PRESIÓN SONORA CALCULADOS PARA PUEBLO CENTENARIO Y PARADA SUR, FASE DE CONSTRUCCIÓN FIGURA 2-11: NIVELES DE PRESIÓN SONORA CALCULADOS PARA R3 Y R4, FASE DE CONSTRUCCIÓN FIGURA 2-12: NIVELES DE PRESIÓN SONORA CALCULADOS PARA R5, FASE DE CONSTRUCCIÓN FIGURA 2-13: NIVELES DE PRESIÓN SONORA CALCULADOS PARA R10, FASE DE CONSTRUCCIÓN FIGURA 2-14: NIVELES DE PRESIÓN SONORA CALCULADOS PARA RINCÓN DEL BONETE, FASE DE OPERACIÓN FIGURA 2-15: NIVELES DE PRESIÓN SONORA CALCULADOS PARA PASO DE LOS TOROS, FASE DE OPERACIÓN FIGURA 2-16: NIVELES DE PRESIÓN SONORA CALCULADOS PARA PUEBLO CENTENARIO Y PARADA SUR, FASE DE OPERACIÓN. 22 FIGURA 2-17: NIVELES DE PRESIÓN SONORA CALCULADOS PARA R3 Y R4, FASE DE OPERACIÓN FIGURA 2-18: NIVELES DE PRESIÓN SONORA CALCULADOS PARA R5, FASE DE OPERACIÓN FIGURA 2-19: NIVELES DE PRESIÓN SONORA CALCULADOS PARA R10, FASE DE OPERACIÓN FIGURA 3-1: GRILLAS DE RECEPTORES UNIFORMES FIGURA 3-2: RECEPTORES PUNTUALES FIGURA 3-3: MP, CONCENTRACIONES MÁXIMAS EN 24 HORAS, ESCENARIO FIGURA 3-4: MP, CONCENTRACIONES MÁXIMAS ANUALES, ESCENARIO FIGURA 3-5: SO2, CONCENTRACIONES MÁXIMAS EN 1 HORA, ESCENARIO FIGURA 3-6: SO2, CONCENTRACIONES MÁXIMAS EN 24 HORAS, ESCENARIO FIGURA 3-7: TRS, CONCENTRACIONES MÁXIMAS EN 1 HORA, ESCENARIO FIGURA 3-8: TRS, PORCENTAJE DE EXCEDENCIA PARA UMBRAL DE PERCEPCIÓN ALTA (0,7 μg/nm3 DE H2S EQUIVALENTE PROMEDIO EN UN PERÍODO DE 10 MINUTOS), ESCENARIO FIGURA 3-9: TRS, PORCENTAJE DE EXCEDENCIA PARA UMBRAL DE PERCEPCIÓN ALTA (3 μg/nm3 DE H2S EQUIVALENTE PROMEDIO EN UN PERÍODO DE 15 MINUTOS), ESCENARIO FIGURA 3-10: NOX, CONCENTRACIONES MÁXIMAS EN 1 HORA, ESCENARIO FIGURA 3-11: NOX, CONCENTRACIONES MÁXIMAS ANUALES, ESCENARIO FIGURA 3-12: SO2, CONCENTRACIONES MÁXIMAS EN 1 HORA, ESCENARIO FIGURA 3-13: SO2, CONCENTRACIONES MÁXIMAS EN 24 HORAS, ESCENARIO FIGURA 3-14: TRS, CONCENTRACIONES MÁXIMAS EN 1 HORA, ESCENARIO FIGURA 3-15: TRS, PORCENTAJE DE EXCEDENCIA PARA UMBRAL DE PERCEPCIÓN ALTA (0,7 μg/nm3 DE H2S EQUIVALENTE PROMEDIO EN UN PERÍODO DE 10 MINUTOS), ESCENARIO FIGURA 3-16: CO, CONCENTRACIONES MÁXIMAS EN 1 HORA, ESCENARIO FIGURA 3-17: CO, CONCENTRACIONES MÁXIMAS EN 8 HORAS, ESCENARIO FIGURA 3-18: PERCENTIL 98 DE CONCENTRACIONES DE OLOR, ESCENARIO FIGURA 3-19: PERCENTIL 90 DE CONCENTRACIONES DE OLOR, ESCENARIO FIGURA 3-20: PERCENTIL 85 DE CONCENTRACIONES DE OLOR, ESCENARIO FIGURA 3-21: SO2, CONCENTRACIONES MÁXIMAS EN 1 HORA, ESCENARIO

7 FIGURA 3-22: SO2, CONCENTRACIONES MÁXIMAS EN 24 HORAS, ESCENARIO FIGURA 3-23: MP, CONCENTRACIONES MÁXIMAS EN 24 HORAS, ESCENARIO FIGURA 3-24: TRS, CONCENTRACIONES MÁXIMAS EN 10 MINUTOS, ESCENARIO FIGURA 3-25: TRS, CONCENTRACIONES MÁXIMAS EN 1 HORA, ESCENARIO FIGURA 3-26: TRS, CONCENTRACIONES MÁXIMAS EN 1 HORA, ESCENARIO 3, ACERCAMIENTO

8 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM 1. INTRODUCCIÓN 1.1 OBJETIVOS El objetivo general del presente informe es el de caracterizar, cuantificar y evaluar los impactos potenciales a causa de las emisiones atmosféricas de la Planta, tanto en fase de construcción como de operación. Los objetivos particulares son los siguientes: Caracterización y cuantificación de nivel de presión sonora en fase de construcción y evaluación de impactos ambientales asociados. Caracterización y cuantificación de emisión de material particulado en fase de construcción y evaluación de impactos ambientales asociados. Caracterización, cuantificación y evaluación de calidad de emisión en fase de operación. Evaluación de impactos ambientales asociados a emisión de en fase de operación. Caracterización y cuantificación de nivel de presión sonora en fase de operación y evaluación de impactos ambientales asociados. 1.2 ALCANCE La caracterización, cuantificación y evaluación realizada en el presente informe para los aspectos de emisiones atmosféricas tanto en fase de construcción como de operación se hacen con la información disponible otorgada por el titular del emprendimiento, de bibliografía u obtenida en muestreos de campo. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 1

9 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM 2. NIVEL DE PRESIÓN SONORA 2.1 MODELO DE PROPAGACIÓN DE RUIDO PARA FUENTES PUNTUALES Para la propagación de ruido se utiliza una implementación computacional propia de la norma ISO : Acoustics Attenuation of sound during propagation outdoors Part 2: General method of calculation. El método especificado en esta norma es aplicable en la práctica a una gran variedad de fuentes y ambientes, pudiendo ser aplicado a la mayoría de las situaciones que involucren tránsito carretero o ferroviario, ruido industrial o ruido de actividades de construcción Descripción general del método de cálculo La norma ISO especifica un método para calcular la atenuación del sonido durante la propagación en ambiente exterior para predecir los niveles de ruido ambiental a una distancia dada de una variedad de fuentes. El método predice el nivel continuo equivalente de presión sonora ponderado A (expresado en dba), bajo condiciones meteorológicas favorables a la propagación desde las fuentes. Las condiciones meteorológicas son para propagación a favor del viento, o equivalentemente, propagación bajo condiciones bien desarrolladas de inversión de temperatura moderada, como suele ocurrir en la noche. Las atenuaciones se calculan para ruido originado a partir de fuentes puntuales de emisión, proporcionando términos para el cálculo de los siguientes efectos físicos: Divergencia geométrica. Absorción atmosférica. Efecto suelo. Reflexión en superficies. Apantallamiento por obstáculos. Los datos de entrada necesarios para aplicar la metodología considerada son los siguientes: Coordenadas, geometría y ubicación de las fuentes. Coordenadas de los receptores. Geometría del terreno. Características del suelo en el área de propagación. Nivel de emisión de la fuente en bandas de octava, o en su defecto nivel de presión sonora equivalente ponderado A Descripción de fuentes Las ecuaciones a utilizar son para fuentes puntuales, por lo que fuentes de otra índole se deben representar como una combinación de fuentes puntuales con un adecuado nivel de presión sonora y direccionalidad. Por ejemplo, las fuentes lineales se pueden dividir en secciones, y las fuentes de área pueden dividirse en celdas, asociando a cada una fuente puntual en el centro. Por otro lado, un grupo de fuentes puntuales puede ser descrito como una única fuente puntual equivalente situada en el baricentro del grupo, si se cumple que las fuentes tengan aproximadamente la misma potencia y altura sobre el nivel de suelo local, compartan las ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 2

10 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM mismas condiciones de propagación y la distancia entre la fuente puntual equivalente y el receptor sea mayor al doble de la mayor distancia entre fuentes del grupo Condiciones meteorológicas El modelo considera que la propagación del sonido sucede a favor de la dirección del viento, con las siguientes hipótesis: La dirección del viento se encuentra en un ángulo de ± 45º respecto a la dirección que conecta el centro de la fuente se ruido con el receptor, con el viento soplando desde la fuente al receptor. La velocidad del viento está en el rango de 1 m/s a 5 m/s, medida a una altura de entre 3 m a 11 m sobre el nivel del piso. Las ecuaciones también son válidas para propagación promedio bajo condiciones de inversión térmica moderada bien desarrollada, como ocurre usualmente en noches de calma Ecuaciones básicas El nivel continuo equivalente de presión sonora en un receptor dado, L ft (DW), se calcula para cada fuente puntual, para cada banda de octava con la Ecuación 2-1: ( ) = + Ecuación 2-1 Con: L w : potencia acústica producida por la fuente en la banda de octava correspondiente, expresada en db, relativa a un nivel de referencia de 1 pw. D C : corrección por direccionalidad, en db, que describe en cuánto el nivel de presión sonora de una fuente puntual se desvía del de una fuente puntual omnidireccional y uniforme, en una dirección específica. A: atenuación por banda de octavas, en db, que ocurre durante la propagación desde la fuente hasta el receptor. El término de atenuación A, queda compuesto según indica la Ecuación 2-2: = Ecuación 2-2 Con: A div : atenuación por divergencia geométrica. A atm : atenuación por absorción atmosférica. A gr : atenuación por efecto suelo. A bar : atenuación por barreras. A misc : atenuación por efectos misceláneos. Cabe destacar que en la implementación de este modelo no se considera la atenuación por barreras ni por efectos misceláneos. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 3

11 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Cálculo de términos de atenuación Divergencia geométrica La divergencia geométrica da cuenta de la dispersión esférica en espacio libre desde una fuente puntual, con lo que la atenuación queda dada por la Ecuación 2-3: = 20log +11 Ecuación 2-3 Con: d: distancia desde la fuente al receptor, en metros. d 0 : distancia de referencia, valor 1 m. La distancia d se calcula de forma simplificada como la distancia euclidiana en un espacio tridimensional, obteniendo las coordenadas de cada punto de la grilla de cálculo, en base al modelo digital de terreno desarrollado por la Dirección General de Recursos Naturales del MGAP. Absorción atmosférica La atenuación a causa de la absorción atmosférica, A atm, en db, queda dada por la Ecuación 2-4: Con: = /1000 Ecuación 2-4 coeficiente de atenuación atmosférica, expresado en db/km (ver Tabla 2-1). d: distancia desde la fuente al receptor, en metros. Si sólo se conoce la potencia de emisión ponderada A (dba) para una fuente dada, para estimar la atenuación se utilizan los valores de los términos correspondientes a la frecuencia de 500 Hz. Tabla 2-1: Valores de coeficiente de atenuación atmosférica por bandas de octava TEMPERATURA HUMEDAD COEFICIENTE DE ATENUACIÓN ATMOSFÉRICA (db/km) RELATIVA FRECUENCIA NOMINAL CENTRAL DE LA BANDA DE OCTAVA (Hz) (ºC) (%) ,1 0,4 1,0 1,9 3,7 9,7 32,8 117, ,1 0,3 1,1 2,8 5,0 9,0 22,9 76, ,1 0,3 1,0 3,1 7,4 12,7 23,1 59, ,3 0,6 1,2 2,7 8,2 28,2 88,8 202, ,1 0,5 1,2 2,2 4,2 10,8 36,2 129, ,1 0,3 1,1 2,4 4,1 8,3 23,7 82,8 Efecto suelo La atenuación por efecto suelo se da principalmente a causa de la interferencia del sonido reflejado en la superficie con el sonido que se propaga directamente entre la fuente y el receptor. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 4

12 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Esta atenuación queda determinada fundamentalmente por la superficie del suelo cerca de la fuente y cerca del receptor. Este método de cálculo para el efecto suelo es aplicable cuando el suelo es aproximadamente plano, ya sea horizontalmente o con pendiente constante. Se especifican tres regiones distintas para la atenuación por efecto suelo: La región de la fuente, que se extiende de la fuente al receptor en una distancia dada por el mínimo de 30 veces la altura de la fuente (30h s ) o la distancia entre la fuente y el receptor proyectada en el plano del suelo (d p ). La región del receptor, que se extiende desde el receptor a la fuente en una distancia dada por el mínimo de 30 veces la altura del receptor (30h r ) o d p. La región intermedia, la cual se extiende entre las regiones de la fuente y el receptor (si estas se solapan, no hay región intermedia). Las propiedades acústicas del suelo quedan definidas por el factor G. Se consideran tres categorías de superficies reflectantes: Suelo duro: G = 0. Corresponde a pavimento, agua, hielo, hormigón y otras superficies de porosidad baja. Suelo poroso: G = 1. Incluye superficies cubiertas por pasto, árboles y otra vegetación, y cualquier otra superficie adecuada para el crecimiento de vegetación, como áreas de cultivo. Suelo mixto: G toma valores entre 0 y 1, igual a la fracción de suelo poroso en el total. Corresponde a suelos mixtos. Para calcular la atenuación por el factor suelo se deben calcular las componentes correspondientes a las distintas regiones consideradas: A s para la región de la fuente, especificada por el factor suelo G s, A r para la región del receptor, especificado por el factor suelo G r, y A m para la región intermedia, especificada por el factor de suelo para el G m. La atenuación total por el suelo queda dada por la Ecuación 2-5: = + + Ecuación 2-5 En la Tabla 2-2 se presenta el cálculo de las atenuaciones en función del factor G correspondiente. Tabla 2-2: Expresiones para el cálculo de las atenuaciones por factor suelo FRECUENCIA NOMINAL CENTRAL DE LA BANDA DE OCTAVA As o Ar 1 Am (Hz) (db) (db) 63 1, ,5 + ( ) 250 1,5 + ( ) 500 1,5 + ( ) ,5 + ( ) 3 (1 ) ,5(1 ) ,5(1 ) ,5(1 ) Con: ( ) = 1,5 + 3,0, ( ) 1 / +5,7, 1, 1 Para el cálculo de A s se toma G=G s y h=h s. Para el cálculo de A r se toma G=G r y h=h r. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 5

13 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM ( ) =1,5+8,6, 1 / ( ) =1,5+14,0, 1 / ( ) = 1,5 + 5,0, 1 / =0 30( + ) =1 30( + ) >30( + ) 2.2 MODELO DE PROPAGACIÓN PARA RUIDO DE TRÁNSITO A los efectos de evaluar la incidencia del ruido por tránsito, se determina en forma teórica el nivel de ruido utilizando un modelo desarrollado en la Guide de bruit des transportes terrestres Previsón des neveaux sonores. CETUR. Se toma en este caso los procedimientos de cálculo correspondientes para vías rápidas, entendiéndose por tal a las autopistas, carreteras, bulevares o avenidas, siendo el escenario que mejor se ajusta a la situación en estudio. El nivel sonoro equivalente (L eq ) para este tipo de vías de tránsito se calcula con la siguiente expresión: =20+10log( + 1 ) +20log( ) Ecuación 2-6 Con: Ql y Qp: el caudal de vehículos ligeros y pesados, respectivamente, expresados en vehículos/hora. E1: es el factor de equivalencia acústica entre vehículos ligeros y pesados. (Entendiéndose vehículos ligeros aquellos cuyo peso total es inferior a 3,5 ton y por pesados cuando el peso es igual o superior a 3,5 ton). : la velocidad media, en km/h. d: la distancia al borde de la vía de tránsito, en metros. l: el ancho de la calzada, en metros. : el ángulo bajo el que se ve la carretera, en grados. La distancia d se calcula de forma simplificada como la distancia euclidiana en un espacio tridimensional, obteniendo las coordenadas de cada punto de la grilla de cálculo, en base al modelo digital de terreno desarrollado por la Dirección General de Recursos Naturales del MGAP. Se debe tener en cuenta que el modelo no considera atenuación atmosférica ni efecto suelo, por lo que los niveles de presión sonora calculados suelen sobrestimar los valores reales, lo cual incrementa con la distancia a la fuente. 2.3 CONSIDERACIONES PARA EVALUACIÓN DEL NIVEL DE PRESIÓN SONORA En esta sección se presentan los criterios generales utilizados para la evaluación del nivel de presión sonora, que aplican tanto para la fase de construcción como para la fase de operación. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 6

14 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Límites de inmisión para nivel de presión sonora Como referencia de límites de inmisión en espacios abiertos rurales se utilizan los planteados en el documento técnico Valores Guía para Prevenir la Contaminación Acústica, del 29 de mayo de 2015, Sección I-Niveles Admisibles de Presión Sonora, numeral 2º (Objetivos de calidad acústica en exteriores), incluyendo el ruido de tránsito, según se muestra en la Tabla 2-3. Para espacios abiertos urbanos se toman los límites de inmisión establecidos en las ordenanzas municipales correspondientes de Durazno y Tacuarembó, los cuales se muestran en la Tabla 2-4 y Tabla 2-5. Tabla 2-3: Valores límite de referencia para nivel de presión sonora en inmisión, GESTA, Valores Guía para Prevenir la Contaminación Acústica, 2015 DESCRIPCIÓN Espacios abiertos rurales Espacios abiertos urbanos silenciosos Espacios abiertos urbanos levemente ruidosos LA,f,eq (dba) Diurno 50 Nocturno 45 Diurno 60 Nocturno 50 Diurno 65 Nocturno 55 Tabla 2-4: Valores límite de referencia para nivel de presión sonora en inmisión, ordenanza departamental de Durazno DESCRIPCIÓN Espacios abiertos urbanos LA,f,eq (dba) Diurno 65 Nocturno 55 Tabla 2-5: Valores límite de referencia para nivel de presión sonora en inmisión, ordenanza departamental de Tacuarembó DESCRIPCIÓN Espacios abiertos urbanos LA,f,eq (dba) Diurno 65 Nocturno 50 Cabe destacar que los niveles límite de inmisión en ambiente exterior de la ordenanza municipal de Tacuarembó no aplican para ruidos procedentes del tráfico (Capítulo III, Artículo 10, Ordenanza para Corrección de la Contaminación Acústica del Departamento de Tacuarembó, del 9 de agosto de 2007). En función de lo anterior, para la evaluación del nivel de presión sonora en los receptores ubicados en Tacuarembó se utilizan los valores guía de presentados en la Tabla 2-3. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 7

15 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Criterios para descartar problemática Se observa que si el nivel sonoro calculado en un punto dado se encuentra 10 o más dba por debajo del nivel límite inmisión de referencia correspondiente, la problemática puede ser descartada completamente sin considerar el ruido de fondo, debido a que se puede estar únicamente en una de dos situaciones: 1. El ruido de fondo es inferior al nivel de inmisión máximo de referencia, en cuyo caso la suma logarítmica del primero con el nivel de presión sonora calculado mediante el modelo matemático también lo será, o; 2. El ruido de fondo es mayor o igual al nivel de inmisión máximo de referencia, en cuyo caso sumar un nivel 10 dba (o más) menor a éste no modificará su valor. En este caso la problemática de ruido ya existe y el aporte incremental asociado al emprendimiento no genera niveles de presión sonora mayores a los existentes. En función de lo anterior, independientemente al nivel de ruido de fondo, se puede descartar el impacto por aumento del nivel de inmisión sonora en las zonas que cumplan los siguientes criterios: Zonas urbanas, horario diurno: nivel de presión sonora calculado inferior a 55 dba. Zonas urbanas, horario nocturno: nivel de presión sonora calculado inferior a 45 dba. Zonas rurales, horario diurno: nivel de presión sonora calculado inferior a 40 dba. Zonas rurales, horario nocturno: nivel de presión sonora calculado inferior a 35 dba Caracterización de ruido de fondo Para la caracterización del ruido de fondo se considera la presentada en el EsIA. En la Figura 2-1 se presenta la ubicación de los puntos de monitoreo de nivel de presión sonora, mientras que en la Tabla 2-6, Tabla 2-7, Tabla 2-8 y Tabla 2-9 se presentan los resultados obtenidos. Figura 2-1: Ubicación de puntos de monitoreo de nivel de presión sonora. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 8

16 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Tabla 2-6: NPS de la campaña diurna del 16 de marzo de 2018 ID PUNTO L eq (A) L 10 (A) L 50 (A) L 90 (A) R1 47, ,5 30,5 R2 37,1 39,6 35,3 31,2 R3 56,8 43,2 32,2 28,5 R ,1 32,1 28,8 R5 48,8 52,5 40,4 30,8 R6 55,8 57,8 44,8 37,9 R7 44,4 39,7 33,3 30,6 R8 51,5 47,8 38,8 35,3 R10 43,6 47, Tabla 2-7: NPS de la campaña nocturna del 16 de marzo de 2018 ID PUNTO L eq (A) L 10 (A) L 50 (A) L 90 (A) R ,7 32,2 30,9 R2 37,3 34,1 30,7 30 R5 48,4 41,2 36,9 33,8 R7 38,3 39,4 37,9 36,3 Tabla 2-8: NPS de la campaña diurna del 27 de marzo de 2018 ID PUNTO L eq (A) L 10 (A) L 50 (A) L 90 (A) R1 51,8 48,5 39,2 33,8 R2 47,5 48,8 41,1 38,1 R ,2 48,6 40,9 R7 48,9 49,3 43,2 39,6 R8 43,8 43,2 40,1 38,5 Tabla 2-9: NPS de la campaña nocturna del 27 de marzo de 2018 ID PUNTO L eq (A) L 10 (A) L 50 (A) L 90 (A) R ,2 34,7 R7 38,2 39,8 37,7 35,7 R8 39,8 41,7 38,6 37, Estimación de nivel de presión sonora aportado por tránsito existente Cabe destacar que para el cálculo de ruido de tránsito se considera tanto el tránsito inducido como el tránsito usual, por lo que parte del aporte de nivel de presión sonora calculado ya existe como ruido de fondo en la actualidad. De modo de estimar el nivel de presión sonora actual aportado por el tránsito, se utiliza el modelo de propagación para ruido de tránsito considerando los valores actuales de los distintos parámetros, los cuales se muestran en la Tabla 2-1. Los resultados obtenidos se muestran en las figuras a continuación. En estas se puede observar que para Paso de los Toros y Centenario se sobrepasa el límite de inmisión nocturno de 55 dba en las zonas aledañas a la Ruta 5, hasta una distancia de aproximadamente 110 m medidos desde el eje de esta Ruta, mientras que el límite de inmisión diurno, de 65 dba, es superado prácticamente dentro de la faja de dominio público de la Ruta. Para los receptores rurales ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 9

17 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM considerados, se tiene que no se supera el límite de inmisión nocturno de 45 dba, excepto en el receptor R10, en el cual se tiene un nivel de presión sonora aportado por el tránsito de 48 dba, que por otra parte no supera el límite de inmisión diurno de 50 dba. Tabla 2-10: Parámetros para modelo de ruido de tránsito, valores actuales. TRAMO Ql Qp Vel Ancho (veh./hora) (veh./hora) (km/h) (m) Ruta 5 entre Ruta 43 - UPM II ,2 Ruta 5 entre Carlos Reyles - UPM II ,2 Ruta Figura 2-2: Estimación de nivel de presión sonora por tránsito actual, Paso de los Toros. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 10

18 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 2-3: Estimación de nivel de presión sonora por tránsito actual, Pueblo Centenario y Parada Sur. Figura 2-4: Estimación de nivel de presión sonora por tránsito actual, Rincón del Bonete. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 11

19 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 2-5: Estimación de nivel de presión sonora por tránsito actual, receptores R3 y R4. Figura 2-6: Estimación de nivel de presión sonora por tránsito actual, receptores R5. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 12

20 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 2-7: Estimación de nivel de presión sonora por tránsito actual, receptores R EVALUACIÓN DE NIVEL DE PRESIÓN SONORA EN FASE DE CONSTRUCCIÓN Para la evaluación del nivel de presión sonora en fase de construcción se utilizan los modelos mencionados anteriormente, calculando los niveles de inmisión asociados a fuentes puntuales de obra y los asociados al tránsito, para luego sumarlos (suma logarítmica) en el dominio de cálculo, obteniendo el aporte total de nivel de presión sonora del emprendimiento Identificación y caracterización de fuentes En esta sección se identifican y caracterizan las fuentes de emisión sonora consideradas para la modelación del nivel de presión sonora en inmisión durante la fase de construcción. Lo anterior se puede ver en la Tabla 2-11 y la Tabla Para las fuentes puntuales se considera únicamente la trituradora que se ubicará durante la fase de construcción en el área donde estará el sitio de disposición final de residuos. A las fuentes de tránsito se asocia el tránsito inducido por la obra en la hora pico más el tránsito actual. Tabla 2-11: Características de fuentes puntuales consideradas para fase de construcción COORDENADAS ALTURA SNS NPS FUENTE X (m) Y (m) Z (m) (m) (dba) Trituradora Tabla 2-12: Características de fuentes de tránsito consideradas en hora pico durante fase de construcción TRAMO Ql Qp Vel Ancho ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 13

21 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM (veh./hora) (veh./hora) (km/h) (m) Ruta 5 entre Ruta 43 Centenario ,2 Ruta 5 entre Centenario - UPM II ,2 Ruta 5 entre Carlos Reyles - UPM II ,2 Acceso R ,2 Ruta 4 NC NC NC NC Acceso Ruta 4 NC NC NC NC Resultados En esta sección se presentan los resultados obtenidos en forma de líneas isófonas superpuestas a una fotografía satelital, y se realiza una evaluación de los mismos. Los niveles calculados se comparan con los niveles de inmisión de referencia para horario diurno, ya que el escenario modelado, de hora pico de tránsito se dará entre las 7:00 y las 9:00 en la mañana. Se descarta la problemática de las áreas que cumplen los criterios indicados en la sección 2.3. Rincón del Bonete Rincón del Bonete se encuentra por fuera la isófona de 55 dba, como se puede ver en la Figura 2-8, por lo cual el impacto potencial de aumento de nivel de presión sonora durante la fase de construcción de la Planta en hora pico es admisible. Figura 2-8: Niveles de presión sonora calculados para Rincón del Bonete, fase de construcción. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 14

22 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Paso de los Toros Según se puede apreciar en la Figura 2-9, para área de la ciudad de Paso de los Toros que se encuentra por fuera de la isófona de 55 dba, los impactos potenciales a causa del aumento del nivel de presión sonora en fase de construcción serán admisibles independientemente del valor del ruido de fondo. Para la zona de la ciudad ubicada entre la Ruta 5 y la isófona de 55 dba se considera como representativo el nivel de presión sonora de fondo diurno medido en el punto R8, de 51,5 dba, el cual se encuentra más de 10 dba por debajo del límite de inmisión considerado. En función de lo anterior, la isófona de 65 dba calculada es prácticamente idéntica a la que se tendría si se sumara el nivel de presión sonora de fondo. De lo anterior se tiene que la única zona donde se incumple el límite de inmisión sonora diurna de 65 dba es en la franja roja mostrada en la Figura 2-9, la cual corresponde a una faja de 75 m de ancho hacia cada lado del eje de la Ruta 5. Los receptores ubicados dentro de esa faja se encuentran afectados en la actualidad por el tránsito sobre Ruta 5, por lo que, más allá de que se supere el valor límite de inmisión, se entiende que la problemática existe en la actualidad, y que además el aumento de nivel de presión sonora por tránsito pico se encontrará acotado justamente a las horas pico de movimiento de vehículos, siendo el impacto potencial asociado a la fase de construcción de la Planta admisible en el medio receptor. Figura 2-9: Niveles de presión sonora calculados para Paso de los Toros, fase de construcción. Pueblo Centenario y Parada Sur Según se puede apreciar en la Figura 2-10, para Parada Sur y el área de Pueblo Centenario que se encuentra por fuera de la isófona de 55 dba, los impactos potenciales a causa del aumento del nivel de presión sonora en fase de construcción serán admisibles independientemente del valor del ruido de fondo. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 15

23 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Para la zona del pueblo ubicada entre la Ruta 5 y la isófona de 55 dba se considera como representativo el nivel de presión sonora de fondo diurno medido en el punto R6, de 55,8 dba, el cual se encuentra a menos de 10 dba por debajo del límite de inmisión considerado. En función de lo anterior, despejando la suma logarítmica de los términos, la isófona de 64 dba calculada corresponde al valor a partir del cual se incumple el límite de inmisión sonora diurna de 65 dba. Esta zona corresponde a una faja de 80 m de ancho hacia cada lado del eje de la Ruta 5. Los receptores ubicados dentro de esa faja se encuentran afectados en la actualidad por el tránsito sobre Ruta 5, por lo que, más allá de que se supere el valor límite de inmisión, se entiende que la problemática existe en la actualidad, siendo el impacto potencial asociado a la fase de construcción de la Planta admisible en el medio receptor. Figura 2-10: Niveles de presión sonora calculados para Pueblo Centenario y Parada Sur, fase de construcción. Receptores rurales Como receptores rurales se consideran los siguientes, que son los más cercanos al emprendimiento que se verifica cuentan con habitantes permanentes: R3: estancia para ganadería extensiva con caseros permanentes. R4: estancia de la Sociedad Ganadera y Rural Jacarandá, dedicada a la ganadería extensiva, con caseros permanentes. R5: predio del Instituto Nacional de Colonización en el que recientemente se instaló un nuevo colono. R10: Escuela Rural. En el receptor R3 se midió un ruido de fondo diurno de 56,8 dba, el cual ya es superior al máximo nivel de inmisión de referencia para áreas rurales, de 50 dba. Por otro lado, según se puede ver en la Figura 2-11, el aporte de la fase de construcción de la Planta será de 44 dba, por lo se cumpliría con el valor límite de inmisión de referencia si el ruido de fondo fuera igual o menor a 49 dba. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 16

24 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM En el receptor R4 se midió un ruido de fondo diurno de 37 dba, siendo el nivel sonoro aportado en la fase de construcción de la Planta de 44 dba, según se puede ver en la Figura 2-11, para un total de 45 dba, cumpliendo así con el límite de inmisión de referencia de 50 dba. En el receptor R5 se midió un ruido de fondo diurno de 48,8 dba. Este receptor se encuentra al borde del camino de ingreso, por lo cual a la hora pico de tránsito estará expuesto al ruido generado por los vehículos, con un valor calculado de nivel de inmisión sonora de 64 dba, el cual sobrepasa el límite de inmisión de referencia, independientemente del ruido de fondo. En el receptor R10 se midió un ruido de fondo diurno de 43,6 dba. Este receptor se encuentra a unos 700 m del borde de Ruta 5, por lo cual se encontrará expuesto al ruido de tránsito en las horas pico de transporte de personal y materiales, con un nivel de inmisión sonora calculado de 51 dba, el cual sobrepasa el límite de inmisión de referencia de 50 dba sin importar el valor del ruido de fondo. Figura 2-11: Niveles de presión sonora calculados para R3 y R4, fase de construcción. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 17

25 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 2-12: Niveles de presión sonora calculados para R5, fase de construcción. Figura 2-13: Niveles de presión sonora calculados para R10, fase de construcción. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 18

26 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM 2.5 EVALUACIÓN DE NIVEL DE PRESIÓN SONORA EN FASE DE OPERACIÓN Para la evaluación del nivel de presión sonora en fase de operación se utilizan los modelos mencionados anteriormente, calculando los niveles de inmisión asociados a fuentes puntuales de proceso y los asociados al tránsito, para luego sumarlos (suma logarítmica) en el dominio de cálculo, obteniendo el aporte total de nivel de presión sonora del emprendimiento Identificación y caracterización de fuentes En esta sección se identifican y caracterizan las fuentes de emisión sonora consideradas para la modelación del nivel de presión sonora en inmisión durante la fase de operación. Lo anterior se puede ver en la Tabla 2-13 y la Tabla Tabla 2-13: Características de fuentes puntuales consideradas, fase de operación FUENTE COORDENADAS ALTURA SNS NPS X (m) Y (m) Z (m) (m) (dba) Línea de fibra Astilladora Secadora Turbinas Torre enf. X Torre enf. X Evap. X Caldera de rec Tabla 2-14: Características de fuentes de tránsito consideradas, fase de operación TRAMO Ql Qp Vel Ancho (veh./hora) (veh./hora) (km/h) (m) Ruta 5 entre Ruta 43 - Centenario ,2 Ruta 5 entre Centenario - UPM II ,2 Ruta 5 entre Carlos Reyles - UPM II ,2 Acceso R ,2 Ruta Acceso Ruta Resultados En esta sección se presentan los resultados obtenidos en forma de líneas isófonas superpuestas a una fotografía satelital, según se puede ver en las figuras a continuación. Los niveles calculados se comparan con los niveles de inmisión de referencia para horario diurno y nocturno, ya que la Planta operará 24 horas al día. Se descarta la problemática de las áreas que cumplen los criterios indicados en la sección 2.3. Rincón del Bonete Rincón del Bonete se encuentra por fuera la isófona de 45 dba, como se puede ver en la Figura 2-14, por lo cual el impacto potencial de aumento de nivel de presión sonora durante la fase de operación de la Planta es admisible. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 19

27 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 2-14: Niveles de presión sonora calculados para Rincón del Bonete, fase de operación. Paso de los Toros Horario diurno Según se puede apreciar en la Figura 2-15, para el área de la ciudad de Paso de los Toros que se encuentra por fuera de la isófona de 55 dba, los impactos potenciales a causa del aumento del nivel de presión sonora en fase de operación, en horario diurno, serán admisibles independientemente del valor del ruido de fondo. Para la zona de la ciudad ubicada entre la Ruta 5 y la isófona de 55 dba se considera como representativo el nivel de presión sonora de fondo diurno medido en el punto R8, de 51,5 dba, el cual se encuentra más de 10 dba por debajo del límite de inmisión considerado. En función de lo anterior, la isófona de 65 dba calculada es prácticamente idéntica a la que se tendría si se sumara el nivel de presión sonora de fondo. De lo anterior se tiene que la única zona donde se incumple el límite de inmisión sonora diurna de 65 dba es en la franja roja mostrada en la Figura 2-15, la cual corresponde a una faja de 75 m de ancho hacia cada lado del eje de la Ruta 5. Los receptores ubicados dentro de esa faja se encuentran afectados en la actualidad por el tránsito sobre Ruta 5, por lo que, más allá de que se supere el valor límite de inmisión, se entiende que la problemática existe en la actualidad, siendo el impacto potencial asociado a la fase de operación en horario diurno de la Planta admisible en el medio receptor. Horario nocturno Según se puede apreciar en la Figura 2-15, para el área de la ciudad de Paso de los Toros que se encuentra por fuera de la isófona de 45 dba, los impactos potenciales a causa del aumento del nivel de presión sonora en fase de operación, en horario nocturno, serán admisibles independientemente del valor del ruido de fondo. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 20

28 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Para la zona de la ciudad ubicada entre la Ruta 5 y la isófona de 45 dba se considera como representativo el nivel de presión sonora de fondo nocturno medido en el punto R8, de 39,8 dba, el cual se encuentra más de 10 dba por debajo del límite de inmisión considerado, de 55 dba. En función de lo anterior, la isófona de 55 dba calculada es prácticamente idéntica a la que se tendría si se sumara el nivel de presión sonora de fondo. De lo anterior se tiene que la única zona donde se incumple el límite de inmisión sonora diurna de 55 dba es en la franja anaranjada mostrada en la Figura 2-15, la cual corresponde a una faja de 155 m de ancho hacia cada lado del eje de la Ruta 5, lo cual es un incremento mínimo respecto a la situación actual. Los receptores ubicados dentro de esa faja se encuentran afectados en la actualidad por el tránsito sobre Ruta 5, por lo que, más allá de que se supere el valor límite de inmisión, se entiende que la problemática existe en la actualidad, siendo el impacto potencial asociado a la fase de operación en horario nocturno de la Planta admisible en el medio receptor. Figura 2-15: Niveles de presión sonora calculados para Paso de los Toros, fase de operación. Pueblo Centenario y Parada Sur Horario diurno Según se puede apreciar en la Figura 2-16, para Parada Sur y el área de Pueblo Centenario que se encuentra por fuera de la isófona de 55 dba, los impactos potenciales a causa del aumento del nivel de presión sonora en fase de operación en horario diurno serán admisibles independientemente del valor del ruido de fondo. Para la zona del pueblo ubicada entre la Ruta 5 y la isófona de 55 dba se considera como representativo el nivel de presión sonora de fondo diurno medido en el punto R6, de 55,8 dba, el cual se encuentra a menos de 10 dba por debajo del límite de inmisión considerado. En función de lo anterior, despejando la suma logarítmica de los términos, la isófona de 64 dba calculada corresponde al valor a partir del cual se incumple el límite de inmisión sonora diurna ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 21

29 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM de 65 dba. Esta zona corresponde a un área ubicada casi en su totalidad sobre la faja de dominio público de la Ruta 5. Los receptores ubicados dentro de esa faja se encuentran afectados en la actualidad por el tránsito sobre Ruta 5, por lo que, más allá de que se supere el valor límite de inmisión, se entiende que la problemática existe en la actualidad, siendo el impacto potencial asociado a la fase de operación en horario diurno de la Planta admisible en el medio receptor. Horario nocturno Para la zona del pueblo ubicada entre la Ruta 5 y la isófona de 45 dba se considera como representativo el nivel de presión sonora de fondo nocturno medido en el punto R7, de 38,3 dba, ya que no se cuenta con mediciones nocturnas de R6, el cual se encuentra a menos de 10 dba por debajo del límite de inmisión considerado. En función de lo anterior la isófona de 55 dba calculada corresponde al valor a partir del cual se incumple el límite de inmisión sonora nocturna de 55 dba. Esta zona corresponde a una faja de 165 m de ancho hacia cada lado del eje de la Ruta 5. Los receptores ubicados dentro de esa faja se encuentran afectados en la actualidad por el tránsito sobre Ruta 5, por lo que, más allá de que se supere el valor límite de inmisión, se entiende que la problemática existe en la actualidad, siendo el impacto potencial asociado a la fase de operación de la Planta admisible en el medio receptor. Figura 2-16: Niveles de presión sonora calculados para Pueblo Centenario y Parada Sur, fase de operación. Receptores rurales Horario diurno En el receptor R3 se midió un ruido de fondo diurno de 56,8 dba, el cual ya es superior al máximo nivel de inmisión de referencia para áreas rurales, de 50 dba. Por otro lado, según se puede ver en la Figura 2-17, el aporte de la fase de operación de la Planta será de 39 dba, por ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 22

30 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM lo que el cumplimiento del límite de inmisión diurno de 50 dba depende completamente del ruido de fondo. En el receptor R4 se midió un ruido de fondo diurno de 37 dba, siendo el nivel sonoro aportado en la fase de operación de la Planta de 40 dba, según se puede ver en la Figura 2-17, para un total de 42 dba, cumpliendo así con el límite de inmisión de referencia de 50 dba. En el receptor R5 se midió un ruido de fondo diurno de 48,8 dba. Este receptor se encuentra al borde del camino de ingreso, por lo cual a la hora pico de tránsito estará expuesto al ruido generado por los vehículos, con un valor calculado de nivel de inmisión sonora de 60 dba, el cual sobrepasa el límite de inmisión de referencia, independientemente del ruido de fondo. En el receptor R10 se midió un ruido de fondo diurno de 43,6 dba. Este receptor se encuentra a unos 700 m del borde de Ruta 5, por lo cual se encontrará expuesto al ruido de tránsito, con un nivel de inmisión sonora calculado de 50 dba, el cual sumado al ruido de fondo llega a un valor de 51 dba, sobrepasando el límite de inmisión de referencia de 50 dba. Horario nocturno Para el receptor R3 no se cuenta con mediciones de ruido de fondo nocturno. Por otro lado, según se puede ver en la Figura 2-17, el aporte de la fase de operación de la Planta será de 39 dba, por lo que el cumplimiento del límite de inmisión diurno de 45 dba se podrá dar hasta valores de ruido de fondo de 44 dba. En el receptor R4 no se midió ruido de fondo nocturno, siendo el nivel sonoro aportado en la fase de operación de la Planta de 40 dba, según se puede ver en la Figura 2-17, por lo que el cumplimiento del límite de inmisión diurno de 45 dba se podrá dar hasta valores de ruido de fondo de 43 dba. En el receptor R5 se midió un ruido de fondo nocturno de 48,4 dba. Este receptor se encuentra al borde del camino de ingreso, por lo cual estará expuesto al ruido generado por los vehículos, con un valor calculado de nivel de inmisión sonora de 60 dba, el cual sobrepasa el límite de inmisión de referencia, independientemente del ruido de fondo. El receptor R10, por ser una escuela, no cuenta con actividades en horario nocturno, por lo cual se descarta la problemática en este caso. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 23

31 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 2-17: Niveles de presión sonora calculados para R3 y R4, fase de operación. Figura 2-18: Niveles de presión sonora calculados para R5, fase de operación. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 24

32 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 2-19: Niveles de presión sonora calculados para R10, fase de operación. 2.6 CONCLUSIONES Fase de construcción Según la evaluación realizada, se tiene que para la fase de construcción el impacto de afectación por aumento del nivel de inmisión sonora se concentrará en horario diurno, principalmente en las horas pico de transporte de personal y materiales. En este escenario, se tiene que el principal impacto se dará, como es esperable, en las cercanías de la Ruta 5 y camino de acceso, por donde transitarán los vehículos. Como medidas de mitigación para atenuar el efecto del ruido de tránsito, se plantea que se limite la velocidad de circulación de los vehículos a 45 km/h en zonas pobladas sobre la Ruta 5 y camino de acceso al sitio de construcción de la Planta Fase de operación Para la fase de operación se identifica que el principal impacto respecto a aumento del nivel de inmisión de ruido se concentra en el camino de acceso a la planta, debido al tránsito inducido que transitará por éste. En este sentido se identifica como medida de mitigación la limitación de la velocidad de circulación de los vehículos a 45 km/h en el camino de acceso a la Planta. Respecto al receptor rural R5, se acordará con el vecino las medidas necesarias para hacer que el impacto sea admisible. Por otro lado, cabe destacar que las fuentes puntuales asociadas al proceso industrial en sí mismo no generan impactos no admisibles respecto al aumento del nivel de inmisión de ruido. Asimismo, el nivel de inmisión sonora en las cercanías de Ruta 5 aumenta muy mínimamente respecto al generado por el tránsito actual, por lo que se considera que el impacto sobre esa área es admisible en el medio receptor. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 25

33 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM 3. CALIDAD DE AIRE 3.1 MODELO DE DISPERSIÓN ATMOSFÉRICA Descripción del modelo de dispersión utilizado Para la modelación de dispersión atmosférica de sustancias se utiliza el paquete de modelación AERMOD View 9.6, el cual incorpora el modelo AERMOD de la US EPA, entre otros, sin hacer modificaciones al mismo. El AERMOD es un sistema de modelación de penacho gaussiano estacionario, que cuenta con tres componentes: AERMOD: modelo de dispersión de la AERMIC (American Meteorological Society/Environmental Protection Agency Regulatory Model Improvement Committee). AERMAP: módulo de preprocesamiento de terreno del AERMOD. AERMET: módulo de preprocesamiento meteorológico del AERMOD. El modelo incluye el tratamiento de fuentes puntuales, lineales, de área y de volumen, permitiendo realizar modelación sobre terrenos complejos y considerar presencia de edificios Datos meteorológicos Los datos meteorológicos utilizados para la modelación de dispersión de sustancias en al atmósfera corresponden a datos de reanálisis del modelo MM5, el cual cuenta con una grilla de 12 km por 12 km de resolución espacial. Se utilizan los datos de la celda de grilla con centro 32, ºS, 56, ºW. El período de datos utilizado va desde el 1º de enero de 2012 hasta el 31 de diciembre de 2016, para un total de 5 años de datos Modelo de terreno Para la generación del modelo de terreno se utiliza el raster del Modelo Digital de Terreno (MDT) del Ministerio de Ganadería, Agricultura y Pesca (MGAP), el cual cuenta con una resolución espacial de 30 m por 30 m de tamaño de píxel, y una precisión de interpolación entre puntos de 2,5 m. 3.2 CARACTERIZACIÓN DE EMISIONES EN FASE DE CONSTRUCCIÓN Las emisiones a la atmósfera durante la fase de construcción no se consideran relevantes ya que, según se indica en el documento de Estudio de Impacto Ambiental, estas pueden ser fácilmente mitigadas mediante la utilización de medidas de gestión de fácil implementación, conocidas y comprobadas. 3.3 CARACTERIZACIÓN DE EMISIONES EN FASE DE OPERACIÓN Par la caracterización de las emisiones en la fase de operación, se procede al análisis de las emisiones de los procesos de la Planta de Fray Bentos. Con base a dichos datos, se caracterizan las emisiones en cuanto a su concentración en estado de régimen y salidas de régimen. Luego, ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 26

34 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM se considera un factor de escala de 1,8 en lo que respecta al caudal de aire requerido para cada uno de los procesos, a los efectos de los cálculos de los flujos de masa correspondientes Análisis de emisiones de UPM Fray Bentos Como marco de referencia para las emisiones de los procesos, se cuenta con datos de monitoreo continuo de la Planta de UPM Fray Bentos para las emisiones gaseosas de las calderas y el horno de cal, incluyendo el caudal y la temperatura de las emisiones, para el año 2017, en el cual no hubo paradas de mantenimiento, por lo que se considera como ejemplo de funcionamiento en régimen de la planta. Se cuenta además con datos alrededor de las paradas de mantenimiento realizadas para los años 2013, 2014, 2015, 2016 y Cabe destacar que los valores de concentración medidos son al 6% de oxígeno. El registro de datos se hace con paso de tiempo de diez minutos. Cada serie de datos contiene la información de concentración del parámetro en cuestión, asociada a un booleano que indica si el equipo de medición correspondiente está operativo ( 1 ) o en mantenimiento ( 0 ). A continuación se presenta un resumen de la disponibilidad de datos para cada fuente, además del caudal y la temperatura: Tabla 3-1: Parámetros medidos en cada fuente FUENTE NO x MP SO 2 TRS CO Caldera de recuperación Sí Sí Sí Sí Sí Caldera GOL No No Sí Sí No Caldera GOS Sí No Sí Sí No Horno de cal Sí Sí Sí Sí No Análisis de datos para condición de emisión en régimen Se realiza un análisis estadístico básico de los datos de monitoreo continuo, considerando, para definir la situación de régimen, los asociados al estado operativo de los equipos de medición del año Por un lado se analizan las concentraciones medidas, y luego se las transforma a carga, mediante el caudal normal medido y la temperatura. A continuación se presenta un resumen de los resultados obtenidos. Para caracterizar las salidas de régimen asociadas a paradas de mantenimiento, se analizan los datos alrededor de estos eventos, tomando los eventos con picos de mayor carga para los parámetros que corresponda. En el ANEXO I se presenta un análisis detallado de lo descrito anteriormente. Tabla 3-2: Resumen de estadísticos para caldera de recuperación de UPM Fray Bentos CALDERA DE RECUPERACIÓN VALOR UNIDADES VALOR UNIDADES MEDIA 430 m3/s MEDIANA 455 m3/s CAUDAL NP 5% 285 m3/s NP 95% 485 m3/s Q-TEMP MÁS PROBABLE 455 m3/s 453 K TEMP MEDIA 448 K MEDIANA 452 K ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 27

35 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM CALDERA DE RECUPERACIÓN VALOR UNIDADES VALOR UNIDADES NP 5% 429 K NP 95% 460 K Q-TEMP MÁS PROBABLE 455 m3/s 453 K MEDIA 176,80 mg/nm3 44,86 g/s MEDIANA 170,90 mg/nm3 46,59 g/s NOx MÁXIMO 1.650,00 mg/nm3 105,00 g/s NP 5% 150,02 mg/nm3 52,80 g/s NP 95% 195,81 mg/nm3 32,87 g/s MEDIA 23,73 mg/nm3 5,92 g/s MEDIANA 18,75 mg/nm3 5,12 g/s MP MÁXIMO 550,00 mg/nm3 134,28 g/s NP 5% 8,61 mg/nm3 11,46 g/s NP 95% 43,73 mg/nm3 1,84 g/s MEDIA 7,60 mg/nm3 0,82 g/s MEDIANA 2,16 mg/nm3 0,59 g/s SO2 MÁXIMO 1.605,10 mg/nm3 112,00 g/s NP 5% 1,93 mg/nm3 0,44 g/s NP 95% 2,71 mg/nm3 0,71 g/s MEDIA 0,37 mg/nm3 0,07 g/s MEDIANA 0,00 mg/nm3 0,00 g/s TRS MÁXIMO 104,94 mg/nm3 16,72 g/s NP 5% 0,00 mg/nm3 0,00 g/s NP 95% 1,26 mg/nm3 0,35 g/s MEDIA 279,95 mg/nm3 75,73 g/s MEDIANA 162,67 mg/nm3 43,78 g/s CO MÁXIMO 1.650,00 mg/nm3 462,10 g/s NP 5% 0,00 mg/nm3 0,00 g/s NP 95% 981,87 mg/nm3 266,49 g/s Tabla 3-3: Resumen de estadísticos para caldera GOL de UPM Fray Bentos CALDERA GOL UNIDADES VALOR UNIDADES MEDIA 1,01 m3/s MEDIANA 0,01 m3/s CAUDAL NP 5% 9,34 m3/s NP 95% 0 m3/s Q-TEMP MÁS PROBABLE 0,094 m3/s 320 K MEDIA 334 K MEDIANA 323 K TEMP NP 5% 493 K NP 95% 300 K Q-TEMP MÁS PROBABLE 0,094 m3/s 320 K MEDIA 70,10 mg/nm3 0,48 g/s MEDIANA 0,00 mg/nm3 0,00 g/s SO2 MÁXIMO 2200,00 mg/nm3 20,88 g/s NP 5% 0,00 mg/nm3 0,00 g/s NP 95% 709,23 mg/nm3 5,49 g/s TRS MEDIA 0,05 mg/nm3 0,00033 g/s ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 28

36 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM CALDERA GOL UNIDADES VALOR UNIDADES MEDIANA 0,00 mg/nm3 0 g/s MÁXIMO 110,00 mg/nm3 0,77 g/s NP 5% 0,00 mg/nm3 0 g/s NP 95% 0,00 mg/nm3 0 g/s Tabla 3-4: Resumen de estadísticos para caldera GOS de UPM Fray Bentos CAUDAL TEMP NOx SO2 TRS CALDERA GOS UNIDADES VALOR UNIDADES MEDIA 3,45 m3/s MEDIANA 3,42 m3/s NP 5% 4,71 m3/s NP 95% 2,58 m3/s Q-TEMP MÁS PROBABLE 3,43 m3/s 330 K MEDIA 329 K MEDIANA 328 K NP 5% 332 K NP 95% 326 K Q-TEMP MÁS PROBABLE 3,43 m3/s 330 K MEDIA 1859,00 mg/nm3 5,37 g/s MEDIANA 1902,80 mg/nm3 5,46 g/s MÁXIMO 3300,00 mg/nm3 13,00 g/s NP 5% 767,51 mg/nm3 1,53 g/s NP 95% 2560,10 mg/nm3 7,98 g/s MEDIA 32,59 mg/nm3 0,10 g/s MEDIANA 22,24 mg/nm3 0,07 g/s MÁXIMO 643,50 mg/nm3 2,63 g/s NP 5% 10,47 mg/nm3 0,02 g/s NP 95% 62,75 mg/nm3 0,20 g/s MEDIA 1,04 mg/nm3 0,0019 g/s MEDIANA 0,48 mg/nm3 0,0048 g/s MÁXIMO 110,00 mg/nm3 0,3872 g/s NP 5% 0,00 mg/nm3 0,0000 g/s NP 95% 1,64 mg/nm3 0,0049 g/s Tabla 3-5: Resumen de estadísticos para horno de cal de UPM Fray Bentos CAUDAL TEMP HORNO DE CAL UNIDADES VALOR UNIDADES MEDIA 45 m3/s MEDIANA 48 m3/s NP 5% 52 m3/s NP 95% 11 m3/s Q-TEMP MÁS PROBABLE 49 m3/s 540 K MEDIA 533 K MEDIANA 541 K NP 5% 581 K NP 95% 485 K Q-TEMP MÁS PROBABLE 49 m3/s ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 29

37 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM NOx MP SO2 TRS HORNO DE CAL UNIDADES VALOR UNIDADES 540 K MEDIA 155,51 mg/nm3 3,54 g/s MEDIANA 154,48 mg/nm3 3,68 g/s MÁXIMO 550,00 mg/nm3 13,73 g/s NP 5% 104,3,3 mg/nm3 1,85 g/s NP 95% 206,74 mg/nm3 4,52 g/s MEDIA 9,59 mg/nm3 0,22 g/s MEDIANA 6,46 mg/nm3 0,15 g/s MÁXIMO 1000,00 mg/nm3 25,61 g/s NP 5% 4,58 mg/nm3 0,06 g/s NP 95% 23,13 mg/nm3 0,56 g/s MEDIA 2,43 mg/nm3 0,039 g/s MEDIANA 0,33 mg/nm3 0,008 g/s MÁXIMO 305,69 mg/nm3 7,621 g/s NP 5% 0,00 mg/nm3 0,000 g/s NP 95% 7,20 mg/nm3 0,164 g/s MEDIA 8,05 mg/nm3 0,192 g/s MEDIANA 6,75 mg/nm3 0,160 g/s MÁXIMO 100,00 mg/nm3 2,585 g/s NP 5% 1,57 mg/nm3 0,013 g/s NP 95% 17,75 mg/nm3 0,429 g/s Análisis de datos de medición de olor Se cuenta además con mediciones específicas de olor mediante olfatometría dinámica, realizadas por el LATU en enero de 2018, para determinar las emisiones de olor de 12 fuentes de la planta de UPM Fray Bentos. A continuación se presenta un resumen de los resultados obtenidos durante ese esfuerzo de muestreo: Tabla 3-6: Resumen de resultados de olfatometría dinámica realizada por el LATU (adaptado de informe original, no se modifican los valores numéricos presentados en el mismo) FUENTE ÁREA CAUDAL CONCENTRACIÓN TASA DE EMISIÓN (m 2 ) (m 3 /s) (ou E /m 3 ) (ou E /m 2.s) (ou E /s) Torre de enfriamiento 3-0, ,40 Entre torres de enfriamiento 2/3-1,33E ,90 Secados de lodos - chimenea - 1, ,40 Clarificador primario ,33E , ,16 Pileta de ecualización ,33E , ,68 Pileta de seguridad ,33E , ,28 Relleno sanitario ,33E , ,76 Relleno sanitario ,33E , ,76 Laguna de lixiviado ,33E , ,83 Cámara de lixiviado de cava 0,25 1,33E ,66 1,67 Pileta de remoción de fósforo 28 1,33E ,09 87,35 Pileta aireada ,33E , ,02 ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 30

38 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Análisis de datos para condición de emisión fuera de régimen Se cuenta con datos alrededor de las paradas de mantenimiento realizadas para los años 2013, 2014, 2015, 2016 y Se hace un análisis de estos datos de modo de determinar qué parámetros medidos presentan comportamientos fuera de régimen alrededor de las paradas, con cargas de emisión más altas que las usuales. En función al análisis realizado en el ANEXO I, se tiene que la principal fuente de emisión en los escenarios de salida de régimen es la caldera de recuperación, mientras que las demás fuentes presentan valores de emisión dos órdenes menores a los de esta. Por otro lado, los parámetros que presentan salidas de régimen con niveles de emisión mayores a lo usual para la caldera de recuperación son: SO2, asociado al arranque de la caldera de recuperación con fuel oil. El mayor pico se presenta en MP, asociado al taponamiento de una placa de distribución en uno de los precipitadores electrostáticos previo a la parada de mantenimiento de TRS, asociado a la operación inestable de la caldera de recuperación previo a la parada de 2014 por el problema con el precipitador electrostático. Los valores de los picos de emisión en términos de carga se presentan en la Tabla 3-7 Tabla 3-7: Valores de máximos para salidas de régimen de caldera de recuperación PARÁMETRO MP SO2 TRS ESTADÍSTICO CARGA VALOR UNIDADES 107,4 g/s Máx, Q y T asociados 391,0 m 3 /s Datos c/10 min 447,0 K Máx media móvil 24 horas 68,2 g/s 115,8 g/s Máx, Q y T asociados 234,6 m 3 /s Datos c/10 min 441,0 K Máx media móvil 1 horas 114,0 g/s Máx media móvil 24 horas 100,0 g/s 26,9 g/s Máx, Q y T asociados 435,4 m 3 /s Datos c/10 min 453,0 K Máx media móvil 1 horas 16,3 g/s Condiciones de descarga en régimen Para la modelación se consideran dos escenarios de operación en régimen, según se mencionara anteriormente: 1. Concentraciones de emisión de sustancias con los valores límite de concentración indicados en GESTA Aire para las fuentes correspondientes, o en su defecto, valores límite de concentración impuestos por Resolución Ministerial para fuentes similares en otros emprendimientos de la misma índole (Montes del Plata). 2. Concentraciones de emisión en régimen asociadas a valores de concentración de sustancias medidas mediante monitoreo continuo en las calderas y horno de cal, y las medidas de las olfatometrías dinámicas en varias fuentes de la Planta de Fray Bentos. Se consideran como concentraciones en régimen el valor de concentración asociado al percentil 95 de cada parámetro medido (el 95% del tiempo se está por debajo de ese valor). ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 31

39 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Sobre los escenarios formulados anteriormente, se realizan las siguientes precisiones: Para la caldera de biomasa, se considera como referencia de emisión los límites impuestos por la DINAMA para Montes del Plata, bajo el entendido de que los emprendimientos son de la misma índole y de portes similares. Para la modelación de olores, para las fuentes de superficie y emisiones puntuales de menor porte (secador de lodos y torres de enfriamiento de efleuentes), se consideran los valores de olfatometría dinámica medidos por el LATU en el marco de estudios de olores en la Planta existente en Fray Bentos. Para la caracterización del caudal y temperatura de emisión asociadas a las chimeneas de las calderas y el horno de cal se toman los datos de caudal y temperatura con mayor frecuencia de ocurrencia conjunta de la Planta de Fray Bentos, escalando el caudal por un factor de 1,8 y manteniendo la misma temperatura. Las condiciones de descarga a modelar se presentan en la Tabla 3-8, Tabla 3-9, Tabla 3-10 y Tabla ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 32

40 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Tabla 3-8: Valores de emisión considerados para modelación en régimen, escenario 1 (*no se cuenta con valores límite de emisión de CO) PARÁMETRO MP CO NOx SO2 TRS FUENTE ALTURA DIÁMETRO CAUDAL TEMPERATURA CONCENTRACIÓN TASA (m) (m) (m 3 /s) (K) (mg/nm 3 ) (g/s) Caldera de recuperación 6, ,00 34,57 Horno de cal 3, ,00 3, Caldera de biomasa 3, ,00 3,27 Caldera GOS 0, ,00 0,20 Caldera de recuperación 6, * - Horno de cal 3, * Caldera de biomasa 3, * - Caldera GOS 0, * - Caldera de recuperación 6, ,28 Horno de cal 3, , Caldera de biomasa 3, ,33 Caldera GOS 0, ,34 Caldera de recuperación 6, ,69 Horno de cal 3, , Caldera de biomasa 3, ,83 Caldera GOS 0, ,63 Caldera de recuperación 6, ,00 4,44 Horno de cal 3, ,00 0, Caldera de biomasa 3, ,90 0,08 Caldera GOS 0, ,00 0,03 Tabla 3-9: Valores de emisión de olores de fuentes puntuales de planta de tratamiento de efluentes, asociados a olfatometrías dinámicas realizadas en UPM Fray Bentos. PARÁMETRO OLOR FUENTE ALTURA DIÁMETRO CAUDAL TEMPERATURA CONCENTRACIÓN TASA (m) (m) (m 3 /s) (K) (ou E /m 3 ) (ou E /s) Secador de lodos 10 3,5 1, Torres de enfriamiento (x5) 18 5,75 0, ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 33

41 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Tabla 3-10: Valores de emisión de olores para fuentes de área de planta de tratamiento de efluentes, asociados a olfatometrías dinámicas realizadas en UPM Fray Bentos. PARÁMETRO OLOR FUENTE ALTURA ÁREA TASA TOTAL (m) (m 2 ) (ou E /s.m 2 ) (ou E /s) Clarificador secundario (x2) , Pileta de aireación , Ecualización , Clarificador primario , Clarificador primario , Acopio de lodos , Tabla 3-11: Valores de emisión considerados para modelación en régimen, escenario 2, asociados al percentil 95 de cada parámetro medido (para los parámetros que no se miden en alguna de las fuentes se considera el valor asociado al límite considerado en el escenario 1). PARÁMETRO MP CO NOx SO2 FUENTE ALTURA DIÁMETRO CAUDAL TEMPERATURA CONCENTRACIÓN TASA (m) (m) (m3/s) (K) (mg/nm3) (g/s) Caldera de recuperación 6, ,73 21,60 Horno de cal 3, ,13 1, Caldera de biomasa 3, ,20 3,27 Caldera GOS 0, ,20 Caldera de recuperación 6, ,87 484,89 Horno de cal 3, , Caldera de biomasa 3, ,00 Caldera GOS 0, ,00 Caldera de recuperación 6, ,70 Horno de cal 3, , Caldera de biomasa 3, ,33 Caldera GOS 0, ,85 Caldera de recuperación 6, ,71 1, Horno de cal 3, ,20 0,32 ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 34

42 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM PARÁMETRO TRS FUENTE ALTURA DIÁMETRO CAUDAL TEMPERATURA CONCENTRACIÓN TASA (m) (m) (m3/s) (K) (mg/nm3) (g/s) Caldera de biomasa 3, ,00 38,83 Caldera GOS 0, ,75 0,32 Caldera de recuperación 6, ,26 0,62 Horno de cal 3, ,75 0, Caldera de biomasa 3, ,90 0,08 Caldera GOS 0, ,64 0,01 ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 35

43 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Condiciones de descarga en salidas de régimen Como fuera citado anteriormente, del análisis de datos de emisiones de la Planta de Fray Bentos surge que los eventos de salida de régimen se asocian principalmente a la caldera de recuperación. Por consiguiente, los escenarios de salida de régimen que serán considerados son los siguientes: 3.1.Emisión de SO 2 fuera de régimen por arranque con fuel oil de la caldera de recuperación, considerando por un lado el promedio móvil con una ventana de 1 hora y por otro con una ventana de 24 horas. Las demás fuentes de proceso se consideran emitiendo con las concentraciones máximas propuestas por GESTA Aire. 3.2.Emisión de MP fuera de régimen por taponamiento de las placas de distribución de los precipitadores electrostáticos de la caldera de recuperación, considerando un promedio móvil con una ventana de 24 horas. Las demás fuentes de proceso se consideran emitiendo con las concentraciones máximas propuestas por GESTA Aire. 3.3.Emisión de TRS fuera de régimen por operación inestable de la caldera de recuperación, asociada a evento de taponamiento de placas de distribución de precipitadores electrostáticos. Se considera por un lado los datos de mediciones cada 10 minutos y por otro el promedio móvil de estos datos con una ventana de 1 hora. Las demás fuentes de proceso se consideran emitiendo con las concentraciones máximas propuestas por GESTA Aire. A continuación, en la Tabla 3-12, se resumen las condiciones de emisión consideradas para los distintos escenarios. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 36

44 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Tabla 3-12: Valores de emisión considerados para modelación en salida de régimen, escenario 3 PARÁMETRO MP SO2 TRS FUENTE ALTURA DIÁMETRO CAUDAL TEMPERATURA CONCENTRACIÓN TASA (m) (m) (m3/s) (K) (mg/nm3) (g/s) Caldera de recuperación 6,2 703,7 447,0 285,6 122,8 Horno de cal 3,4 87,8 542,5 70,0 3,1 130,0 Caldera de biomasa 3,4 129,1 423,2 50,0 4,2 Caldera GOS 0,5 6,1 328,5 39,0 0,2 Caldera de recuperación 6,2 422,2 441,0 301,0 205,2 Horno de cal 3,4 87,8 542,5 50,0 2,2 130,0 Caldera de biomasa 3,4 129,1 423,2 466,0 38,8 Caldera GOS 0,5 6,1 328, ,0 6,7 Caldera de recuperación 6,2 422,2 441,0 264,1 180,0 Horno de cal 3,4 87,8 542,5 50,0 2,2 130,0 Caldera de biomasa 3,4 129,1 423,2 466,0 38,8 Caldera GOS 0,5 6,1 328, ,0 6,7 Caldera de recuperación 6,2 783,6 453,0 37,3 48,5 Horno de cal 3,4 87,8 542,5 19,0 0,8 130,0 Caldera de biomasa 3,4 129,1 423,2 0,9 0,1 Caldera GOS 0,5 6,1 328,5 5,0 0,0 Caldera de recuperación 6,2 783,6 453,0 22,5 29,3 Horno de cal 3,4 87,8 542,5 19,0 0,8 130,0 Caldera de biomasa 3,4 129,1 423,2 0,9 0,1 Caldera GOS 0,5 6,1 328,5 5,0 0,0 ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 37

45 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM 3.4 IDENTIFICACIÓN DE RECEPTORES De acuerdo a los Términos de Referencia (TR) para el desarrollo del EsIA, respecto a la evaluación de calidad de aire en inmisión, se consideran los siguientes criterios para la identificación de receptores sensibles: Núcleos urbanos del área de influencia. Particularmente se considerará Paso de los Toros, Centenario, Rincón del Bonete y Parada Sur. Viviendas aisladas en la zona de influencia. Áreas de particular interés para la conservación de la biota. Áreas de particular interés de uso humano, como ser áreas de recreación, descanso, de interés patrimonial y cultural, etc. Zonas agroproductivas circundantes. Para la evaluación de la afectación por material particulado se considerarán, también, las viviendas habitadas localizadas a la vera de los caminos de material granular que serán utilizados para el aprovisionamiento de madera Grillas uniformes de receptores Se consideran varias grillas uniformes con distinta extensión y resolución espacial para atender la necesidad de definición en los receptores sensibles más difíciles de representar como receptores puntuales. En este sentido, se considera una grilla uniforme global que abarca la totalidad de dominio de cálculo, con una resolución espacial de 250 m por 250 m, con 121 nodos en sentido Este-Oeste y 101 nodos en sentido Norte-Sur. Con esta grilla global se atiende a los receptores sensibles más difíciles de representar como receptores puntuales, tales como áreas de particular interés para la conservación de la biota, áreas de particular interés de uso humano alejadas de los centros poblados y zonas agroproductivas circundantes. Para atender a los núcleos urbanos se consideran grillas con mayor definición espacial. Para Paso de los Toros, se ensamblan cuatro grillas con una resolución espacial de 50 m por 50 m y distintos tamaños, respondiendo a la geometría de la mancha urbana. Para Centenario, Parada Sur y Rincón del Bonete se consideran sendas grillas también con resolución espacial de 50 m por 50 m, y tamaños ajustados a la extensión de la mancha urbana correspondiente. El detalle de las características de cada grilla se puede ver en la Tabla Tabla 3-13: Resumen de grillas uniformes de receptores GRILLA ALCANCE ESQUINA SUROESTE PASO NODOS LARGO X (m UTM) Y (m UTM) X (m) Y (m) X Y X (m) Y (m) GLOBAL Global PT PT Paso de los Toros PT PT CN1 Centenario PS1 Parada Sur RB1 Rincón de Bonete ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 38

46 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Receptores puntuales Los receptores puntuales identificados corresponden a las viviendas rurales aisladas dentro del dominio de cálculo del modelo. En la Tabla 3-14 se presenta una lista de los mismos indicando sus coordenadas y elevación. Tabla 3-14: Receptores puntuales asociados a viviendas rurales aisladas RECEPTOR COORDENADAS ELEVACIÓN COORDENADAS ELEVACIÓN RECEPTOR X (m UTM) Y (m UTM) (m MSL) X (m UTM) Y (m UTM) (m MSL) V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 39

47 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM RECEPTOR COORDENADAS ELEVACIÓN COORDENADAS ELEVACIÓN RECEPTOR X (m UTM) Y (m UTM) (m MSL) X (m UTM) Y (m UTM) (m MSL) V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 40

48 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-1: Grillas de receptores uniformes. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 41

49 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-2: Receptores puntuales. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 42

50 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM 3.5 VALORES LÍMITE DE REFERENCIA EN INMISIÓN Como valores límite de referencia en inmisión se consideran los propuestos por el GESTA- Aire, Calidad del aire en exteriores, versión 2015, los cuales se presentan a continuación. CONTAMINANTE PERÍODO CONC. EXCEDENCIAS CONC. CONC. TOLERANCIA (μg/m 3 ) 2 PERMITIDAS (μg/m 3 ) 3 (μg/m 3 ) 4 CO 1 hora CO 8 horas % NO2 1 año 40 30% NO2 1 hora % SO2 1 hora % SO2 24 horas PM2,5 1 año PM2,5 24 horas PM10 1 año PM10 24 horas % TRS 1 hora 15 30% Debido a que en la propuesta del GESTA - Aire no se define valores de inmisión para olor, y en función de las características del entorno donde se inserta la planta, como guía de referencia se adoptan los valores establecidos por las siguientes normativas alemanas: Technical Instructions on Air Quality Control (TA-Luft, 2002): instrucciones técnicas que las autoridades alemanas utilizan como herramienta para gestionar la contaminación atmosférica. Guideline on Odour in Ambient Air (GOAA, 2008): se refiere a olores que puedan surgir tanto de procesos industrials como de actividad ganadera o de faena, fijando límites de inmisión según la clasificación del área afectada (residencial, comercial, industrial, etc.) En la Tabla 3-15 se presentan los criterios que define la normativa: Tabla 3-15: Límites de referencia en inmisión para olor. JURISDICCIÓN LÍMITE 1h (ou E /m 3 ) PERCENTIL APLICACIÓN Alemania 0,25 98 Criterio de no relevancia 0,25 90 Áreas residenciales y mixtas 0,25 85 Áreas comerciales, industriales o agrícolas 2 A partir del 1/1/ A partir del 1/1/ A partir de 1/1/2024 ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 43

51 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM 3.6 EVALUACIÓN DE CALIDAD DE AIRE EN FASE DE OPERACIÓN Criterio de modelación Para la modelación de la calidad de aire en inmisión para los distintos parámetros considerados se tiene en cuenta cuatro escenarios: 1. Escenario 1 - régimen con Concentraciones teóricas de GESTA-Aire emisiones: corresponde a un escenario con las concentraciones de emisión de sustancias con los valores límite de concentración indicados en GESTA Aire para las fuentes correspondientes, o en su defecto, valores límite de concentración impuestos por Resolución Ministerial para fuentes similares en otros emprendimientos de la misma índole (Montes del Plata). En caso de no contar con valores límite para alguno de los parámetros considerados, se toma el percentil 95 surgido del análisis de datos de emisiones de la Planta de Fray Bentos en estado operativo. 2. Escenario 2 - régimen con base datos reales: corresponde a un escenario con base a datos operativos reales de procesos en la Planta de Fray Bentos, que considera como valor conservador el percentil 95 de concentración de cada parámetro de los distintos procesos considerados. Se consideran las concentraciones de olor medidas mediante olfatometría dinámica. 3. Escenario 3: - salidas de régimen: corresponde a un escenario con cargas de emisión fuera de régimen asociadas a paradas y arranques de la Planta, en base a datos medidos en la Planta de Fray Bentos. Considera valores máximos para los picos de emisión identificados en los parámetros considerados, con su caudal y temperatura asociados, aumentando además el caudal, y en consecuencia, la carga por un factor de escala de 1,8. Solamente se consideran los valores para la caldera de recuperación en base al análisis realizado en el ANEXO I. Para las demás fuentes se consideran valores límite de emisión teóricos del escenario 1. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 44

52 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Situación en régimen - Escenario 1 MP, PM10, PM2,5 Condiciones de modelación Para la modelación de situación en régimen del escenario 1 se consideran los valores mostrados en la Tabla 3-16, para material particulado total. Tabla 3-16: Valores de emisión en régimen, escenario 1, MP. PARÁMETRO MP ALTURA DIÁMETRO CAUDAL TEMP. CONC. TASA FUENTE (m) (m) (m3/s) (K) (mg/nm3) (g/s) Caldera de recuperación 6, ,57 Horno de cal 3, , Caldera de biomasa 3, ,17 Caldera GOS 0, ,20 Evaluación de resultados Los resultados obtenidos indican que no se sobrepasa el límite en inmisión para PM 10 ni para PM 2,5. Las salidas gráficas se pueden ver en la Figura 3-3 y la Figura 3-4. Se presenta a continuación la comparación del valor máximo registrado con el límite de inmisión correspondiente. Tabla 3-17: Comparación de máximos con límites de inmisión, MP, Escenario 1. PARÁMETRO PERÍODO PM2.5 PM10 MÁXIMO μg/nm3 LÍMITE μg/nm3 1 año 0, horas 12, año 0, horas 12,4 100 Como se desprende de la tabla anterior, si la totalidad del material particulado modelado se considera asociado a la fracción PM10 o PM2,5, y se los compara con el valor guía correspondiente (lo que representa una hipótesis conservadora), se verifica el cumplimiento de dichas guías para períodos de 24 horas y promedio anual. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 45

53 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM SO2 Condiciones de modelación Para la modelación de situación en régimen del escenario 1 se consideran los valores mostrados en la Tabla 3-18, para SO 2. Tabla 3-18: Valores de emisión en régimen, escenario 1, SO 2. PARÁMETRO SO2 ALTURA DIÁMETRO CAUDAL TEMP. CONC. TASA FUENTE (m) (m) (m3/s) (K) (mg/nm3) (g/s) Caldera de recuperación 6, ,69 Horno de cal 3, , Caldera de biomasa 3, ,67 Caldera GOS 0, ,63 Evaluación de resultados Los resultados obtenidos indican que fuera del predio industrial los valores de calidad de aire para el parámetro SO 2 están por debajo del valor guía de calidad de aire considerado para este parámetro para períodos de 1 y 24 horas. Los valores máximos se encuentran dentro del predio de la planta industrial. Las salidas gráficas se pueden ver en la Figura 3-5 y la Figura 3-6. Se presenta a continuación la comparación del valor máximo registrado con el límite de inmisión correspondiente. Tabla 3-19: Comparación de máximos con límites de inmisión, SO2, Escenario 1. MÁXIMO LÍMITE PARÁMETRO PERÍODO μg/nm3 μg/nm3 1 hora SO2 24 horas En la modelación se encuentra un valor máximo en 24 horas, de 131 μg/m3, pero el mismo se da dentro del predio industrial. El valor más elevado en 24 horas en el límite del predio, corresponde al mostrado en la tabla anterior, y el mismo verifica el criterio de evaluación. En cuanto al valor máximo en 1 hora, este cumple el criterio de evaluación, y se da fuera del predio industrial, a 500 m aproximadamente del límite Oeste del predio industrial. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 46

54 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM TRS Condiciones de modelación Para la modelación de situación en régimen del escenario 1 se consideran los valores mostrados en la Tabla 3-20, para los TRS. Tabla 3-20: Valores de emisión en régimen, escenario 1, TRS. PARÁMETRO TRS ALTURA DIÁMETRO CAUDAL TEMP. CONC. TASA FUENTE (m) (m) (m3/s) (K) (mg/nm3) (g/s) Caldera de recuperación 6, ,00 4,44 Horno de cal 3, ,00 0, Caldera de biomasa 3, ,90 0,08 Caldera GOS 0, ,00 0,03 Evaluación de resultados Los resultados obtenidos indican que se cumple el valor guía de referencia en calidad de aire para los valores de 1 hora, lo cual se puede ver en la Figura 3-7. Se presenta a continuación la comparación del valor máximo registrado con el límite de inmisión correspondiente. Tabla 3-21: Comparación de máximos con límites de inmisión, TRS, Escenario 1. MÁXIMO LÍMITE PARÁMETRO PERÍODO μg/nm3 μg/nm3 TRS 1 hora 3,61 15 Para analizar la potencial afectación al confort de la población circundante, se consideran dos umbrales de percepción de olor asociado a TRS: 0,7 μg/nm 3 de H2S equivalente promedio en un período de 10 minutos (percepción alta) 3 μg/nm 3 de H2S equivalente promedio en un período de 15 minutos (percepción baja). El modelo utilizado realiza cálculo de concentraciones máximas horarias, por tanto, se requiere utilizar un criterio de cálculo para pasar de concentraciones horarias a concentraciones en períodos de 10 y 15 minutos. A tales efectos fue considerada la siguiente ecuación: = Ecuación 3-1 Con: C m : concentración para el período de tiempo más largo. C p : concentración para el período de tiempo más corto. t m : período de tiempo más largo. t p : período de tiempo más corto. n: exponente. Se toma un valor de 0,2, el cual corresponde al más usado en la literatura (Vieira de Melo et al, 2012). ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 47

55 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM De este modo, despejando C m para 10 y 15 minutos, se obtienen las concentraciones equivalentes en una hora de 0,49 μg/nm 3 y 2,27 μg/nm 3 de H 2 S equivalente promedio respectivamente. Con estos valores equivalentes en 1 hora, calculados para cumplir los criterios definidos, se trabaja en los cálculos de horas de excedencia en el modelo. Los datos se presentan en gráficos con el porcentaje de excedencia de los valores respectivos expresados como porcentaje (100xNº horas excedencia/nº horas total), los cuales se pueden ver en la Figura 3-8 y la Figura 3-9. Cabe destacar que para el umbral de percepción baja el efecto es sumamente localizado alrededor de la planta, no contando con suficientes puntos como para trazar isolíneas, por lo cual en el gráfico correspondiente se presentan los porcentajes en cada uno de los nodos de la grilla de cálculo. Como conclusiones principales se tienen que en el escenario 1, que representa la emisión máxima de TRS dentro del cumplimiento de las guías de emisión definidas, el criterio de percepción alta de olor refleja lo siguiente: Para la ciudad de Paso de los Toros, el criterio de percepción de olor alta alcanza una incidencia de entre 0,2% y 0,5% del tiempo, que corresponde a entre 17,5 y 44 horas anuales respectivamente. Para Centenario, el criterio de percepción de olor alta alcanza una incidencia entre 0,1% y 0,2% del tiempo, que corresponde a entre 8,5 y 17,5 horas anuales respectivamente. Para los receptores linderos a la planta industrial, el criterio de percepción de olor alta alcanza entre 2,8% y 3,8 %, que corresponde a entre 245 y 332 horas anuales respectivamente. NOx Condiciones de modelación Para la modelación de situación en régimen del escenario 1 se consideran los valores mostrados en la Tabla 3-22, para NO x. Tabla 3-22: Valores de emisión en régimen, escenario 1, NO x. PARÁMETRO NOx ALTURA DIÁMETRO CAUDAL TEMP. CONC. TASA FUENTE (m) (m) (m3/s) (K) (mg/nm3) (g/s) Caldera de recuperación 6, ,28 Horno de cal 3, , Caldera de biomasa 3, ,00 Caldera GOS 0, ,34 Evaluación de resultados Los resultados obtenidos indican que se cumple el valor guía de referencia en calidad de aire para períodos de 1 hora y el máximo anual. Las salidas gráficas se pueden ver en la Figura 3-10 y la Figura Se presenta a continuación la comparación del valor máximo registrado con el límite de inmisión correspondiente. Por otra parte, es importante indicar el máximo horario mostrado en la Tabla 3-23, se genera dentro del predio de la planta industrial. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 48

56 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Tabla 3-23: Comparación de máximos con límites de inmisión, NOx, Escenario 1. MÁXIMO LÍMITE PARÁMETRO PERÍODO μg/nm3 μg/nm3 1 año 7,65 40 NO2 1 hora CO En la propuesta de estándares de emisión para fuentes fijas del GESTA Aire no se plantean límites de emisión de CO para las fuentes consideradas en esta evaluación, por lo cual no se analiza el escenario 1. OLORES La propuesta de estándares de emisión para fuentes fijas del GESTA Aire no considera valores guía para la emisión de olores para las fuentes consideradas en esta evaluación, por lo cual no se analiza el escenario 1. Se ha realizado la evaluación en cuanto a la percepción de olor asociada al parámetro TRS, según criterio definido por la DINAMA en los TR (umbrales de percepción de olor alta y baja), en la sección correspondiente. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 49

57 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-3: MP, concentraciones máximas en 24 horas, escenario 1. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 50

58 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-4: MP, concentraciones máximas anuales, escenario 1. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 51

59 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-5: SO2, concentraciones máximas en 1 hora, escenario 1. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 52

60 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-6: SO2, concentraciones máximas en 24 horas, escenario 1. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 53

61 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-7: TRS, concentraciones máximas en 1 hora, escenario 1. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 54

62 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-8: TRS, porcentaje de excedencia para umbral de percepción alta (0,7 μg/nm3 de H2S equivalente promedio en un período de 10 minutos), escenario 1. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 55

63 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-9: TRS, porcentaje de excedencia para umbral de percepción alta (3 μg/nm3 de H2S equivalente promedio en un período de 15 minutos), escenario 1. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 56

64 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-10: NOx, concentraciones máximas en 1 hora, escenario 1. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 57

65 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-11: NOx, concentraciones máximas anuales, escenario 1. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 58

66 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Situación en régimen, escenario 2 MP, PM10, PM2,5 En el escenario 2 se cumplen las guías de calidad de aire material particulado. La emisión de material particulado en el escenario 2, de operativa real, representa emisiones másicas bastante más bajas que en modelado para el escenario 1 (emisión según máximos de Gesta Aire - emisiones). Dado que para el escenario 1 se verifica el cumplimiento de las guías de calidad de aire, se entiende que no es necesario verificar el escenario 2 mediante una modelación. SO2 Condiciones de modelación Para la modelación de situación en régimen del escenario 2 se consideran los valores mostrados en la Tabla 3-24, para SO 2. Las emisiones de SO 2 en el escenario real son significativamente menores a las calculadas con los valores máximos de emisión acorde a Gesta Aire Emisiones (del orden de 27%). Tabla 3-24: Valores de emisión en régimen, escenario 2, SO 2. PARÁMETRO SO2 ALTURA DIÁMETRO CAUDAL TEMP. CONC. TASA FUENTE (m) (m) (m3/s) (K) (mg/nm3) (g/s) Caldera de recuperación 6, ,71 1,34 Horno de cal 3, ,20 0, Caldera de biomasa 3, ,83 Caldera GOS 0, ,32 Evaluación de resultados Los resultados obtenidos indican que se cumple el valor guía de referencia en calidad de aire para períodos de 1 hora y 24 horas. Las salidas gráficas se pueden ver en la Figura 3-12 y la Figura Se presenta a continuación la comparación del valor máximo registrado con el límite de inmisión correspondiente. Es importante destacar que el valor máximo en 24 horas presentado en la Tabla 3-25, se genera dentro del predio industrial. Tabla 3-25: Comparación de máximos con límites de inmisión, SO2, Escenario 2. MÁXIMO LÍMITE PARÁMETRO PERÍODO μg/nm3 μg/nm3 1 hora 69,5 300 SO2 24 horas 39,1 125 TRS Condiciones de modelación Los parámetros utilizados en la modelación se presentan en la Tabla Las emisiones de TRS en el escenario real son significativamente menores a las calculadas con los valores máximos de emisión acorde a Gesta Aire Emisiones (del orden de 28%). ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 59

67 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Tabla 3-26: Valores de emisión en régimen, escenario 2, TRS. PARÁMETRO TRS FUENTE Caldera de recuperación ALTURA DIÁMETRO CAUDAL TEMP. CONC. TASA (m) (m) (m3/s) (K) (mg/nm3) (g/s) 6, ,26 0,62 Horno de cal 3, ,75 0, Caldera de biomasa 3, ,90 0,08 Caldera GOS 0, ,64 0,01 Evaluación de resultados Dado que en el escenario 1 ya se cumplen los valores guía de calidad de aire en TRS, en este escenario, de menor emisión másica, también se tendrá cumplimiento. De todos modos, es importante realizar nuevamente la modelación, para verificar el criterio de percepción de olor definido en los TR por la DINAMA. Se presenta a continuación la comparación del valor máximo registrado con el límite de inmisión correspondiente. Tabla 3-27: Comparación de máximos con límites de inmisión, TRS, Escenario 2. MÁXIMO LÍMITE PARÁMETRO PERÍODO μg/nm3 μg/nm3 TRS 1 hora 1,62 15 Como se puede apreciar, el valor máximo de TRS modelado en la situación real estará muy por debajo del valor de referencia. En cuanto al estudio de percepción de olor en el entorno, los resultados para el umbral de percepción alta se presentan en la Figura En el mismo se incluye el porcentaje de excedencia de los valores respectivos expresado como porcentaje (100xNº horas excedencia/nº horas total). Como conclusiones principales se tienen que en el escenario 2, que representa la emisión de TRS acorde a una operativa real similar a la Plata de Fray Bentos, el criterio de percepción alta de olor refleja lo siguiente: Para la ciudad de Paso de los Toros, el criterio de percepción de olor alta alcanza una incidencia entre 0,05% y 0,2% del tiempo, que corresponde a una incidencia entre 4,4 y 17,5 horas anuales respectivamente. Para Centenario, el criterio de percepción de olor alta alcanza una incidencia del 0,01% del tiempo, que corresponde a una incidencia de inferior a 1 hora anual. Para los receptores linderos a la planta industrial, el criterio de percepción de olor alta alcanza entre 1,3% y 1,4 %, que corresponde a una incidencia entre 113 y 122 horas anuales respectivamente. Cabe destacar que el umbral de percepción baja no es sobrepasado en ningún punto del dominio modelado. NOx En el escenario 2 se cumplen las guías de calidad de aire material particulado. La emisión de NOx en el escenario 2, de operativa real, representa el 80% de la emisión másica modelada en el escenario 1 (emisión según máximos de Gesta Aire - emisiones). Dado que para el escenario 1 se verifica el cumplimiento de las guías de calidad de aire, se entiende que no es necesario verificar el escenario 2 mediante una modelación. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 60

68 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM CO Condiciones de modelación Sólo se cuenta con datos de monitoreo continuo de CO para la caldera de recuperación de UPM Fray Bentos, por lo que los datos utilizados en la modelación son los presentados en la Tabla Tabla 3-28: Valores de emisión en régimen, escenario 2, CO PARÁMETRO CO ALTURA DIÁMETRO CAUDAL TEMP. CONC. TASA FUENTE (m) (m) (m3/s) (K) (mg/nm3) (g/s) Caldera de recuperación 6, ,87 484,89 Horno de cal 3, , Caldera de biomasa 3, ,00 Caldera GOS 0, ,00 Evaluación de resultados Los resultados obtenidos indican que no se sobrepasa el límite en inmisión para los valores de 1 y 8 horas. Las salidas gráficas se pueden ver en la Figura 3-16 y la Figura Se presenta a continuación la comparación del valor máximo registrado con el límite de inmisión correspondiente. OLORES Condiciones de modelación Tabla 3-29: Comparación de máximos con límites de inmisión, CO, Escenario 2. MÁXIMO LÍMITE PARÁMETRO PERÍODO μg/nm3 μg/nm3 1 hora CO 8 horas La modelación de olor, se aplica a las fuentes bajas para las cuales se dispone de mediciones por olfatometría dinámica. Para la modelación de situación en régimen del escenario 2 se consideran los valores mostrados en la Tabla 3-30 y Tabla 3-31, para olor. Tabla 3-30: Valores de emisión en régimen para fuentes puntuales, escenario 2, olor. PARÁMETRO OLOR FUENTE ALTURA DIÁMETRO CAUDAL TEMP. CONC. TASA (m) (m) (m 3 /s) (K) (ou E /m 3 ) (ou E /s) Secador de lodos 10 3,5 1, Torres de enfriamiento (x5) 18 5,75 0, ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 61

69 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Tabla 3-31: Valores de emisión en régimen para fuentes de área, escenario 2, olor. PARÁMETRO OLOR FUENTE ALTURA ÁREA TASA TOTAL (m) (m2) (oue/s.m2) (oue/s) Clarificador secundario (x2) , Pileta de aireación , Ecualización , Clarificador primario , Clarificador primario , Acopio de lodos , Evaluación de resultados Como fuera expresado anteriormente, debido a que GESTA - Aire no define un criterio de evaluación de olor, para la presente evaluación fue propuesto como guía el criterio de la normativa alemana, que considera un criterio de no relevancia y define además el criterio para evaluar según distintos tipos de zonificación (residencial, comercial, etc.). El criterio de no relevancia (0,25 oue para percentil 98) se cumple para la totalidad de los núcleos urbanos, descartándose para estos receptores la afectación por olor por estas fuentes modeladas. En la Figura 3-18 se puede apreciar el resultado de la modelación y la afectación en el entorno, quedando los principales centros poblados por fuera de la isopleta 0,25 oue. De todos modos, dentro del área afectada por el criterio de no relevancia, se identifican algunas viviendas de los pobladores del entorno. Para dichas viviendas, se verifican el cumplimiento de la guía para inmisión de olor, considerando el valor para zona comercial, industrial o agrícola, que corresponde a 0,25 oue percentil 85. Según se puede ver en la Figura 3-20, el incumplimiento de este límite se da en su mayoría dentro de los límites del predio del emprendimiento, no afectando a ningún receptor cercano asociado a viviendas rurales. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 62

70 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-12: SO2, concentraciones máximas en 1 hora, escenario 2. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 63

71 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-13: SO2, concentraciones máximas en 24 horas, escenario 2. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 64

72 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-14: TRS, concentraciones máximas en 1 hora, escenario 2. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 65

73 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-15: TRS, porcentaje de excedencia para umbral de percepción alta (0,7 μg/nm3 de H2S equivalente promedio en un período de 10 minutos), escenario 2. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 66

74 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-16: CO, concentraciones máximas en 1 hora, escenario 2. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 67

75 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-17: CO, concentraciones máximas en 8 horas, escenario 2. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 68

76 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-18: Percentil 98 de concentraciones de olor, escenario 2. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 69

77 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-19: Percentil 90 de concentraciones de olor, escenario 2. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 70

78 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-20: Percentil 85 de concentraciones de olor, escenario 2. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 71

79 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Salida de régimen, escenario 3 Los datos de emisión para la caldera de recuperación en los escenarios contemplados en esta sección surgen de un análisis de salidas de régimen en la Planta de Fray Bentos, según fuera mencionado anteriormente, el cual se puede ver en el ANEXO I. Los datos de medición continua de las emisiones gaseosas de la caldera tienen un paso temporal de 10 minutos. Para los datos de emisión a ingresar en el modelo, se consideran ventanas móviles de promediación inferiores o iguales a 24 horas, asociadas a los períodos establecidos en la versión 2015 de la guía de calidad de aire en exteriores de GESTA-Aire, que corresponden a: SO 2 : 1 hora y 24 horas. PM 10, PM 2,5 : 24 horas TRS: 1 hora. Esto se hace de modo de no sobrestimar las concentraciones en inmisión para cada uno de los períodos considerados, ya que utilizar el valor máximo del registro cada 10 minutos podría introducir valores de emisión irrealmente altos, teniendo en cuenta que la simulación hecha mediante el modelo de calidad de aire tiene paso horario y considera un valor de emisión constante en el tiempo. Para el caso de TRS se considera además el pico asociado a datos de 10 minutos, de modo de comparar con los umbrales de percepción indicados en los Términos de Referencia para este parámetro. Cabe aclarar que se considera como fuente principal a la caldera de recuperación, en función al análisis realizado en el ANEXO I, por lo que para las demás fuentes se utilizan parámetros de concentración de emisión límite teóricos, como los planteados en el escenario 1. SO2 Condiciones de modelación Para la modelación de situación de salida de régimen del escenario 3.1, se consideran los valores mostrados en las tablas a continuación. Tabla 3-32: Valores de emisión, escenario 3, SO2, promedio horario. PARÁMETRO SO2 ALT. DIÁM. CAUDAL TEMP. CONC. TASA FUENTE (m) (m) (m3/s) (K) (mg/nm3) (g/s) Caldera de recuperación 6,2 422,2 441,0 301,0 205,2 Horno de cal 3,4 87,8 542,5 50,0 2,2 130,0 Caldera de biomasa 3,4 129,1 423,2 466,0 38,8 Caldera GOS 0,5 6,1 328, ,0 6,7 Tabla 3-33: Valores de emisión, escenario 3, SO2, promedio en 24 horas. PARÁMETRO SO2 ALT. DIÁM. CAUDAL TEMP. CONC. TASA FUENTE (m) (m) (m3/s) (K) (mg/nm3) (g/s) Caldera de recuperación 6,2 422,2 441,0 264,1 180,0 Horno de cal 3,4 87,8 542,5 50,0 2,2 130,0 Caldera de biomasa 3,4 129,1 423,2 466,0 38,8 Caldera GOS 0,5 6,1 328, ,0 6,7 ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 72

80 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Evaluación de resultados Los resultados obtenidos indican se cumplen los valores guía de calidad de aire para períodos de 1 hora y 24 horas, según se puede ver en la Figura 3-21 y Figura 3-22, respectivamente. Se presenta a continuación la comparación del valor máximo registrado con los valores guía de calidad de aire correspondientes. Se destaca que las concentraciones máximas indicadas en la Tabla 3-34, se generan dentro del predio industrial. Tabla 3-34: Comparación de máximos con límites de inmisión, SO2, Escenario 3. MÁXIMO LÍMITE PARÁMETRO PERÍODO μg/nm3 μg/nm3 1 hora SO2 24 horas MP, PM10, PM2,5 Condiciones de modelación Para la modelación de situación en salida de régimen del escenario 3.2 se consideran los valores mostrados en la Tabla 3-35, para material particulado total. Tabla 3-35: Valores de emisión, escenario 3, MP. PARÁMETRO MP ALT. DIÁM. CAUDAL TEMP. CONC. TASA FUENTE (m) (m) (m3/s) (K) (mg/nm3) (g/s) Caldera de recuperación 6,2 703,7 447,0 285,6 122,8 Horno de cal 3,4 87,8 542,5 70,0 3,1 130,0 Caldera de biomasa 3,4 129,1 423,2 50,0 4,2 Caldera GOS 0,5 6,1 328,5 39,0 0,2 Evaluación de resultados Los resultados obtenidos indican que se cumplen los valores guía de calidad de aire para PM 10 ni para PM 2,5. Las salidas gráficas se pueden ver en la Figura Se presenta a continuación la comparación del valor máximo registrado con el límite de inmisión correspondiente. Tabla 3-36: Comparación de máximos con límites de inmisión, MP, Escenario 3. PARÁMETRO PERÍODO PM2.5 PM10 MÁXIMO μg/nm3 LÍMITE μg/nm3 1 año No aplica horas 32, año No aplica horas 32,4 100 Como se puede apreciar en la tabla anterior, adoptando un criterio conservador en el cual la totalidad del material particulado es PM 10 o PM 2,5, se verifica el cumplimiento de los valores guía. TRS Condiciones de modelación ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 73

81 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Para la modelación de situación de salida de régimen del escenario 3.3, se consideran los valores mostrado en las tablas a continuación. Tabla 3-37: Valores de emisión, escenario 3, TRS, valores cada 10 minutos. PARÁMETRO TRS ALT. DIÁM. CAUDAL TEMP. CONC. TASA FUENTE (m) (m) (m3/s) (K) (mg/nm3) (g/s) Caldera de recuperación 6,2 783,6 453,0 37,3 48,5 Horno de cal 3,4 87,8 542,5 19,0 0,8 130,0 Caldera de biomasa 3,4 129,1 423,2 0,9 0,1 Caldera GOS 0,5 6,1 328,5 5,0 0,0 Tabla 3-38: Valores de emisión, escenario 3, TRS, promedio horario. PARÁMETRO TRS ALT. DIÁM. CAUDAL TEMP. CONC. TASA FUENTE (m) (m) (m3/s) (K) (mg/nm3) (g/s) Caldera de recuperación 6,2 783,6 453,0 22,5 29,3 Horno de cal 3,4 87,8 542,5 19,0 0,8 130,0 Caldera de biomasa 3,4 129,1 423,2 0,9 0,1 Caldera GOS 0,5 6,1 328,5 5,0 0,0 Evaluación de resultados Los resultados obtenidos indican que el valor guía considerado de 15 μg para un período de 1 hora se sobrepasa únicamente en un pequeño sector inmediatamente al Este del predio, donde no existen receptores, según se puede ver en la Figura 3-25 y Figura Se verifica la superación del umbral de percepción de 0,7 μg/nm 3 para 10 minutos así como la de 3 μg/nm 3 para el de percepción de 15 minutos, lo cual es esperable en escenarios de salida de régimen. Su incidencia local es significativa, alcanzándose el umbral de olor alto en todo el dominio definido en la modelación. Para esta situación se entiende que no tiene sentido considerar porcentajes de tiempo con excedencia, ya que representan picos puntuales en las emisiones, y no valores sostenidos en el tiempo. Se presenta a continuación la comparación del valor máximo registrado con el límite de inmisión correspondiente. Tabla 3-39: Comparación de máximos con límites de inmisión, TRS, Escenario 3. MÁXIMO LÍMITE PARÁMETRO PERÍODO μg/nm3 μg/nm3 TRS 1 hora 18,6 15 ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 74

82 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-21: SO2, concentraciones máximas en 1 hora, escenario 3. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 75

83 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-22: SO2, concentraciones máximas en 24 horas, escenario 3. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 76

84 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-23: MP, concentraciones máximas en 24 horas, escenario 3. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 77

85 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-24: TRS, concentraciones máximas en 10 minutos, escenario 3. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 78

86 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-25: TRS, concentraciones máximas en 1 hora, escenario 3. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 79

87 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM Figura 3-26: TRS, concentraciones máximas en 1 hora, escenario 3, acercamiento. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 80

88 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM 3.7 CONCLUSIONES Fase de construcción Las emisiones a la atmósfera durante la fase de construcción no se consideran relevantes ya que, según se indica en el documento de Estudio de Impacto Ambiental, estas pueden ser fácilmente mitigadas mediante la utilización de medidas de gestión de fácil implementación, conocidas y comprobadas. En función de esto, los impactos potenciales residuales se consideran admisibles Fase de operación Fueron modelados 3 escenarios de emisiones, dos de ellos en situación de régimen (Escenarios 1 y 2) y uno de salida de régimen (Escenario 3). Situación de régimen Los criterios definidos para la operación en el Escenario 1 son más exigentes, dado que las tasas de flujo de masa instantáneo son mayores. En dicho escenario se cumplen las guías de calidad de aire para la totalidad de los parámetros modelados. Para la evaluación de la incidencia de olores en el entorno debido a los TRS, si bien fueron analizados dos escenarios de régimen, se entiende oportuno considerar los resultados de la modelación del Escenario 2 (escenario de operación real) ya que la diferencia de flujo de masa entre ambos escenarios es significativa, y el criterio busca definir la incidencia temporal de superación del umbral de olor definido en los TR. Al respecto, los resultados indican lo siguiente: Para la ciudad de Paso de los Toros, el criterio de percepción de olor alta alcanza una incidencia entre 0,05% y 0,2% del tiempo, que corresponde a entre 4,4 y 17,5 horas anuales, respectivamente. Para Centenario, el criterio de percepción de olor alta alcanza una incidencia del 0,01% del tiempo, que corresponde a menos de 1 hora anual. Para los receptores linderos a la planta industrial, el criterio de percepción de olor alta alcanza entre 1,3% y 1,4 %, que corresponde a entre 113 y 122 horas anuales, respectivamente. El estudio de olores de fuentes bajas fue realizado en base a la experiencia de medición por olfatometría dinámica en la Planta de Fray Bentos. Para la evaluación se ha considerado como guía una normativa alemana para evaluación de olores. Acorde a la misma, la totalidad de los núcleos urbanos cumplen con el criterio de irrelevancia, descartándose para estos receptores la afectación por olor a causa de estas fuentes. El incumplimiento del límite de inmisión para áreas comerciales, industriales o agrícolas se da en su mayoría dentro de los límites del predio del emprendimiento, no afectando a ningún receptor cercano asociado a viviendas rurales. En función de esto se entiende que el impacto potencial es de significancia baja y admisible en el medio receptor. Escenario de salidas de régimen El Escenario 3 consiste en cargas de emisión fuera de régimen asociadas a paradas y arranques de la planta, acorde a la experiencia de la Planta de Fray Bentos. Fueron considerados los valores máximos para los picos de emisión identificados en los parámetros considerados, con ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 81

89 INFORME TÉCNICO: EMISIONES ATMOSFÉRICAS UPM su caudal y temperatura asociados, aumentando el caudal, y en consecuencia, la carga por un factor de escala de 1,8. De las posibles salidas de régimen se consideraron como significativas aquellas que generaron incrementos importantes de emisión de material particulado, SO 2 y TRS. Para los parámetros MP y SO 2 los resultados del modelo indican que no se superan los valores guía, por lo cual se entiende que en estas situaciones el impacto potencial es de significancia baja y admisible en el medio receptor. La emisión de TRS es la que incide más en el entorno, en especial en relación al criterio de evaluación de umbral de olor alto definido en los TR por DINAMA. En lo que respecta a los valores guía de calidad de aire para TRS, los resultados obtenidos indican que el valor de 15 μg para un período de 1 hora se sobrepasa únicamente en un pequeño sector inmediatamente al Este del predio, donde no existen receptores. En este sentido se entiende que el impacto potencial es de significancia baja y aceptable en el medio. En cambio, el estudio de olor asociado al TRS, se verifica la superación del umbral de percepción de 0,7 μg/nm 3 para 10 minutos así como la de 3 μg/nm 3 para el de percepción de 15 minutos, en todo el dominio estudiado por el modelo. Esta situación es esperable para una escenario de salida de régimen, donde a magnitud de emisión de TRS se eleva considerablemente (más de 70 veces la tasa de emisión en régimen normal).estas situaciones de salida de régimen donde se superan los umbrales de percepción considerados, corresponden a eventos acotados en el tiempo, a lo que se agrega el hecho de que los vientos predominantes en general soplan desde la dirección Este Noreste, o sea desde los núcleos urbanos principales hacia la planta. Por tanto la afectación de olores en situaciones de salida de régimen es de baja ocurrencia y la afectación efectiva en cuanto a horas anuales baja. ESTUDIO INGENIERÍA AMBIENTAL 82

90 ANEXO I: ANÁLISIS DE DATOS DE EMISIONES GASEOSAS DE UPM FRAY BENTOS

91 ÍNDICE DE CONTENIDO 1. INFORMACIÓN DISPONIBLE DATOS PARA OPERACIÓN EN RÉGIMEN Caldera de recuperación Caldera GOS Horno de cal DATOS PARA PARADAS DE MANTENIMIENTO ANÁLISIS DE DATOS DE EMISIÓN EN OPERACIÓN NORMAL CALDERA DE RECUPERACIÓN Caudal Temperatura NOx MP SO TRS CO CALDERA GOS Caudal Temperatura NOx SO TRS HORNO DE CAL Caudal Temperatura NOx MP SO TRS ANÁLISIS DE DATOS DE EMISIÓN ASOCIADOS A PARADAS DE MANTENIMIENTO OBSERVACIONES CUALITATIVAS E IDENTIFICACIÓN DE CAUSAS DE SALIDA DE RÉGIMEN CALDERA DE RECUPERACIÓN SO TRS MP CALDERA GOS SO TRS HORNO DE CAL SO TRS MP ÍNDICE DE TABLAS TABLA 1-1: CONTAMINANTES MEDIDOS EN CADA FUENTE... 8

92 TABLA 2-1: TABLA RESUMEN PARA CAUDAL DE CALDERA DE RECUPERACIÓN EN OPERACIÓN TABLA 2-2: TABLA RESUMEN PARA TEMPERATURA DE CALDERA DE RECUPERACIÓN EN OPERACIÓN TABLA 2-3: TABLA RESUMEN PARA NOX EN OPERACIÓN TABLA 2-4: TABLA RESUMEN PARA MP EN OPERACIÓN TABLA 2-5: TABLA RESUMEN PARA SO2 EN OPERACIÓN TABLA 2-6: TABLA RESUMEN PARA TRS EN OPERACIÓN TABLA 2-7: TABLA RESUMEN PARA TRS EN OPERACIÓN TABLA 2-8: TABLA RESUMEN PARA CAUDAL DE CALDERA GOS EN OPERACIÓN TABLA 2-9: TABLA RESUMEN PARA TEMPERATURA DE CALDERA GOS EN OPERACIÓN TABLA 2-10: TABLA RESUMEN PARA NOX EN OPERACIÓN TABLA 2-11: TABLA RESUMEN PARA SO2 EN OPERACIÓN TABLA 2-12: TABLA RESUMEN PARA TRS EN OPERACIÓN TABLA 2-13: TABLA RESUMEN PARA CAUDAL DEL HORNO DE CAL EN OPERACIÓN TABLA 2-14: TABLA RESUMEN PARA TEMPERATURA DEL HORNO DE CAL EN OPERACIÓN TABLA 2-15: TABLA RESUMEN PARA NOX EN OPERACIÓN TABLA 2-16: TABLA RESUMEN PARA MP EN OPERACIÓN TABLA 2-17: TABLA RESUMEN PARA SO2 EN OPERACIÓN TABLA 2-18: TABLA RESUMEN PARA TRS EN OPERACIÓN ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA 1-1: SERIE TEMPORAL DE CAUDAL PARA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 1-2: SERIE TEMPORAL DE TEMPERATURA PARA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 1-3: SERIE TEMPORAL DE CONCENTRACIÓN DE NOX PARA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 1-4: SERIE TEMPORAL DE CARGA DE NOX PARA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 1-5: SERIE TEMPORAL DE CONCENTRACIÓN DE MP PARA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 1-6: SERIE TEMPORAL DE CARGA DE MP PARA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 1-7: SERIE TEMPORAL DE CONCENTRACIÓN DE SO2 PARA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 1-8: SERIE TEMPORAL DE CARGA DE SO2 PARA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 1-9: SERIE TEMPORAL DE CONCENTRACIÓN DE TRS PARA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 1-10: SERIE TEMPORAL DE CARGA DE TRS PARA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 1-11: SERIE TEMPORAL DE CONCENTRACIÓN DE CO PARA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 1-12: SERIE TEMPORAL DE CARGA DE CO PARA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 1-13: SERIE TEMPORAL DE CAUDAL PARA CALDERA GOS FIGURA 1-14: SERIE TEMPORAL DE TEMPERATURA PARA CALDERA GOS FIGURA 1-15: SERIE TEMPORAL DE CONCENTRACIÓN DE NOX PARA CALDERA GOS FIGURA 1-16: SERIE TEMPORAL DE CARGA DE NOX PARA CALDERA GOS FIGURA 1-17: SERIE TEMPORAL DE CONCENTRACIÓN DE SO2 PARA CALDERA GOS FIGURA 1-18: SERIE TEMPORAL DE CARGA DE SO2 PARA CALDERA GOS FIGURA 1-19: SERIE TEMPORAL DE CONCENTRACIÓN DE TRS PARA CALDERA GOS FIGURA 1-20: SERIE TEMPORAL DE CARGA DE TRS PARA CALDERA GOS FIGURA 1-21: SERIE TEMPORAL DE CAUDAL PARA HORNO DE CAL FIGURA 1-22: SERIE TEMPORAL DE TEMPERATURA PARA HORNO DE CAL FIGURA 1-23: SERIE TEMPORAL DE CONCENTRACIÓN DE NOX PARA HORNO DE CAL FIGURA 1-24: SERIE TEMPORAL DE CARGA DE NOX PARA HORNO DE CAL FIGURA 1-25: SERIE TEMPORAL DE CONCENTRACIÓN DE MP PARA HORNO DE CAL FIGURA 1-26: SERIE TEMPORAL DE CARGA DE MP PARA HORNO DE CAL FIGURA 1-27: SERIE TEMPORAL DE CONCENTRACIÓN DE SO2 PARA HORNO DE CAL FIGURA 1-28: SERIE TEMPORAL DE CARGA DE SO2 PARA HORNO DE CAL FIGURA 1-29: SERIE TEMPORAL DE CONCENTRACIÓN DE TRS PARA HORNO DE CAL FIGURA 1-30: SERIE TEMPORAL DE CARGA DE TRS PARA HORNO DE CAL FIGURA 1-31: CARGA DE NOX, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-32: CARGA DE MP, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-33: CARGA DE SO2, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-34: CARGA DE TRS, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-35: CARGA DE CO, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA

93 FIGURA 1-36: CARGA DE NOX, CALDERA GOS, PARADA FIGURA 1-37: CARGA DE SO2, CALDERA GOS, PARADA FIGURA 1-38: CARGA DE TRS, CALDERA GOS, PARADA FIGURA 1-39: CARGA DE NOX, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 1-40: CARGA DE MP, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 1-41: CARGA DE SO2, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 1-42: CARGA DE TRS, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 1-43: CARGA DE NOX, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-44: CARGA DE MP, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-45: CARGA DE SO2, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-46: CARGA DE TRS, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-47: CARGA DE CO, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-48: CARGA DE NOX, CALDERA GOS, PARADA FIGURA 1-49: CARGA DE SO2, CALDERA GOS, PARADA FIGURA 1-50: CARGA DE TRS, CALDERA GOS, PARADA FIGURA 1-51: CARGA DE NOX, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 1-52: CARGA DE MP, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 1-53: CARGA DE NOX, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 1-54: CARGA DE TRS, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 1-55: CARGA DE NOX, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-56: CARGA DE MP, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-57: CARGA DE SO2, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-58: CARGA DE TRS, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-59: CARGA DE CO, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-60: CARGA DE NOX, CALDERA GOS, PARADA FIGURA 1-61: CARGA DE SO2, CALDERA GOS, PARADA FIGURA 1-62: CARGA DE TRS, CALDERA GOS, PARADA FIGURA 1-63: CARGA DE NOX, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 1-64: CARGA DE MP, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 1-65: CARGA DE SO2, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 1-66: CARGA DE TRS, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 1-67: CARGA DE NOX, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-68: CARGA DE MP, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-69: CARGA DE SO2, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-70: CARGA DE TRS, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-71: CARGA DE CO, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-72: CARGA DE NOX, CALDERA GOS, PARADA FIGURA 1-73: CARGA DE SO2, CALDERA GOS, PARADA FIGURA 1-74: CARGA DE TRS, CALDERA GOS, PARADA FIGURA 1-75: CARGA DE NOX, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 1-76: CARGA DE MP, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 1-77: CARGA DE SO2, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 1-78: CARGA DE TRS, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 1-79: CARGA DE NOX, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-80: CARGA DE MP, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-81: CARGA DE SO2, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-82: CARGA DE TRS, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-83: CARGA DE CO, CALDERA DE RECUPERACIÓN, PARADA FIGURA 1-84: CARGA DE NOX, CALDERA GOS, PARADA FIGURA 1-85: CARGA DE SO2, CALDERA GOS, PARADA FIGURA 1-86: CARGA DE TRS, CALDERA GOS, PARADA FIGURA 1-87: CARGA DE NOX, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 1-88: CARGA DE MP, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 1-89: CARGA DE SO2, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 1-90: CARGA DE TRS, HORNO DE CAL, PARADA FIGURA 2-1: HISTOGRAMA DE CAUDAL REAL DE CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-2: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CAUDAL REAL DE CALDERA DE RECUPERACIÓN... 56

94 FIGURA 2-3: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA CAUDAL-TEMPERATURA PARA CALDERA DE RECUPERACIÓN. LA BARRA DE COLORES INDICA LA CANTIDAD DE CASOS POR CELDA (LAS CELDAS TIENEN 5 K DE ANCHO POR 10 M 3 /S DE ALTO) FIGURA 2-4: HISTOGRAMA DE TEMPERATURAS DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-5: NIVEL DE EXCEDENCIA DE TEMPERATURA DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-6: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA TEMPERATURA-CAUDAL PARA CALDERA DE RECUPERACIÓN. LA BARRA DE COLORES INDICA LA CANTIDAD DE CASOS POR CELDA (LAS CELDAS TIENEN 5 K DE ALTO POR 10 M 3 /S DE ANCHO) FIGURA 2-7: HISTOGRAMA DE CONCENTRACIÓN DE NOX DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-8: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CONCENTRACIÓN DE NOX DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-9: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA CONCENTRACIÓN DE NOX - CAUDAL DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-10: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA CONCENTRACIÓN DE NOX - CAUDAL DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN, ACERCAMIENTO FIGURA 2-11: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA CONCENTRACIÓN DE NOX - TEMPERATURA DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-12: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA CONCENTRACIÓN DE NOX - TEMPERATURA DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN, ACERCAMIENTO FIGURA 2-13: HISTOGRAMA DE CARGA DE NOX DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-14: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CARGA DE NOX DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-15: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE NOX - CONCENTRACIÓN DE NOX DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN 64 FIGURA 2-16: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE NOX - CONCENTRACIÓN DE NOX DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN, ACERCAMIENTO FIGURA 2-17: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE NOX - CAUDAL REAL DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-18: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE NOX - TEMPERATURA DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-19: HISTOGRAMA DE CONCENTRACIÓN DE MP DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-20: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CONCENTRACIÓN DE MP DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-21: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE MP - CAUDAL DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-22: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE MP - CAUDAL DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN, ACERCAMIENTO FIGURA 2-23: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE MP - TEMPERATURA DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN.. 68 FIGURA 2-24: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE MP - TEMPERATURA DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN, ACERCAMIENTO FIGURA 2-25: HISTOGRAMA DE CARGA DE MP DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-26: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CARGA DE MP DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-27: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE MP - CONCENTRACIÓN DE MP DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN.. 70 FIGURA 2-28: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE MP - CONCENTRACIÓN DE MP DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN, ACERCAMIENTO FIGURA 2-29: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE MP - CAUDAL REAL DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-30: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE MP - CAUDAL REAL DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN, ACERCAMIENTO FIGURA 2-31: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE MP - TEMPERATURA DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-32: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE MP - TEMPERATURA DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN, ACERCAMIENTO FIGURA 2-33: HISTOGRAMA DE CONCENTRACIÓN DE SO2 DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-34: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CONCENTRACIÓN DE SO2 DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-35: ACERCAMIENTO A NIVEL DE EXCEDENCIA DE CONCENTRACIÓN DE SO2 DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-36: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE SO2 - CAUDAL DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-37: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE SO2 - CAUDAL DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN, ACERCAMIENTO FIGURA 2-38: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE SO2 - TEMPERATURA DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN. 76 FIGURA 2-39: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE SO2 - TEMPERATURA DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN, ACERCAMIENTO FIGURA 2-40: HISTOGRAMA DE CARGA DE SO2 DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-41: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CARGA DE SO2 DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-42: ACERCAMIENTO A NIVEL DE EXCEDENCIA DE CARGA DE SO2 DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-43: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE SO2 - CONCENTRACIÓN DE SO2 DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN 79 FIGURA 2-44: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA CARGA DE SO2 - CAUDAL REAL DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-45: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA CARGA DE SO2 - CAUDAL REAL DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN, ACERCAMIENTO FIGURA 2-46: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA CARGA DE SO2 - TEMPERATURA DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN... 80

95 FIGURA 2-47: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA CARGA DE SO2 - TEMPERATURA DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN, ACERCAMIENTO FIGURA 2-48: HISTOGRAMA DE CONCENTRACIÓN DE TRS DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-49: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CONCENTRACIÓN DE TRS DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-50: ACERCAMIENTO A NIVEL DE EXCEDENCIA DE CONCENTRACIÓN DE TRS DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-51: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE TRS - CAUDAL NORMAL DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-52: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE TRS - CAUDAL NORMAL DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN, ACERCAMIENTO FIGURA 2-53: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE TRS - TEMPERATURA DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN.. 84 FIGURA 2-54: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE TRS - TEMPERATURA DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN, ACERCAMIENTO FIGURA 2-55: HISTOGRAMA DE CARGA DE TRS DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-56: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CARGA DE TRS DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-57: ACERCAMIENTO A NIVEL DE EXCEDENCIA DE CARGA DE TRS DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-58: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE TRS - CONCENTRACIÓN DE TRS DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN. 87 FIGURA 2-59: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE TRS - CAUDAL REAL DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-60: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE TRS - CAUDAL REAL DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN, ACERCAMIENTO FIGURA 2-61: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE TRS - TEMPERATURA DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-62: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE TRS - TEMPERATURA DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN, ACERCAMIENTO FIGURA 2-63: HISTOGRAMA DE CONCENTRACIÓN DE CO DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-64: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CO DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-65: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE CO - CAUDAL NORMAL DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN 91 FIGURA 2-66: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE CO - TEMPERATURA DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-67: HISTOGRAMA DE CARGA DE CO DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-68: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CARGA DE CO DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-69: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE CO - CONCENTRACIÓN DE CO DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-70: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE CO - CAUDAL REAL DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-71: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE CO - TEMPERATURA DE LA CALDERA DE RECUPERACIÓN FIGURA 2-72: HISTOGRAMA DE CAUDALES DE CALDERA GOS FIGURA 2-73: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CAUDAL DE CALDERA GOS FIGURA 2-74: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CAUDAL - TEMPERATURA DE CALDERA GOS FIGURA 2-75: HISTOGRAMA DE TEMPERATURA DE CALDERA GOS FIGURA 2-76: NIVEL DE EXCEDENCIA DE TEMPERATURA DE CALDERA GOS FIGURA 2-77: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE TEMPERATURA - CAUDAL DE CALDERA GOS FIGURA 2-78: HISTOGRAMA DE CONCENTRACIÓN DE NOX DE CALDERA GOS FIGURA 2-79: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CONCENTRACIÓN DE NOX DE CALDERA GOS FIGURA 2-80: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE NOX - CAUDAL DE CALDERA GOS FIGURA 2-81: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE NOX - TEMPERATURA DE CALDERA GOS FIGURA 2-82: HISTOGRAMA DE CARGA DE NOX DE CALDERA GOS FIGURA 2-83: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CARGA DE NOX DE CALDERA GOS FIGURA 2-84: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE NOX - CONCENTRACIÓN DE NOX DE CALDERA GOS FIGURA 2-85: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE NOX - CAUDAL REAL DE CALDERA GOS FIGURA 2-86: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE NOX - TEMPERATURA DE CALDERA GOS FIGURA 2-87: HISTOGRAMA DE CONCENTRACIÓN DE SO2 DE CALDERA GOS FIGURA 2-88: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CONCENTRACIÓN DE SO2 DE CALDERA GOS FIGURA 2-89: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE SO2 - CAUDAL NORMAL DE CALDERA GOS FIGURA 2-90: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE SO2 - TEMPERATURA DE CALDERA GOS FIGURA 2-91: HISTOGRAMA DE CARGA DE SO2 DE CALDERA GOS FIGURA 2-92: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CARGA DE SO2 DE CALDERA GOS FIGURA 2-93: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE SO2 - CONCENTRACIÓN DE SO2 DE CALDERA GOS FIGURA 2-94: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE SO2 - CAUDAL REAL DE CALDERA GOS FIGURA 2-95: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE SO2 - CAUDAL REAL DE CALDERA GOS, ACERCAMIENTO FIGURA 2-96: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE SO2 - TEMPERATURA DE CALDERA GOS FIGURA 2-97: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE SO2 - TEMPERATURA DE CALDERA GOS, ACERCAMIENTO

96 FIGURA 2-98: HISTOGRAMA DE CONCENTRACIÓN DE TRS DE CALDERA GOS FIGURA 2-99: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CONCENTRACIÓN DE TRS DE CALDERA GOS FIGURA 2-100: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE TRS - CAUDAL NORMAL DE CALDERA GOS FIGURA 2-101: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE TRS - TEMPERATURA DE CALDERA GOS FIGURA 2-102: HISTOGRAMA DE CARGA DE TRS DE CALDERA GOS FIGURA 2-103: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CARGA DE TRS DE CALDERA GOS FIGURA 2-104: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE TRS - CONCENTRACIÓN DE TRS DE CALDERA GOS FIGURA 2-105: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE TRS - CAUDAL REAL DE CALDERA GOS FIGURA 2-106: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE TRS - TEMPERATURA DE CALDERA GOS FIGURA 2-107: HISTOGRAMA DE CAUDAL REAL DEL HORNO DE CAL FIGURA 2-108: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CAUDAL REAL DEL HORNO DE CAL FIGURA 2-109: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA CAUDAL-TEMPERATURA PARA EL HORNO DE CAL FIGURA 2-110: HISTOGRAMA DE TEMPERATURAS DEL HORNO DE CAL FIGURA 2-111: NIVEL DE EXCEDENCIA DE TEMPERATURA DEL HORNO DE CAL FIGURA 2-112: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA TEMPERATURA-CAUDAL PARA EL HORNO DE CAL FIGURA 2-113: HISTOGRAMA DE CONCENTRACIÓN DE NOX DE HORNO DE CAL FIGURA 2-114: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CONCENTRACIÓN DE NOX DE HORNO DE CAL FIGURA 2-115: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE NOX - CAUDAL NORMAL DE HORNO DE CAL FIGURA 2-116: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE NOX - TEMPERATURA DE HORNO DE CAL FIGURA 2-117: HISTOGRAMA DE CARGA DE NOX DE HORNO DE CAL FIGURA 2-118: NIVEL DE EXCEDENCIA DE NOX DE HORNO DE CAL FIGURA 2-119: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE NOX - CONCENTRACIÓN DE NOX DE HORNO DE CAL FIGURA 2-120: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE NOX - CAUDAL REAL DE HORNO DE CAL FIGURA 2-121: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE NOX - TEMPERATURA DE HORNO DE CAL FIGURA 2-122: HISTOGRAMA DE CONCENTRACIÓN DE MP DE HORNO DE CAL FIGURA 2-123: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CONCENTRACIÓN DE MP DE HORNO DE CAL FIGURA 2-124: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE MP - CAUDAL NORMAL DE HORNO DE CAL FIGURA 2-125: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE MP - CAUDAL NORMAL DE HORNO DE CAL, ACERCAMIENTO FIGURA 2-126: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE MP - TEMPERATURA DE HORNO DE CAL FIGURA 2-127: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE MP - TEMPERATURA DE HORNO DE CAL, ACERCAMIENTO FIGURA 2-128: HISTOGRAMA DE CARGA DE MP DE HORNO DE CAL FIGURA 2-129: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CARGA DE MP DE HORNO DE CAL FIGURA 2-130: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE MP - CONCENTRACIÓN DE MP DE HORNO DE CAL FIGURA 2-131: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE MP - CAUDAL REAL DE HORNO DE CAL FIGURA 2-132: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE MP - CAUDAL REAL DE HORNO DE CAL, ACERCAMIENTO FIGURA 2-133: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE MP - TEMPERATURA DE HORNO DE CAL FIGURA 2-134: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE MP - TEMPERATURA DE HORNO DE CAL, ACERCAMIENTO FIGURA 2-135: HISTOGRAMA DE CONCENTRACIÓN DE SO2 DE HORNO DE CAL FIGURA 2-136: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CONCENTRACIÓN DE SO2 DE HORNO DE CAL FIGURA 2-137: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE SO2 - CAUDAL NORMAL DE HORNO DE CAL FIGURA 2-138: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE SO2 - CAUDAL NORMAL DE HORNO DE CAL, ACERCAMIENTO FIGURA 2-139: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE SO2 - TEMPERATURA DE HORNO DE CAL FIGURA 2-140: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE SO2 - TEMPERATURA DE HORNO DE CAL, ACERCAMIENTO FIGURA 2-141: HISTOGRAMA DE CARGA DE SO2 DE HORNO DE CAL FIGURA 2-142: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CARGA DE SO2 DE HORNO DE CAL FIGURA 2-143: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE SO2 - CONCENTRACIÓN DE SO2 DE HORNO DE CAL FIGURA 2-144: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE SO2 - CAUDAL REAL DE HORNO DE CAL FIGURA 2-145: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE SO2 - CAUDAL REAL DE HORNO DE CAL, ACERCAMIENTO FIGURA 2-146: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE SO2 - TEMPERATURA DE HORNO DE CAL FIGURA 2-147: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE SO2 - TEMPERATURA DE HORNO DE CAL, ACERCAMIENTO FIGURA 2-148: HISTOGRAMA DE CONCENTRACIÓN DE TRS DE HORNO DE CAL FIGURA 2-149: NIVEL DE PERMANENCUA DE CONCENTRACIÓN DE TRS DE HORNO DE CAL FIGURA 2-150: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE TRS - CAUDAL NORMAL DE HORNO DE CAL

97 FIGURA 2-151: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CONCENTRACIÓN DE TRS - TEMPERATURA DE HORNO DE CAL FIGURA 2-152: HISTOGRAMA DE CARGA DE TRS DE HORNO DE CAL FIGURA 2-153: NIVEL DE EXCEDENCIA DE CARGA DE TRS DE HORNO DE CAL FIGURA 2-154: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE TRS - CONCENTRACIÓN DE TRS DE HORNO DE CAL FIGURA 2-155: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE TRS - CAUDAL REAL DE HORNO DE CAL FIGURA 2-156: DISTRIBUCIÓN CONJUNTA DE CARGA DE TRS - TEMPERATURA DE HORNO DE CAL FIGURA 3-1: SERIE TEMPORAL DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE SO 2 DESDE CALDERA DE RECUPERACIÓN, FIGURA 3-2: SERIE TEMPORAL DE CAUDAL DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE SO 2 DESDE CALDERA DE RECUPERACIÓN, FIGURA 3-3: SERIE TEMPORAL DE TEMPERATURA DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE SO2 DESDE CALDERA DE RECUPERACIÓN, FIGURA 3-4: SERIE TEMPORAL DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE TRS DESDE CALDERA DE RECUPERACIÓN, FIGURA 3-5: SERIE TEMPORAL DE CAUDAL DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE TRS DESDE CALDERA DE RECUPERACIÓN, FIGURA 3-6: SERIE TEMPORAL DE TEMPERATURA DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE TRS DESDE CALDERA DE RECUPERACIÓN, FIGURA 3-7: SERIE TEMPORAL DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE MP DESDE CALDERA DE RECUPERACIÓN, FIGURA 3-8: SERIE TEMPORAL DE CAUDAL DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE MP DESDE CALDERA DE RECUPERACIÓN, FIGURA 3-9: SERIE TEMPORAL DE TEMPERATURA DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE MP DESDE CALDERA DE RECUPERACIÓN, FIGURA 3-10: GRÁFICO DE DISPERSIÓN CARGA-CONCENTRACIÓN DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE MP DESDE CALDERA DE RECUPERACIÓN, 2014 (LAS ISOLÍNEAS INDICAN NÚMERO DE OCURRENCIAS) FIGURA 3-11: SERIE TEMPORAL DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE SO 2 DESDE CALDERA GOS, FIGURA 3-12: SERIE TEMPORAL DE CAUDAL DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE SO 2 DESDE CALDERA GOS, FIGURA 3-13: SERIE TEMPORAL DE TEMPERATURA DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE SO 2 DESDE CALDERA GOS, FIGURA 3-14: SERIE TEMPORAL DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE TRS DESDE CALDERA GOS, FIGURA 3-15: SERIE TEMPORAL DE CAUDAL DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE TRS DESDE CALDERA GOS, FIGURA 3-16: SERIE TEMPORAL DE TEMPERATURA DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE TRS DESDE CALDERA GOS, FIGURA 3-17: SERIE TEMPORAL DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE SO2 DESDE HORNO DE CAL, FIGURA 3-18: SERIE TEMPORAL DE CAUDAL DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE SO2 DESDE HORNO DE CAL, FIGURA 3-19: SERIE TEMPORAL DE TEMPERATURA DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE SO2 DESDE HORNO DE CAL, FIGURA 3-20: SERIE TEMPORAL DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE TRS DESDE HORNO DE CAL, FIGURA 3-21: SERIE TEMPORAL DE CAUDAL DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE TRS DESDE HORNO DE CAL, FIGURA 3-22: SERIE TEMPORAL DE TEMPERATURA DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE TRS DESDE HORNO DE CAL, FIGURA 3-23: SERIE TEMPORAL DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE MP DESDE HORNO DE CAL, FIGURA 3-24: SERIE TEMPORAL DE CAUDAL DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE MP DESDE HORNO DE CAL, FIGURA 3-25: SERIE TEMPORAL DE TEMPERATURA DE SALIDA DE RÉGIMEN EN EMISIÓN DE MP DESDE HORNO DE CAL,

98 1. INFORMACIÓN DISPONIBLE Se cuenta con datos de monitoreo continuo de la planta de UPM Fray Bentos para las emisiones gaseosas de las calderas y el horno de cal, incluyendo el caudal y la temperatura de las emisiones. El registro de datos se hace con paso de tiempo de diez minutos. Cada serie de datos contiene la información de concentración del contaminante en cuestión, asociada a un booleano que indica si el equipo de medición correspondiente está operativo ( 1 ) o en mantenimiento ( 0 ). A continuación se presentan los parámetros medidos en cada fuente, además del caudal y la temperatura: Tabla 1-1: Contaminantes medidos en cada fuente FUENTE NO x MP SO 2 TRS CO Caldera de recuperación Sí Sí Sí Sí Sí Caldera GOS Sí No Sí Sí No Horno de cal Sí Sí Sí Sí No 1.1 DATOS PARA OPERACIÓN EN RÉGIMEN Se cuenta con la serie de datos completa para el año 2017, en el cual no se registraron paradas de mantenimiento, por lo cual se utilizan para representar la situación de operación en régimen. En las siguientes figuras se presentan las series temporales de los datos medidos para cada fuente indicando en color azul los correspondientes a operación y en rojo los correspondientes a mantenimiento. Los datos correspondientes a mantenimiento de los equipos de medición se descartan a los efectos de este análisis.

99 1.1.1 Caldera de recuperación Figura 1-1: Serie temporal de caudal para caldera de recuperación. Figura 1-2: Serie temporal de temperatura para caldera de recuperación.

100 Figura 1-3: Serie temporal de concentración de NOx para caldera de recuperación. Figura 1-4: Serie temporal de carga de NOx para caldera de recuperación.

101 Figura 1-5: Serie temporal de concentración de MP para caldera de recuperación. Figura 1-6: Serie temporal de carga de MP para caldera de recuperación.

102 Figura 1-7: Serie temporal de concentración de SO2 para caldera de recuperación. Figura 1-8: Serie temporal de carga de SO2 para caldera de recuperación.

103 Figura 1-9: Serie temporal de concentración de TRS para caldera de recuperación. Figura 1-10: Serie temporal de carga de TRS para caldera de recuperación.

104 Figura 1-11: Serie temporal de concentración de CO para caldera de recuperación. Figura 1-12: Serie temporal de carga de CO para caldera de recuperación.

105 1.1.2 Caldera GOS Figura 1-13: Serie temporal de caudal para caldera GOS. Figura 1-14: Serie temporal de temperatura para caldera GOS.

106 Figura 1-15: Serie temporal de concentración de NOx para caldera GOS. Figura 1-16: Serie temporal de carga de NOx para caldera GOS.

107 Figura 1-17: Serie temporal de concentración de SO2 para caldera GOS. Figura 1-18: Serie temporal de carga de SO2 para caldera GOS.

108 Figura 1-19: Serie temporal de concentración de TRS para caldera GOS. Figura 1-20: Serie temporal de carga de TRS para caldera GOS.

109 1.1.3 Horno de cal Figura 1-21: Serie temporal de caudal para horno de cal. Figura 1-22: Serie temporal de temperatura para horno de cal.

110 Figura 1-23: Serie temporal de concentración de NOx para horno de cal. Figura 1-24: Serie temporal de carga de NOx para horno de cal.

111 Figura 1-25: Serie temporal de concentración de MP para horno de cal. Figura 1-26: Serie temporal de carga de MP para horno de cal.

112 Figura 1-27: Serie temporal de concentración de SO2 para horno de cal. Figura 1-28: Serie temporal de carga de SO2 para horno de cal.

113 Figura 1-29: Serie temporal de concentración de TRS para horno de cal. Figura 1-30: Serie temporal de carga de TRS para horno de cal.

114 1.2 DATOS PARA PARADAS DE MANTENIMIENTO Se cuenta con datos asociados a ventanas temporales alrededor de paradas de mantenimiento programado entre 2013 y Estos datos se utilizan para la caracterización de salidas de régimen, tanto anteriores a la parada como posteriores a la misma, por arranque de equipos. A continuación se presentan las series temporales asociadas a los datos registrados en cada una de las fuentes Caldera de recuperación Figura 1-31: Carga de NOx, caldera de recuperación, parada 2013.

115 Figura 1-32: Carga de MP, caldera de recuperación, parada Figura 1-33: Carga de SO2, caldera de recuperación, parada 2013.

116 Figura 1-34: Carga de TRS, caldera de recuperación, parada Figura 1-35: Carga de CO, caldera de recuperación, parada 2013.

117 Caldera GOS Figura 1-36: Carga de NOx, caldera GOS, parada Figura 1-37: Carga de SO2, caldera GOS, parada 2013.

118 Figura 1-38: Carga de TRS, caldera GOS, parada Horno de cal Figura 1-39: Carga de NOx, horno de cal, parada 2013.

119 Figura 1-40: Carga de MP, horno de cal, parada Figura 1-41: Carga de SO2, horno de cal, parada 2013.

120 Figura 1-42: Carga de TRS, horno de cal, parada Caldera de recuperación Figura 1-43: Carga de NOx, caldera de recuperación, parada 2014.

121 Figura 1-44: Carga de MP, caldera de recuperación, parada Figura 1-45: Carga de SO2, caldera de recuperación, parada 2014.

122 Figura 1-46: Carga de TRS, caldera de recuperación, parada Figura 1-47: Carga de CO, caldera de recuperación, parada 2014.

123 Caldera GOS Figura 1-48: Carga de NOx, caldera GOS, parada Figura 1-49: Carga de SO2, caldera GOS, parada 2014.

124 Figura 1-50: Carga de TRS, caldera GOS, parada Horno de cal Figura 1-51: Carga de NOx, horno de cal, parada 2014.

125 Figura 1-52: Carga de MP, horno de cal, parada Figura 1-53: Carga de NOx, horno de cal, parada 2014.

126 Figura 1-54: Carga de TRS, horno de cal, parada Caldera de recuperación Figura 1-55: Carga de NOx, caldera de recuperación, parada 2015.

127 Figura 1-56: Carga de MP, caldera de recuperación, parada Figura 1-57: Carga de SO2, caldera de recuperación, parada 2015.

128 Figura 1-58: Carga de TRS, caldera de recuperación, parada Figura 1-59: Carga de CO, caldera de recuperación, parada 2015.

129 Caldera GOS Figura 1-60: Carga de NOx, caldera GOS, parada Figura 1-61: Carga de SO2, caldera GOS, parada 2015.

130 Figura 1-62: Carga de TRS, caldera GOS, parada Horno de cal Figura 1-63: Carga de NOx, horno de cal, parada 2015.

131 Figura 1-64: Carga de MP, horno de cal, parada Figura 1-65: Carga de SO2, horno de cal, parada 2015.

132 Figura 1-66: Carga de TRS, horno de cal, parada Caldera de recuperación Figura 1-67: Carga de NOx, caldera de recuperación, parada 2016.

133 Figura 1-68: Carga de MP, caldera de recuperación, parada Figura 1-69: Carga de SO2, caldera de recuperación, parada 2016.

134 Figura 1-70: Carga de TRS, caldera de recuperación, parada Figura 1-71: Carga de CO, caldera de recuperación, parada 2016.

135 Caldera GOS Figura 1-72: Carga de NOx, caldera GOS, parada Figura 1-73: Carga de SO2, caldera GOS, parada 2016.

136 Figura 1-74: Carga de TRS, caldera GOS, parada Horno de cal Figura 1-75: Carga de NOx, horno de cal, parada 2016.

137 Figura 1-76: Carga de MP, horno de cal, parada Figura 1-77: Carga de SO2, horno de cal, parada 2016.

138 Figura 1-78: Carga de TRS, horno de cal, parada Caldera de recuperación Figura 1-79: Carga de NOx, caldera de recuperación, parada 2018.

139 Figura 1-80: Carga de MP, caldera de recuperación, parada Figura 1-81: Carga de SO2, caldera de recuperación, parada 2018.

140 Figura 1-82: Carga de TRS, caldera de recuperación, parada Figura 1-83: Carga de CO, caldera de recuperación, parada 2018.

141 Caldera GOS Figura 1-84: Carga de NOx, caldera GOS, parada Figura 1-85: Carga de SO2, caldera GOS, parada 2018.

142 Figura 1-86: Carga de TRS, caldera GOS, parada Horno de cal Figura 1-87: Carga de NOx, horno de cal, parada 2018.

143 Figura 1-88: Carga de MP, horno de cal, parada Figura 1-89: Carga de SO2, horno de cal, parada 2018.

144 Figura 1-90: Carga de TRS, horno de cal, parada 2018.

145 2. ANÁLISIS DE DATOS DE EMISIÓN EN OPERACIÓN NORMAL Según se mencionara anteriormente, a los efectos de este análisis se descartan los datos asociados a mantenimiento de los equipos de medición continua. 2.1 CALDERA DE RECUPERACIÓN Caudal La caldera de recuperación tiene un caudal real promedio de 431 m 3 /s, una mediana de 456 m 3 /s y el pico de la densidad de probabilidades empíricas se da a los 455 m 3 /s. El 90% central de los valores de caudal se encuentra en el rango de 286 a 485 m 3 /s. La combinación más frecuente caudal-temperatura corresponde a 455 m 3 /s y 453 K (ver Figura 2-3). En la Tabla 2-1 se presenta un resumen de los estadísticos. Figura 2-1: Histograma de caudal real de Caldera de Recuperación

146 Figura 2-2: Nivel de excedencia de caudal real de Caldera de Recuperación Figura 2-3: Distribución conjunta caudal-temperatura para Caldera de Recuperación. La barra de colores indica la cantidad de casos por celda (las celdas tienen 5 K de ancho por 10 m 3 /s de alto)

147 Tabla 2-1: Tabla resumen para caudal de caldera de recuperación en operación. PARÁMETRO ESTADÍSTICO VALOR UNIDADES Media 431 m3/s Mediana 456 m3/s 503 m3/s Q máx y T asociada 465 K Caudal real Cuantil 0, m3/s Cuantil 0, m3/s Q y T más probables 455 m3/s 453 K Temperatura La caldera de recuperación tiene una temperatura de salida de gases promedio de 448 K, una mediana de 452 K y el pico de la densidad de probabilidades empírica se da a los 455 K. El 90% central de los valores de caudal se encuentra en el rango de 429 a 460 K. La combinación más frecuente caudal-temperatura corresponde a 455 m 3 /s y 453 K, seguida por 440 m 3 /s y 451 K (ver Figura 2-6). Figura 2-4: Histograma de temperaturas de la Caldera de Recuperación

148 Figura 2-5: Nivel de excedencia de temperatura de la Caldera de Recuperación Figura 2-6: Distribución conjunta temperatura-caudal para Caldera de Recuperación. La barra de colores indica la cantidad de casos por celda (las celdas tienen 5 K de alto por 10 m 3 /s de ancho)

149 Tabla 2-2: Tabla resumen para temperatura de caldera de recuperación en operación. PARÁMETRO ESTADÍSTICO VALOR UNIDADES Media 448,5 K Mediana 452,2 K Temperatura T máx y Q asociada 472,2 k 120,0 m3/s Cuantil 0,05 429,2 K Cuantil 0,95 460,2 K NOx En la Tabla 2-3 se presenta un resumen de los parámetros estadísticos correspondientes a concentración y carga de NOx durante la operación de la planta. Tabla 2-3: Tabla resumen para NOx en operación. PARÁMETRO NOx ESTADÍSTICO CONCENTRACIÓN CARGA VALOR UNIDADES VALOR UNIDADES Media 176,8 mg/nm3 44,9 g/s Mediana 170,9 mg/nm3 46,6 g/s 1650,0 mg/nm3 105,0 g/s Máx, Q y T asociados 1,9 m3/s 456,8 m3/s 362,2 K 449,2 K Cuantil 0,05 150,0 mg/nm3 32,9 g/s Cuantil 0,95 195,8 mg/nm3 52,8 g/s Val, y Q más probables 177,5 mg/nm3 49,0 g/s 275,0 Nm3/s 455,0 m3/s Val, y T más probables 172,5 mg/nm3 49,0 g/s 452,5 K 452,5 K

150 Concentración Figura 2-7: Histograma de concentración de NOx de la Caldera de Recuperación Figura 2-8: Nivel de excedencia de concentración de NOx de la Caldera de Recuperación

151 Figura 2-9: Distribución conjunta concentración de NOx - caudal de la Caldera de Recuperación Figura 2-10: Distribución conjunta concentración de NOx - caudal de la Caldera de Recuperación, acercamiento

152 Figura 2-11: Distribución conjunta concentración de NOx - temperatura de la Caldera de Recuperación Figura 2-12: Distribución conjunta concentración de NOx - temperatura de la Caldera de Recuperación, acercamiento

153 Carga Figura 2-13: Histograma de carga de NOx de la Caldera de Recuperación Figura 2-14: Nivel de excedencia de carga de NOx de la Caldera de Recuperación

154 Figura 2-15: Distribución conjunta de carga de NOx - concentración de NOx de la Caldera de Recuperación Figura 2-16: Distribución conjunta de carga de NOx - concentración de NOx de la Caldera de Recuperación, acercamiento

155 Figura 2-17: Distribución conjunta de carga de NOx - caudal real de la Caldera de Recuperación Figura 2-18: Distribución conjunta de carga de NOx - temperatura de la Caldera de Recuperación

156 2.1.4 MP En la Tabla 2-4 se presenta un resumen de los parámetros estadísticos correspondientes a concentración y carga de MP durante la operación de la planta. Tabla 2-4: Tabla resumen para MP en operación. PARÁMETRO MP ESTADÍSTICO CONCENTRACIÓN CARGA VALOR UNIDADES VALOR UNIDADES Media 23,7 mg/nm3 5,9 g/s Mediana 18,8 mg/nm3 5,1 g/s 550,0 mg/nm3 134,3 g/s Máx, Q y T asociados 81,4 m3/s 426,5 m3/s 431,2 K 444,2 K Cuantil 0,05 8,6 mg/nm3 1,8 g/s Cuantil 0,95 43,7 mg/nm3 11,5 g/s Val, y Q más probables 17,5 mg/nm3 5,0 g/s 275,0 Nm3/s 475,0 m3/s Val, y T más probables 17,5 mg/nm3 5,0 g/s 457,5 K 457,5 K Concentración Figura 2-19: Histograma de concentración de MP de la Caldera de Recuperación

157 Figura 2-20: Nivel de excedencia de concentración de MP de la Caldera de Recuperación Figura 2-21: Distribución conjunta de concentración de MP - caudal de la Caldera de Recuperación

158 Figura 2-22: Distribución conjunta de concentración de MP - caudal de la Caldera de Recuperación, acercamiento Figura 2-23: Distribución conjunta de concentración de MP - temperatura de la Caldera de Recuperación

159 Carga Figura 2-24: Distribución conjunta de concentración de MP - temperatura de la Caldera de Recuperación, acercamiento Figura 2-25: Histograma de carga de MP de la Caldera de Recuperación

160 Figura 2-26: Nivel de excedencia de carga de MP de la Caldera de Recuperación Figura 2-27: Distribución conjunta de carga de MP - concentración de MP de la Caldera de Recuperación

161 Figura 2-28: Distribución conjunta de carga de MP - concentración de MP de la Caldera de Recuperación, acercamiento Figura 2-29: Distribución conjunta de carga de MP - caudal real de la Caldera de Recuperación

162 Figura 2-30: Distribución conjunta de carga de MP - caudal real de la Caldera de Recuperación, acercamiento Figura 2-31: Distribución conjunta de carga de MP - temperatura de la Caldera de Recuperación

163 Figura 2-32: Distribución conjunta de carga de MP - temperatura de la Caldera de Recuperación, acercamiento SO2 En la Tabla 2-5 se presenta un resumen de los parámetros estadísticos correspondientes a concentración y carga de SO 2 durante la operación de la planta. Tabla 2-5: Tabla resumen para SO2 en operación. PARÁMETRO SO2 ESTADÍSTICO CONCENTRACIÓN CARGA VALOR UNIDADES VALOR UNIDADES Media 7,6 mg/nm3 0,82 g/s Mediana 2,2 mg/nm3 0,59 g/s 1605,1 mg/nm3 112,0 g/s Máx, Q y T asociados 0,0 m3/s 289,6 m3/s 326,2 K 430,2 K Cuantil 0,05 1,9 mg/nm3 0,44 g/s Cuantil 0,95 2,7 mg/nm3 0,71 g/s Val, y Q más probables 2,3 mg/nm3 0,58 g/s 275,0 Nm3/s 455,0 m3/s Val, y T más probables 2,3 mg/nm3 0,58 g/s 452,5 K 452,5 K

164 Concentración Figura 2-33: Histograma de concentración de SO2 de la Caldera de Recuperación Figura 2-34: Nivel de excedencia de concentración de SO2 de la Caldera de Recuperación

165 Figura 2-35: Acercamiento a Nivel de excedencia de concentración de SO2 de la Caldera de Recuperación Figura 2-36: Distribución conjunta de concentración de SO2 - caudal de la Caldera de Recuperación

166 Figura 2-37: Distribución conjunta de concentración de SO2 - caudal de la Caldera de Recuperación, acercamiento Figura 2-38: Distribución conjunta de concentración de SO2 - temperatura de la Caldera de Recuperación

167 Carga Figura 2-39: Distribución conjunta de concentración de SO2 - temperatura de la Caldera de Recuperación, acercamiento Figura 2-40: Histograma de carga de SO2 de la Caldera de Recuperación

168 Figura 2-41: Nivel de excedencia de carga de SO2 de la Caldera de Recuperación Figura 2-42: Acercamiento a Nivel de excedencia de carga de SO2 de la Caldera de Recuperación

169 Figura 2-43: Distribución conjunta de carga de SO2 - concentración de SO2 de la Caldera de Recuperación Figura 2-44: Distribución conjunta carga de SO2 - caudal real de la Caldera de Recuperación

170 Figura 2-45: Distribución conjunta carga de SO2 - caudal real de la Caldera de Recuperación, acercamiento Figura 2-46: Distribución conjunta carga de SO2 - temperatura de la Caldera de Recuperación

171 Figura 2-47: Distribución conjunta carga de SO2 - temperatura de la Caldera de Recuperación, acercamiento TRS En la Tabla 2-6 se presenta un resumen de los parámetros estadísticos correspondientes a concentración y carga de TRS durante la operación de la planta. Tabla 2-6: Tabla resumen para TRS en operación. PARÁMETRO TRS ESTADÍSTICO CONCENTRACIÓN CARGA VALOR UNIDADES VALOR UNIDADES Media 0,37 mg/nm3 0,07 g/s Mediana 0,00 mg/nm3 0,00 g/s 104,9 mg/nm3 16,7 g/s Máx, Q y T asociados 0,0 m3/s 471,3 m3/s 327,2 K 461,2 K Cuantil 0,05 0,00 mg/nm3 0,00 g/s Cuantil 0,95 1,26 mg/nm3 0,35 g/s Val, y Q más probables 0,0 mg/nm3 0,00 g/s 275,0 Nm3/s 455,0 m3/s Val, y T más probables 0,03 mg/nm3 0,00 g/s 452,5 K 452,5 K

172 Concentración Figura 2-48: Histograma de concentración de TRS de la Caldera de Recuperación Figura 2-49: Nivel de excedencia de concentración de TRS de la Caldera de Recuperación

173 Figura 2-50: Acercamiento a Nivel de excedencia de concentración de TRS de la Caldera de Recuperación Figura 2-51: Distribución conjunta de concentración de TRS - caudal normal de la Caldera de Recuperación

174 Figura 2-52: Distribución conjunta de concentración de TRS - caudal normal de la Caldera de Recuperación, acercamiento Figura 2-53: Distribución conjunta de concentración de TRS - temperatura de la Caldera de Recuperación

175 Carga Figura 2-54: Distribución conjunta de concentración de TRS - temperatura de la Caldera de Recuperación, acercamiento Figura 2-55: Histograma de carga de TRS de la Caldera de Recuperación

176 Figura 2-56: Nivel de excedencia de carga de TRS de la Caldera de Recuperación Figura 2-57: Acercamiento a Nivel de excedencia de carga de TRS de la Caldera de Recuperación

177 Figura 2-58: Distribución conjunta de carga de TRS - concentración de TRS de la Caldera de Recuperación Figura 2-59: Distribución conjunta de carga de TRS - caudal real de la Caldera de Recuperación

178 Figura 2-60: Distribución conjunta de carga de TRS - caudal real de la Caldera de Recuperación, acercamiento Figura 2-61: Distribución conjunta de carga de TRS - temperatura de la Caldera de Recuperación

179 Figura 2-62: Distribución conjunta de carga de TRS - temperatura de la Caldera de Recuperación, acercamiento CO En la Tabla 2-7 se presenta un resumen de los parámetros estadísticos correspondientes a concentración y carga de CO durante la operación de la planta. Tabla 2-7: Tabla resumen para TRS en operación. PARÁMETRO CO ESTADÍSTICO CONCENTRACIÓN CARGA VALOR UNIDADES VALOR UNIDADES Media 279,95 mg/nm3 75,73 g/s Mediana 162,67 mg/nm3 43,76 g/s 1650,0 mg/nm3 462,1 g/s Máx, Q y T asociados 56,8 m3/s 490,1 m3/s 437,2 K 457,2 K Cuantil 0,05 0,00 mg/nm3 0,00 g/s Cuantil 0,95 981,87 mg/nm3 266,49 g/s Val, y Q más probables 12,5 mg/nm3 2,50 g/s 275,0 Nm3/s 5,0 m3/s Val, y T más probables 12,50 mg/nm3 2,50 g/s 452,5 K 452,5 K

180 Concentración Figura 2-63: Histograma de concentración de CO de la Caldera de Recuperación Figura 2-64: Nivel de excedencia de CO de la Caldera de Recuperación

181 Figura 2-65: Distribución conjunta de concentración de CO - caudal normal de la Caldera de Recuperación Figura 2-66: Distribución conjunta de concentración de CO - temperatura de la Caldera de Recuperación

182 Carga Figura 2-67: Histograma de carga de CO de la Caldera de Recuperación Figura 2-68: Nivel de excedencia de carga de CO de la Caldera de Recuperación

183 Figura 2-69: Distribución conjunta de carga de CO - concentración de CO de la Caldera de Recuperación Figura 2-70: Distribución conjunta de carga de CO - caudal real de la Caldera de Recuperación

184 Figura 2-71: Distribución conjunta de carga de CO - temperatura de la Caldera de Recuperación 2.2 CALDERA GOS Caudal La caldera GOS tiene un caudal real promedio de 3,45 m 3 /s, una mediana de 3,42 m 3 /s y el pico de la densidad de probabilidades empírica se da a los 3,38 m 3 /s. El 90% central de los valores de caudal se encuentra en el rango de 2,58 a 4,71 m 3 /s. La combinación más frecuente caudaltemperatura corresponde a 3,38 m 3 /s y 328,5 K (ver Figura 2-74). En al Tabla 2-8 se presenta un resumen de los estadísticos para el caudal de la caldera GOS en operación. Tabla 2-8: Tabla resumen para caudal de caldera GOS en operación PARÁMETRO ESTADÍSTICO VALOR UNIDADES Media 3,45 m3/s Mediana 3,42 m3/s 7,71 m3/s Q máx y T asociada 443,15 K Caudal real Cuantil 0,05 2,58 m3/s Cuantil 0,95 4,71 m3/s Q y T más probables 3,38 m3/s 328,50 K

185 Figura 2-72: Histograma de caudales de caldera GOS Figura 2-73: Nivel de excedencia de caudal de caldera GOS

186 Figura 2-74: Distribución conjunta de caudal - temperatura de caldera GOS Temperatura La caldera GOS tiene una temperatura de salida de gases promedio de 329 K, una mediana de 328 K y el pico de la densidad de probabilidades empírica se da a los 328 K. El 90% central de los valores de caudal se encuentra en el rango de 326 a 332 K. La combinación más frecuente caudal-temperatura corresponde a 3,43 m 3 /s y 330 K (ver Figura 2-77). En la Tabla 2-9 se presenta un resumen de los estadísticos para la temperatura de la caldera GOS en operación. Tabla 2-9: Tabla resumen para temperatura de caldera GOS en operación. PARÁMETRO ESTADÍSTICO VALOR UNIDADES Media 328,6 K Mediana 328,2 K Temperatura T máx y Q asociada 448,2 k 6,4 m3/s Cuantil 0,05 326,2 K Cuantil 0,95 332,2 K

187 Figura 2-75: Histograma de temperatura de caldera GOS Figura 2-76: Nivel de excedencia de temperatura de caldera GOS

188 2.2.3 NOx Figura 2-77: Distribución conjunta de temperatura - caudal de caldera GOS En la Tabla 2-10 se presenta un resumen de los parámetros estadísticos correspondientes a concentración y carga de NOx durante la operación de la planta. Tabla 2-10: Tabla resumen para NOx en operación. PARÁMETRO NOx ESTADÍSTICO CONCENTRACIÓN CARGA VALOR UNIDADES VALOR UNIDADES Media 1859,0 mg/nm3 5,4 g/s Mediana 1902,8 mg/nm3 5,5 g/s 3300,0 mg/nm3 13,0 g/s Máx, Q y T asociados 4,3 m3/s 4,8 m3/s 331,2 K 331,2 K Cuantil 0,05 767,5 mg/nm3 1,5 g/s Cuantil 0, ,1 mg/nm3 8,0 g/s Val, y Q más probables 2075,0 mg/nm3 5,9 g/s 2,9 Nm3/s 3,4 m3/s Val, y T más probables 2525,0 mg/nm3 4,6 g/s 328,5 K 328,5 K

189 Concentración Figura 2-78: Histograma de concentración de NOx de caldera GOS Figura 2-79: Nivel de excedencia de concentración de NOx de caldera GOS

190 Figura 2-80: Distribución conjunta de concentración de NOx - caudal de caldera GOS Figura 2-81: Distribución conjunta de concentración de NOx - temperatura de caldera GOS

191 Carga Figura 2-82: Histograma de carga de NOx de caldera GOS Figura 2-83: Nivel de excedencia de carga de NOx de caldera GOS

192 Figura 2-84: Distribución conjunta de carga de NOx - concentración de NOx de caldera GOS Figura 2-85: Distribución conjunta de carga de NOx - caudal real de caldera GOS

193 Figura 2-86: Distribución conjunta de carga de NOx - temperatura de caldera GOS SO2 En la Tabla 2-11 se presenta un resumen de los parámetros estadísticos correspondientes a concentración y carga de SO 2 durante la operación de la planta. Tabla 2-11: Tabla resumen para SO2 en operación. PARÁMETRO SO2 ESTADÍSTICO CONCENTRACIÓN CARGA VALOR UNIDADES VALOR UNIDADES Media 32,6 mg/nm3 0,1 g/s Mediana 22,2 mg/nm3 0,1 g/s 643,5 mg/nm3 2,6 g/s Máx, Q y T asociados 3,8 m3/s 5,4 m3/s 332,2 K 327,2 K Cuantil 0,05 10,5 mg/nm3 0,0 g/s Cuantil 0,95 62,8 mg/nm3 0,2 g/s Val, y Q más probables 25,0 mg/nm3 0,1 g/s 2,9 Nm3/s 3,6 m3/s Val, y T más probables 25,0 mg/nm3 0,1 g/s 328,5 K 328,5 K

194 Concentración Figura 2-87: Histograma de concentración de SO2 de caldera GOS Figura 2-88: Nivel de excedencia de concentración de SO2 de caldera GOS

195 Figura 2-89: Distribución conjunta de concentración de SO2 - caudal normal de caldera GOS Figura 2-90: Distribución conjunta de concentración de SO2 - temperatura de caldera GOS

196 Carga Figura 2-91: Histograma de carga de SO2 de caldera GOS Figura 2-92: Nivel de excedencia de carga de SO2 de caldera GOS

197 Figura 2-93: Distribución conjunta de carga de SO2 - concentración de SO2 de caldera GOS Figura 2-94: Distribución conjunta de carga de SO2 - caudal real de caldera GOS

198 Figura 2-95: Distribución conjunta de carga de SO2 - caudal real de caldera GOS, acercamiento Figura 2-96: Distribución conjunta de carga de SO2 - temperatura de caldera GOS

199 Figura 2-97: Distribución conjunta de carga de SO2 - temperatura de caldera GOS, acercamiento TRS En la Tabla 2-12 se presenta un resumen de los parámetros estadísticos correspondientes a concentración y carga de TRS durante la operación de la planta. Tabla 2-12: Tabla resumen para TRS en operación. PARÁMETRO TRS ESTADÍSTICO CONCENTRACIÓN CARGA VALOR UNIDADES VALOR UNIDADES Media 1,0 mg/nm3 0,00 g/s Mediana 0,5 mg/nm3 0,00 g/s 110,0 mg/nm3 0,4 g/s Máx, Q y T asociados 0,0 m3/s 4,3 m3/s 319,2 K 331,2 K Cuantil 0,05 0,0 mg/nm3 0,00 g/s Cuantil 0,95 1,6 mg/nm3 0,00 g/s Val, y Q más probables 1,3 mg/nm3 0,01 g/s 2,9 Nm3/s 3,4 m3/s Val, y T más probables 1,3 mg/nm3 0,01 g/s 329,5 K 329,5 K

200 Concentración Figura 2-98: Histograma de concentración de TRS de caldera GOS Figura 2-99: Nivel de excedencia de concentración de TRS de caldera GOS

201 Figura 2-100: Distribución conjunta de concentración de TRS - caudal normal de caldera GOS Figura 2-101: Distribución conjunta de concentración de TRS - temperatura de caldera GOS

202 Carga Figura 2-102: Histograma de carga de TRS de caldera GOS Figura 2-103: Nivel de excedencia de carga de TRS de caldera GOS

203 Figura 2-104: Distribución conjunta de carga de TRS - concentración de TRS de caldera GOS Figura 2-105: Distribución conjunta de carga de TRS - caudal real de caldera GOS

204 Figura 2-106: Distribución conjunta de carga de TRS - temperatura de caldera GOS 2.3 HORNO DE CAL Caudal El horno de cal tiene un caudal real promedio de 44,6 m 3 /s, una mediana de 47,9 m 3 /s y el pico de la densidad de probabilidades empírica se da a los 48,8 m 3 /s. El 90% central de los valores de caudal se encuentra en el rango de 11,3 a 52,4 m 3 /s. La combinación más frecuente caudaltemperatura corresponde a 48,8 m 3 /s y 542,5 K (ver Figura 2-109). En al Tabla 2-13 se presenta un resumen de los estadísticos para el caudal del horno de cal en operación. Tabla 2-13: Tabla resumen para caudal del horno de cal en operación PARÁMETRO ESTADÍSTICO VALOR UNIDADES Media 44,6 m3/s Mediana 47,9 m3/s 60,7 m3/s Q máx y T asociada 523,2 K Caudal real Cuantil 0,05 11,3 m3/s Cuantil 0,95 52,4 m3/s Q y T más probables 48,8 m3/s 542,5 K

205 Figura 2-107: Histograma de caudal real del horno de cal Figura 2-108: Nivel de excedencia de caudal real del horno de cal

206 Figura 2-109: Distribución conjunta caudal-temperatura para el horno de cal Temperatura El horno de cal tiene una temperatura de salida de gases promedio de 533 K, una mediana de 541 K y el pico de la densidad de probabilidades empírica se da a los 545 K. El 90% central de los valores de caudal se encuentra en el rango de 485 a 581 K. La combinación más frecuente caudal-temperatura corresponde a 49 m 3 /s y 540 K (ver Figura 2-112). En al Tabla 2-14 se presenta un resumen de los estadísticos para el caudal del horno de cal en operación. Tabla 2-14: Tabla resumen para temperatura del horno de cal en operación PARÁMETRO ESTADÍSTICO VALOR UNIDADES Media 533,6 K Mediana 541,2 K Temperatura T máx y Q asociada 618,2 k 32,7 m3/s Cuantil 0,05 485,2 K Cuantil 0,95 581,2 K

207 Figura 2-110: Histograma de temperaturas del horno de cal Figura 2-111: Nivel de excedencia de temperatura del horno de cal

208 2.3.3 NOx Figura 2-112: Distribución conjunta temperatura-caudal para el horno de cal En la Tabla 2-15 se presenta un resumen de los parámetros estadísticos correspondientes a concentración y carga de NOx durante la operación de la planta. Tabla 2-15: Tabla resumen para NOx en operación. PARÁMETRO NOx ESTADÍSTICO CONCENTRACIÓN CARGA VALOR UNIDADES VALOR UNIDADES Media 155,5 mg/nm3 3,5 g/s Mediana 154,5 mg/nm3 3,7 g/s 550,0 mg/nm3 13,7 g/s Máx, Q y T asociados 51,6 m3/s 52,9 m3/s 572,2 K 579,2 K Cuantil 0,05 104,3 mg/nm3 1,9 g/s Cuantil 0,95 206,7 mg/nm3 4,5 g/s Val, y Q más probables 155,0 mg/nm3 0,1 g/s 24,8 Nm3/s 0,3 m3/s Val, y T más probables 155,0 mg/nm3 3,6 g/s 542,5 K 537,5 K

209 Concentración Figura 2-113: Histograma de concentración de NOx de horno de cal Figura 2-114: Nivel de excedencia de concentración de NOx de horno de cal

210 Figura 2-115: Distribución conjunta de concentración de NOx - caudal normal de horno de cal Figura 2-116: Distribución conjunta de concentración de NOx - temperatura de horno de cal

211 Carga Figura 2-117: Histograma de carga de NOx de horno de cal Figura 2-118: Nivel de excedencia de NOx de horno de cal

212 Figura 2-119: Distribución conjunta de carga de NOx - concentración de NOx de horno de cal Figura 2-120: Distribución conjunta de carga de NOx - caudal real de horno de cal

213 2.3.4 MP Figura 2-121: Distribución conjunta de carga de NOx - temperatura de horno de cal En la Tabla 2-16 se presenta un resumen de los parámetros estadísticos correspondientes a concentración y carga de MP durante la operación de la planta. Tabla 2-16: Tabla resumen para MP en operación. PARÁMETRO MP ESTADÍSTICO CONCENTRACIÓN CARGA VALOR UNIDADES VALOR UNIDADES Media 9,6 mg/nm3 0,2 g/s Mediana 6,5 mg/nm3 0,2 g/s 1000,0 mg/nm3 25,6 g/s Máx, Q y T asociados 52,1 m3/s 52,9 m3/s 561,2 K 564,2 K Cuantil 0,05 4,6 mg/nm3 0,1 g/s Cuantil 0,95 23,1 mg/nm3 0,6 g/s Val, y Q más probables 5,0 mg/nm3 0,1 g/s 24,8 Nm3/s 48,8 m3/s Val, y T más probables 5,0 mg/nm3 0,1 g/s 537,5 K 537,5 K

214 Concentración Figura 2-122: Histograma de concentración de MP de horno de cal Figura 2-123: Nivel de excedencia de concentración de MP de horno de cal

215 Figura 2-124: Distribución conjunta de concentración de MP - caudal normal de horno de cal Figura 2-125: Distribución conjunta de concentración de MP - caudal normal de horno de cal, acercamiento

216 Figura 2-126: Distribución conjunta de concentración de MP - temperatura de horno de cal Figura 2-127: Distribución conjunta de concentración de MP - temperatura de horno de cal, acercamiento

217 Carga Figura 2-128: Histograma de carga de MP de horno de cal Figura 2-129: Nivel de excedencia de carga de MP de horno de cal

218 Figura 2-130: Distribución conjunta de carga de MP - concentración de MP de horno de cal Figura 2-131: Distribución conjunta de carga de MP - caudal real de horno de cal

219 Figura 2-132: Distribución conjunta de carga de MP - caudal real de horno de cal, acercamiento Figura 2-133: Distribución conjunta de carga de MP - temperatura de horno de cal

220 Figura 2-134: Distribución conjunta de carga de MP - temperatura de horno de cal, acercamiento SO2 En la Tabla 2-17 se presenta un resumen de los parámetros estadísticos correspondientes a concentración y carga de SO 2 durante la operación de la planta. Tabla 2-17: Tabla resumen para SO2 en operación. PARÁMETRO SO2 ESTADÍSTICO CONCENTRACIÓN CARGA VALOR UNIDADES VALOR UNIDADES Media 2,4 mg/nm3 0,04 g/s Mediana 0,3 mg/nm3 0,01 g/s 305,7 mg/nm3 7,6 g/s Máx, Q y T asociados 51,3 m3/s 51,3 m3/s 562,2 K 562,2 K Cuantil 0,05 0,0 mg/nm3 0,00 g/s Cuantil 0,95 7,2 mg/nm3 0,16 g/s Val, y Q más probables 0,5 mg/nm3 0,03 g/s 24,8 Nm3/s 48,8 m3/s Val, y T más probables 0,5 mg/nm3 0,03 g/s 537,5 K 542,5 K

221 Concentración Figura 2-135: Histograma de concentración de SO2 de horno de cal Figura 2-136: Nivel de excedencia de concentración de SO2 de horno de cal

222 Figura 2-137: Distribución conjunta de concentración de SO2 - caudal normal de horno de cal Figura 2-138: Distribución conjunta de concentración de SO2 - caudal normal de horno de cal, acercamiento

223 Figura 2-139: Distribución conjunta de concentración de SO2 - temperatura de horno de cal Figura 2-140: Distribución conjunta de concentración de SO2 - temperatura de horno de cal, acercamiento

224 Carga Figura 2-141: Histograma de carga de SO2 de horno de cal Figura 2-142: Nivel de excedencia de carga de SO2 de horno de cal

225 Figura 2-143: Distribución conjunta de carga de SO2 - concentración de SO2 de horno de cal Figura 2-144: Distribución conjunta de carga de SO2 - caudal real de horno de cal

226 Figura 2-145: Distribución conjunta de carga de SO2 - caudal real de horno de cal, acercamiento Figura 2-146: Distribución conjunta de carga de SO2 - temperatura de horno de cal

227 Figura 2-147: Distribución conjunta de carga de SO2 - temperatura de horno de cal, acercamiento TRS En la Tabla 2-18 se presenta un resumen de los parámetros estadísticos correspondientes a concentración y carga de TRS durante la operación de la planta. Tabla 2-18: Tabla resumen para TRS en operación. PARÁMETRO TRS ESTADÍSTICO CONCENTRACIÓN CARGA VALOR UNIDADES VALOR UNIDADES Media 8,1 mg/nm3 0,19 g/s Mediana 6,8 mg/nm3 0,16 g/s 100,0 mg/nm3 2,6 g/s Máx, Q y T asociados 52,0 m3/s 51,6 m3/s 557,2 K 545,2 K Cuantil 0,05 1,6 mg/nm3 0,01 g/s Cuantil 0,95 17,8 mg/nm3 0,43 g/s Val, y Q más probables 5,0 mg/nm3 0,03 g/s 24,8 Nm3/s 0,3 m3/s Val, y T más probables 5,0 mg/nm3 0,13 g/s 547,5 K 547,5 K

228 Concentración Figura 2-148: Histograma de concentración de TRS de horno de cal Figura 2-149: Nivel de permanencua de concentración de TRs de horno de cal

229 Figura 2-150: Distribución conjunta de concentración de TRS - caudal normal de horno de cal Figura 2-151: Distribución conjunta de concentración de TRS - temperatura de horno de cal

230 Carga Figura 2-152: Histograma de carga de TRS de horno de cal Figura 2-153: Nivel de excedencia de carga de TRS de horno de cal

231 Figura 2-154: Distribución conjunta de carga de TRS - concentración de TRS de horno de cal Figura 2-155: Distribución conjunta de carga de TRS - caudal real de horno de cal

232 Figura 2-156: Distribución conjunta de carga de TRS - temperatura de horno de cal

233 3. ANÁLISIS DE DATOS DE EMISIÓN ASOCIADOS A PARADAS DE MANTENIMIENTO 3.1 OBSERVACIONES CUALITATIVAS E IDENTIFICACIÓN DE CAUSAS DE SALIDA DE RÉGIMEN Se realiza en primera instancia un análisis cualitativo del comportamiento de las cargas de emisión respecto a las paradas programadas, del cual se pueden hacer las siguientes observaciones generales: Emisión de NO x alrededor de paradas: o Caldera de recuperación: en ninguno de los casos se observan picos pre o post parada, sino que se observa una disminución gradual de la carga de emisión de NO x en la chimenea de la caldera de recuperación, lo cual es consistente con la parada y arranque de la misma, y la respectiva bajada y subida de temperatura. o Caldera GOS: se observan picos o aumento del valor promedio de carga después de los eventos de parada, los cuales en el peor de los casos, duplican el valor de carga correspondiente al cuantil 0,95 del año 2017, de 8,0 g/s, estando muy acotados en el tiempo. Se entiende que no corresponden a una salida de régimen. o Horno de cal: se observan algunos picos antes y después del evento de parada, pero que no necesariamente se asocian a este, ya que se tienen picos del mismo orden de magnitud y duración en el tiempo durante el funcionamiento normal del horno. Se entiende que no corresponden a una salida de régimen. Emisión de MP alrededor de paradas: o Caldera de recuperación: se registran algunos máximos locales cíclicos correspondientes al martilleo automático de los precipitadores electrostáticos. En el año 2014 en particular se registró un evento sostenido durante 20 días de aumento de la carga de emisión con picos de orden de 100 g/s, asociado al taponamiento de las placas de distribución de uno de los precipitadores electrostáticos, lo cual a su vez contribuyó a la disminución en la eficiencia de los demás precipitadores y a una operación inestable de la caldera de recuperación, todo lo cual fue solucionado durante la parada de mantenimiento subsiguiente. Se entiende este evento como una salida de régimen. o Horno de cal: se registran algunos máximos locales que no se pueden asociar necesariamente a las paradas de mantenimiento, sino que corresponden a la operativa normal del horno. En el peor de los casos los picos puntuales rondan los 10 g/s de carga de emisión (año 2016). El valor de estos picos se encuentra por debajo de las emisiones en régimen de la caldera de recuperación. Se consideran como parte de la operación normal del horno de cal, entendiendo que no corresponden a salidas de régimen. Emisión de SO 2 alrededor de paradas: o Caldera de recuperación: en el arranque se registran picos acentuados de emisión de SO 2 asociados a la quema de fuel oil en la caldera para llevarla a situación de régimen y pasar a la quema de licor negro. Más allá de que esta sea una acción operativa prevista, se entiende como una salida de régimen,

234 o o observándose el pico más acentuado y sostenido en el tiempo posteriormente a la parada de mantenimiento de 2018, con un valor de emisión pico del orden de los 120 g/s. Caldera GOS: los picos de emisión de esta caldera alrededor de la parada de mantenimiento son 40 veces menores en términos de carga que los de la caldera de recuperación, con un pico máximo de 3 g/s aproximadamente. Se observan picos de tamaño similar previo a las paradas, por lo cual no se consideran como una salida de régimen. Horno de cal: se puede hacer la misma observación que para la caldera GOS, en este caso con picos máximos puntuales del orden de 7 g/s, por lo cual no se consideran como una salida de régimen. Emisión de TRS alrededor de paradas: o o o Caldera de recuperación: generalmente la emisión tiene el mismo comportamiento antes y después de la parada. Particularmente, en el año 2014 se observa un período de 20 días aproximadamente con valores mayores y picos de hasta 28 g/s, el cual se asocia a la falla de los precipitadores electrostáticos y operación inestable de la caldera de recuperación. Se considera este evento en particular como una salida de régimen. Caldera GOS: presenta valores de emisión pico del orden de 0,5 g/s, mucho menores a los picos de la caldera de recuperación y del orden de los del horno de cal. Los picos se suelen presentar en el entorno temporal cercano a la parada, siendo muy acentuados respecto al valor base de emisión de esta fuente, pero mínimos en términos absolutos y comparados con la caldera de recuperación. No se consideran como salidas de régimen. Horno de cal: se pueden hacer las mismas observaciones que para la caldera GOS, puntualizando que previo a la parada del año 2018 se observó un valor base mayor al usual, con picos puntuales de hasta 2,8 g/s, mucho menores que los de la caldera de recuperación, pero que pueden ser considerados como una salida de régimen. Emisión de CO alrededor de paradas: o Caldera de recuperación: en el entorno de las paradas de mantenimiento se observa una disminución en la emisión de CO por debajo del valor de régimen, no identificándose ningún pico por encima de valores usuales. Para este parámetro no se identifican salidas de régimen.

235 3.2 CALDERA DE RECUPERACIÓN En base a las observaciones realizadas en la sección anterior se entiende que la caldera de recuperación es la fuente más relevante en términos de cargas de contaminantes en emisión en los eventos de salida de régimen. De las observaciones anteriores también se puede recoger que los parámetros que presentan valores mayores de emisión o picos asociados a salidas de régimen son el SO 2 posterior a la parada de 2018, y los TRS y el MP previo a la parada de A continuación se analizan los eventos considerados para cada parámetro SO2 Al momento del arranque de la caldera de recuperación se registran picos de emisión de SO 2 asociados a la quema de fueloil. De modo de caracterizar esta salida de régimen se considera el escenario asociado a la parada de mantenimiento del año 2018 que es la que presenta los mayores valores de emisión en términos de carga de este contaminante, según se observara en la sección anterior. Se presenta a continuación la serie temporal asociada a este evento, el cual tiene una duración aproximada de 40 horas a partir del arranque de la caldera de recuperación (ver Figura 3-1). En este se muestra el andamiento de los datos registrados cada 10 minutos, así como la media móvil centrada con ventana de 1 hora y de 24 horas. Las cargas máximas de emisión son las siguientes: 115,8 g/s para los registros cada 10 minutos, con una temperatura y caudal real asociados de 441 K y 234,6 m 3 /s respectivamente. 114,0 g/s para los datos promediados con ventana móvil de 1 hora. 100,0 g/s para los datos promediados con ventana móvil de 24 horas. Figura 3-1: Serie temporal de salida de régimen en emisión de SO 2 desde caldera de recuperación, 2018.

236 Figura 3-2: Serie temporal de caudal de salida de régimen en emisión de SO 2 desde caldera de recuperación, Figura 3-3: Serie temporal de temperatura de salida de régimen en emisión de SO2 desde caldera de recuperación, 2018.

237 3.2.2 TRS La salida de régimen en emisión de TRS previo a la parada de mantenimiento de 2014 se asocia al mal funcionamiento de uno de los precipitadores electrostáticos, que a su vez causó una operación inestable de la caldera de recuperación, elevando así los niveles de emisión de este contaminante. Se presenta a continuación la serie temporal asociada a este evento, el cual tiene una duración de aproximadamente 6 días (ver Figura 3-4). Las cargas máximas de emisión fueron las siguientes: 26,92 g/s para los datos registrados cada 10 minutos, con un caudal asociado de435,4 m3/s y una temperatura de 453 K. 16,25 g/s para los datos promediados con una ventana móvil de 1 hora. Según se puede ver en los gráficos de la Figura 3-5 y la Figura 3-6, el caudal y la temperatura se mantuvieron estables durante el evento, verificándose que los picos de emisión se asocian a un aumento de concentración. Figura 3-4: Serie temporal de salida de régimen en emisión de TRS desde caldera de recuperación, 2014.

238 Figura 3-5: Serie temporal de caudal de salida de régimen en emisión de TRS desde caldera de recuperación, Figura 3-6: Serie temporal de temperatura de salida de régimen en emisión de TRS desde caldera de recuperación, 2014.

239 3.2.3 MP Según se mencionara en la sección anterior, la salida de régimen en la emisión de material particulado previo a la parada de 2014 se debió al taponamiento de las placas de distribución de uno de los precipitadores electrostáticos, lo cual a su vez disminuyó la eficiencia de remoción de los restantes. A continuación se presenta la serie temporal asociada a este evento, el cual tiene una duración de casi 20 días (ver Figura 3-7). Las cargas máximas de emisión para este evento fueron las siguientes: Para los datos registrados cada 10 minutos, se tuvo un máximo de emisión de 107,36 g/s, asociado a un caudal real de 390,97 m 3 /s y una temperatura de 447 K. Para los datos promediados con una ventana móvil centrada de 24 horas, el valor máximo corresponde a 68,23 g/s. Según se puede ver en los gráficos de la Figura 3-8 y la Figura 3-9, el caudal y la temperatura se mantuvieron estables durante el evento, verificándose que este se asocia a un aumento de concentración, según se puede ver en el gráfico de dispersión de la Figura Figura 3-7: Serie temporal de salida de régimen en emisión de MP desde caldera de recuperación, 2014.

240 Figura 3-8: Serie temporal de caudal de salida de régimen en emisión de MP desde caldera de recuperación, Figura 3-9: Serie temporal de temperatura de salida de régimen en emisión de MP desde caldera de recuperación, 2014.

241 Figura 3-10: Gráfico de dispersión carga-concentración de salida de régimen en emisión de MP desde caldera de recuperación, 2014 (las isolíneas indican número de ocurrencias). 3.3 CALDERA GOS En esta sección se analizan los datos de salida de régimen para la caldera GOS asociados a los períodos considerados para las salidas de régimen de la caldera de recuperación, de modo de comparar las magnitudes de las dos fuentes SO2 Según se puede ver en la Figura 3-11, el valor máximo del período considerado posterior a la parada de mantenimiento de 2018 es de 2,79 g/s de SO 2 para los datos cada 10 minutos, con un caudal asociado de 5,5 m 3 /s y una temperatura de 336 K; de 2,08 g/s para los valores promediados con una ventana móvil centrada de 1 hora y de 1,28 g/s para los promediados con una ventana móvil de 24 horas. Este valor es dos órdenes de magnitud menores al valor de emisión de la caldera de recuperación para el mismo período.

242 Figura 3-11: Serie temporal de salida de régimen en emisión de SO 2 desde caldera GOS, Figura 3-12: Serie temporal de caudal de salida de régimen en emisión de SO 2 desde caldera GOS, 2018.

243 Figura 3-13: Serie temporal de temperatura de salida de régimen en emisión de SO 2 desde caldera GOS, TRS Según se puede ver en la Figura 3-14, el valor máximo del período considerado previo a la parada de mantenimiento de 2014 es del orden de los 0,18 g/s de TRS, con un caudal asociado de 2,2 m 3 /s y una temperatura de 323 K. Este valor es dos órdenes de magnitud menor al valor de emisión de la caldera de recuperación para el mismo período. Se asocia a caudales y temperaturas relativamente bajos para la caldera GOS, según se puede ver en la Figura 3-15 y Figura 3-16.

244 Figura 3-14: Serie temporal de salida de régimen en emisión de TRS desde caldera GOS, Figura 3-15: Serie temporal de caudal de salida de régimen en emisión de TRS desde caldera GOS, 2014.

245 Figura 3-16: Serie temporal de temperatura de salida de régimen en emisión de TRS desde caldera GOS, HORNO DE CAL En esta sección se analizan los datos de salida de régimen para el horno de cal asociados a los períodos considerados para las salidas de régimen de la caldera de recuperación, de modo de comparar las magnitudes de las dos fuentes SO2 Según se puede ver en la Figura 3-17, el valor máximo del período considerado, posterior a la parada de mantenimiento de 2018 es del orden de los 7,7 g/s de SO 2 para los datos cada 10 minutos, con un caudal asociado de 28,7 m 3 /s y una temperatura de 581 K; del orden de 3,4 g/s para los valores promediados con una ventana móvil centrada de 1 hora y de 0,3 g/s para los promediados con una ventana móvil de 24 horas. Estos valores son dos órdenes de magnitud menores al valor de emisión de la caldera de recuperación para el mismo período.

246 Figura 3-17: Serie temporal de salida de régimen en emisión de SO2 desde horno de cal, Figura 3-18: Serie temporal de caudal de salida de régimen en emisión de SO2 desde horno de cal, 2018.

247 Figura 3-19: Serie temporal de temperatura de salida de régimen en emisión de SO2 desde horno de cal, TRS Según se puede ver en la Figura 3-20, el valor máximo del período considerado previo a la parada de mantenimiento de 2014 es del orden de los 0,32 g/s de TRS, asociado a un caudal de 40,8 m 3 /s y una temperatura de 484 K. Este valor es dos órdenes de magnitud menor al valor de emisión de la caldera de recuperación para el mismo período. Se asocia a caudales y temperaturas relativamente estables para el horno de cal, según se puede ver en la Figura 3-21 y Figura 3-22.

248 Figura 3-20: Serie temporal de salida de régimen en emisión de TRS desde horno de cal, Figura 3-21: Serie temporal de caudal de salida de régimen en emisión de TRS desde horno de cal, 2014.

249 Figura 3-22: Serie temporal de temperatura de salida de régimen en emisión de TRS desde horno de cal, MP Según se puede ver en la Figura 3-23, el valor máximo del período considerado previo a la parada de mantenimiento de 2014 es del orden de los 4,65 g/s de MP para los datos registrados cada 10 minutos, asociado a un caudal de 46,6 m 3 /s y una temperatura de 542 K; y de 0,76 g/s de MP para los valores promediados con una ventana móvil centrada de 24 horas. Estos valores son dos órdenes de magnitud menores a los valores de emisión de la caldera de recuperación para el mismo período. Se asocian a caudales y temperaturas relativamente estables, según se puede ver en la Figura 3-24 y Figura 3-25.

250 Figura 3-23: Serie temporal de salida de régimen en emisión de MP desde horno de cal, Figura 3-24: Serie temporal de caudal de salida de régimen en emisión de MP desde horno de cal, 2014.

251 Figura 3-25: Serie temporal de temperatura de salida de régimen en emisión de MP desde horno de cal, 2014.

252

253 UPM Pulp Mill Water Quality and Effluent Impact Assessment for a Proposed Pulp Mill along the Río Negro at Paso de los Toros Part E, Water Quality Model Report prepared for: Blanvira S.A. Avenida Italia 7519, Piso 2 Montevideo, Uruguay Report prepared by: EcoMetrix Incorporated 6800 Campobello Road Mississauga, Ontario L5N 2L8 Ref August 2018

254 UPM Pulp Mill Water Quality and Effluent Impact Assessment for a Proposed Pulp Mill along the Río Negro at Paso de los Toros Part E, Water Quality Model Bruce T. Rodgers, M.Sc., P.Eng. Copyright 2018

255 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model Table of Contents TABLE OF CONTENTS Page 1.0 INTRODUCTION WATER QUALITY MODEL Algal Growth Model Algal Growth Algal Respiration, Excretion, Mortality and Settling Detritus and Dissolved Organic Matter Phosphorus Cycle Nitrogen Cycle Dissolved Oxygen Summary of Parameter Values CHEMICAL BALANCE MODEL CONFIGURATION Numeric Grid Morphometry Water Balance Source Inputs Water Temperature MODEL CALIBRATION Chlorophyll α Nitrate Ammonium Total Nitrogen Phosphate Total Phosphorus Biochemical Oxygen Demand Dissolved Oxygen SENSITIVITY ANALYSIS Approach Sensitivity Analysis for Algal Growth Sensitivity Analysis for Dissolved Oxygen VISIBLE SURFACE ALGAL BLOOMS REFERENCES Ref August 2018 i

256 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model Table of Contents LIST OF TABLES Table 2-1: Rate Coefficients at 20 C Table 2-2: Light Coefficients Table 2-3: Temperature Rate Coefficient Table 2-4: Other Coefficients Table 2-5: Stoichiometry Table 4-1: Grid Characteristics Table 4-2: Distribution of Inflows to Baygorria Reservoir Table 4-3: Source Inputs from Paso de los Toros Table 6-1: Parameter List for Sensitivity Analysis Table 6-2: Summary of Sensitivity Analysis for Algal Growth Ref August 2018 ii

257 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model Table of Contents LIST OF FIGURES Figure 1-1: Site Location Figure 1-2: Site Map Showing Approximate Location of the Proposed Mill Figure 2-1: Phytoplankton Figure 2-2: Comparison of Chlorophyll α to Ambient Water Temperature Figure 2-3: Light Extinction Coefficient Figure 2-4: Comparison of Light Extinction Coefficient with Environmental Parameters. 2.4 Figure 2-5: Monthly Average Solar Radiant Energy and Daylight Hours Figure 2-6: Monthly Average Depth Averaged Light Attenuation Figure 2-7: Relationship between Chlorophyll α and Organic Nitrogen and Phosphorus 2.7 Figure 2-8: Comparison of Organic and Inorganic Nitrogen and Phosphorus Figure 2-9: Detritus and Dissolved Organic Matter Figure 2-10: Phosphorus Cycle Figure 2-11: Nitrogen Cycle Figure 2-12: Dissolved Oxygen Figure 4-1: Model Grid Figure 4-2: Watersheds Figure 4-3: Volume and Surface Area of Baygorria Reservoir Figure 4-4: Bathymetric Profiles in Upper Reaches of Baygorria Reservoir Figure 4-5: Components of Water Balance for Baygorria Reservoir Figure 4-6: Assumed Concentration of Total Phosphorus in Inflows to the Río Negro Figure 4-7: Assumed Concentration of Phosphate in Inflows to the Río Negro Figure 4-8: Assumed Concentration of Total Nitrogen in Inflows to the Río Negro Figure 4-9: Assumed Concentration of Nitrate in Inflows to the Río Negro Figure 4-10: Assumed Concentration of Ammonia in Inflows to the Río Negro Figure 4-11: Assumed Water Temperatures Figure 5-1: Model Calibration Chlorophyll α Figure 5-2: Satellite Image of Visible Algal Blooms, 31st January Figure 5-3: Model Calibration Chlorophyll α Frequency of Exceedance Figure 5-4: Model Calibration Net Growth/Mortality Rate Figure 5-5: Model Calibration Nitrate Figure 5-6: Model Calibration Ammonium Figure 5-7: Model Calibration Total Nitrogen Figure 5-8: Model Calibration Phosphate Figure 5-9: Model Calibration Total Phosphorus Figure 5-10: Model Calibration Biochemical Oxygen Demand Figure 5-11: Model Calibration Dissolved Oxygen Figure 5-12: Model Calibration Dissolved Oxygen Saturation Figure 6-1: Model Sensitivity Algal Growth Rate Figure 6-2: Model Sensitivity Algal Respiration Rate Figure 6-3: Model Sensitivity Algal Excretion Rate Figure 6-4: Model Sensitivity Algal Mortality Rate Figure 6-5: Model Sensitivity Detritus Decay Rate Figure 6-6: Model Sensitivity DOM Decay Rate Figure 6-7: Model Sensitivity Nitrification Rate Figure 6-8: Model Sensitivity Temperature Rate Coefficient Figure 6-9: Model Sensitivity Light Extinction Coefficient Ref August 2018 iii

258 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model Table of Contents Figure 6-10: Model Sensitivity Saturating Light Intensity Figure 6-11: Model Sensitivity Half Saturation Constant for Phytoplankton Figure 6-12: Model Sensitivity Half Saturation Constant for Nitrification Figure 6-13: Model Sensitivity Nitrogen to Chlorophyll α Ratio Figure 6-14: Model Sensitivity Phosphorus to Chlorophyll α Ratio Figure 6-15: Model Sensitivity Total Nitrogen Concentration of Ambient Inflows Figure 6-16: Model Sensitivity Total Phosphorus Concentration of Ambient Inflows Figure 6-15: Model Sensitivity Dissolved Oxygen Figure 7-1: Photograph of an Algal Bloom along the Río Negro, Figure 7-2: Measured and Predicted Chlorophyll α, Palmar Reservoir, Summer Figure 7-3: Comparison of Visible Blooms Reported in Media to Predicted Chlorophyll. 7.2 Figure 7-4: Satellite Image of Visible Algal Blooms, 27th February Figure 7-5: Measured and Predicted Chlorophyll α, Baygorria Reservoir, Summer Figure 7-6: Satellite Image of Visible Algal Blooms, 31st January Figure 7-7: Measured and Predicted Chlorophyll α, Baygorria Reservoir, Summer Figure 7-8: Satellite Image of Visible Algal Blooms, 25th February Figure 7-9: Measured and Predicted Chlorophyll α, Bonete Reservoir, Summer Figure 7-10: Comparison of Visible Blooms from Satellite Images to Predicted Chlorophyll Ref August 2018 iv

259 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION INTRODUCTION 1.0 INTRODUCTION UPM is considering alternatives for long-term development in Uruguay. This involves the construction of a state-of-the-art pulp mill near Paso de los Toros, Uruguay, as shown in Figure 1-1 and Figure 1-2. The mill is expected to start up in year 2021 and will have a production capacity of 2,100,000 air dry tonnes per year (ADt/yr). UPM set a design criteria for the project to include compliance with current Uruguayan legislation, as well as compliance with international standards and recommendations for modern mills as stated in the EU Best Available Techniques (BAT). The project requires an environmental authorization (Autorización Ambiental Previa, or AAP). To obtain the AAP, the project has to be communicated to the Ministerio de Vivienda, Ordenamiento Territorial y Medio Ambiente (MVOTMA) through a Project Communication; Environmental Location Viability (VAL) has to be obtained; and after Project Classification by MVOTMA, an Environmental Impact Study (EIS) has to be submitted. This report provides the water quality and effluent effects assessment to support the EIS. It is presented in six parts as follows: Part A, Water Balance presents the water balance for the river based on measured flows and water elevations, and assesses the viability of low flow augmentation. Part B, Water Quality presents the available water quality data obtained by UTE and provides an interpretation of the data. Part C, Aquatic Biota presents the available data to characterize the aquatic biota within the Río Negro, and reviews available satellite images to detect algal blooms. Part D, Hydrodynamic Model presents the theoretical basis and results for the hydrodynamic model used to assess the transport and dispersion processes for Baygorria Reservoir. Part E, Water Quality Model presents the theoretical basis for the water quality model used to assess the factors that influence water quality within the Río Negro. Part F, Effects Assessment presents the assessment of potential effects of the proposed mill effluent discharge on water quality within the Río Negro. The following sections pertain to Part E, Water Quality Model. Ref August

260 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION INTRODUCTION Figure 1-1: Site Location Figure 1-2: Site Map Showing Approximate Location of the Proposed Mill Ref August

261 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 2.0 WATER QUALITY MODEL 2.0 WATER QUALITY MODEL The following sections provide the theoretical basis for the water quality model. This includes a discussion of the algal growth model, nutrient cycles, dissolved oxygen, and conventional parameters. 2.1 Algal Growth Model The principles of the water quality model are described in the following sections. They are based on the US Army Corps of Engineers, CE-QUAL-W2 model (1986) and US Environmental Protection Agency, WASP7 model (2008). Figure 2-1 represents the algal growth model. The growth rate of a population of phytoplankton in a natural environment is a complicated function of the species of phytoplankton present. It involves differing reactions to solar radiation, temperature, and the balance between nutrient availability and phytoplankton requirements. The model represents all phytoplankton assemblages with a single compartment. This aggregation simplifies the algal kinetics and provides an appropriate level of resolution given the information on hand, but limits the ability to predict the timing of a bloom for a specific species. Figure 2-1: Phytoplankton Ref August

262 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 2.0 WATER QUALITY MODEL Equation 2-1 represents the mathematical relationship for this complex function. Here, the change in population density over time is represented by a balance between algal growth and losses due to respiration, mortality and settling. Equation 2-1 Where: C P = concentration of phytoplankton (μg/l) R G = algal growth rate (day -1 ) R R = respiration rate (day -1 ) R E = excretion rate (day -1 ) R M = algal mortality rate (day -1 ) R S = settling rate (day -1 ) t = time (day) Algal Growth The algal growth rate is computed by modifying a maximum growth rate by environmental factors due to temperature, light and the availability of nutrients, as per Equation 2-2. Equation 2-2 Where: R G = algal growth rate (day -1 ) G max = maximum algal growth rate at 20⁰C (day -1 ) X T = temperature growth multiplier (dimensionless) X L = light growth multiplier (dimensionless) X N = nutrient growth multiplier (dimensionless) The maximum algal growth rate can vary broadly from 0.5 to 4.0 day -1 at 20⁰C depending on the species (EPA, 2004). A value of 0.91 day -1 at 20⁰C has been used for this assessment based on model calibration, as further described in Section 5.0. Temperature Temperature influences the rate of algal growth as shown in Figure 2-2. The concentration of chlorophyll α tends to be relatively low when the water temperature is below 20 C and high when the water temperature is near 25 C. Ref August

263 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 2.0 WATER QUALITY MODEL Figure 2-2: Comparison of Chlorophyll α to Ambient Water Temperature Equation 2-3 represents the relationship between algal growth and temperature, where the coefficient, θ G, has an assumed value of following Thomann (1987). Equation 2-3 Where: X T = temperature growth multiplier (dimensionless) θ G = temperature rate coefficient for algal growth (dimensionless) T = temperature (⁰C) Light Light availability limits algal growth. Equation 2-4 provides a basis for computing the light attenuation based on the incident light and the integration of light attenuation over the depth of water. Equation 2-4 Where: X L = light growth multiplier (dimensionless) K e = light extinction coefficient (m -1 ) I o = incident light intensity just below the surface (langleys/day) I s = saturating light intensity of phytoplankton (langleys/day) d = average water depth (m) The light extinction coefficient has been measured in the Río Negro, as shown in Figure 2-3 and Figure 2-4. Values within the Baygorria Reservoir typically ranged from 2.3 to 3.3 m -1 (for the 25 th and 75 th percentiles) with a median of 2.7 m -1. Light extinction tended to be higher during the winter and lower during the summer, and related to inorganic solids rather than organic solids. Ref August

264 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 2.0 WATER QUALITY MODEL Figure 2-3: Light Extinction Coefficient Figure 2-4: Comparison of Light Extinction Coefficient with Environmental Parameters Figure 2-5 presents the monthly average solar radiation and the hours of daylight for the Paso de los Toros area. Incident light intensity typically ranges from approximately 200 langleys/day during winter to 600 langleys/day during the summer. The saturating light intensity of phytoplankton ranges from approximately 100 to 400 langleys/day with an assumed value of 300 langleys/day (Thomann, et al., 1987). Figure 2-6 presents the resulting light attenuation, taking into account the monthly variability in incident light and attenuation with depth. Light attenuation ranges from approximately 8% during the winter to 14% during the summer. Ref August

265 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 2.0 WATER QUALITY MODEL Figure 2-5: Monthly Average Solar Radiant Energy and Daylight Hours Figure 2-6: Monthly Average Depth Averaged Light Attenuation Nutrients The availability of nutrients also limit the growth of phytoplankton. Equation 2-5 represents this relationship. It states that the algal growth rate is limited by either inorganic nitrogen or inorganic phosphorus, whichever is less available relative to the stoichiometric requirements for cell growth. Equation 2-5 Where: X N = nutrient growth multiplier (dimensionless) C IN = concentration of inorganic nitrogen (μg/l) C IP = concentration of inorganic phosphorus (μg/l) K IN = half saturation constant for nitrogen (μg/l) K IP = half saturation constant for phosphorus (μg/l) To explain this concept, consider Figure 2-7. The figure shows the relationship between organic nitrogen and chlorophyll α, and the relationship between organic phosphorus and chlorophyll α. These relationships are based on measured data for the Río Negro over the period 2000 to 2015, as presented in Part B, Water Quality, of this report. The linear Ref August

266 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 2.0 WATER QUALITY MODEL regression through the observed data is shown by the red line and represented by Equation 2-6 and Equation 2-7. Equation 2-6 Equation 2-7 Where: C chl = concentration of chlorophyll α (μg/l) C ON = concentration of organic nitrogen (μg/l) C OP = concentration of organic phosphorus (μg/l) These data indicate that approximately 360 μg/l (ranging from 0 to 720 μg/l) of organic nitrogen and approximately 22 μg/l (ranging from 0 to 125 μg/l) of organic phosphorus are not associated with chlorophyll α (i.e., the concentration of chlorophyll α is near zero) and would be associated with detritus and dissolved organic matter. More importantly, these data indicate that the algal biomass contains approximately 10 μg of nitrogen for every μg of chlorophyll α and approximately 0.9 μg of phosphorus for every μg of chlorophyll α. This compares with nitrogen to chlorophyll α ratios of 7:1 to 10:1 and phosphorus to chlorophyll α ratios of 0.5:1 to 2.0:1 for phytoplankton as cited in literature (Thomann et al., 1987). These stoichiometric relationships provide a means to identify the controlling nutrient for algal growth. Consider, as an example, the conditions that occurred on 31 st January The measured density of phytoplankton was 38 μg/l based on chlorophyll α. The concentration of total phosphorus at the time was 110 μg/l, with 51 μg/l as inorganic phosphate. Phytoplankton could utilize the available inorganic phosphate for growth, having the potential to produce approximately 56 μg/l of additional chlorophyll α. This rate of growth would require 562 μg/l of inorganic nitrogen in the form of ammonium and/or nitrate. But on that day, the concentration of inorganic nitrogen was only 77 μg/l, not enough to meet the 10:1 stoichiometric balance between nitrogen and chlorophyll α. The available inorganic nitrogen was sufficient to produce only 8 μg/l of chlorophyll α. In this example, the availability of inorganic nitrogen, in the forms of ammonium and/or nitrate, limit the growth of phytoplankton. This same conclusion is found with all observations throughout the Río Negro and throughout the period of record from 2000 to As shown in Figure 2-8, the stoichiometry of phytoplankton requires approximately 11 μg/l of organic nitrogen and approximately 1 μg/l of organic phosphorus. But the ambient waters of the Río Negro generally contain approximately 2.5 μg/l of inorganic nitrogen and approximately 1 μg/l of Ref August

267 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 2.0 WATER QUALITY MODEL inorganic phosphate. The available inorganic nitrogen, in the form of ammonium and nitrate, limits the growth of phytoplankton. Equation 2-5 includes two parameters, K IN and K IP, referred to as the half saturation constant for nitrogen and phosphorus. Literature shows typical values ranging from 10 to 20 μg/l for nitrogen and 1 to 5 μg/l for phosphorus (Thomann, et al., 1987). Values at the upper range were assumed for this assessment. Figure 2-7: Relationship between Chlorophyll α and Organic Nitrogen and Phosphorus Ref August

268 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 2.0 WATER QUALITY MODEL Figure 2-8: Comparison of Organic and Inorganic Nitrogen and Phosphorus Algal Respiration, Excretion, Mortality and Settling The second component of phytoplankton kinetics is the overall loss to respiration, excretion, mortality and settling. Respiration refers to the oxidation of organic carbon to carbon dioxide by phytoplankton. The rate is temperature dependent, as provided by Equation 2-8. The rate at 20⁰C typically ranges from 0.05 to 0.25 day -1. A value of 0.06 day -1 was used for the assessment based on calibration, as further described in Section 5.0. The temperature rate coefficient of was assumed based on literature (Thomann, 1987). Equation 2-8 Where: R R = respiration rate (day -1 ) k R = respiration rate at 20⁰C (day -1 ) Ref August

269 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 2.0 WATER QUALITY MODEL θ R = temperature rate coefficient for algal respiration (dimensionless) T = temperature (⁰C) Algal excretion contributes to the available dissolved organic matter. The rate at 20⁰C typically ranges from 0.01 to 0.04 day -1. A value of 0.01 day -1 was used for the assessment. Equation 2-9 Where: R E = excretion rate (day -1 ) K E = excretion rate at 20⁰C (day -1 ) θ E = temperature rate coefficient for algal excretion (dimensionless) T = temperature (⁰C) Algal mortality represents both natural and predatory mortality. The rate at 20⁰C typically ranges from 0.01 to 0.03 day -1. A value of day -1 was used for the assessment. Equation 2-10 Where: R M = algal mortality rate (day -1 ) K M = algal mortality rate at 20⁰C (day -1 ) θ M = temperature rate coefficient for algal mortality (dimensionless) T = temperature (⁰C) Algae may settle, which removes nutrient and biomass from the water column. As a conservative measure, the settling rate is assumed to be zero so as to retain the nutrients and biomass within the water column. 2.2 Detritus and Dissolved Organic Matter Detritus represents particulate organic material suspended in the water column, and dissolved organic matter (DOM) consists of soluble organic materials. As illustrated in Figure 2-9, detritus and dissolved organic matter are produced through respiration and mortality of phytoplankton. They provide a source of carbon, nitrogen and phosphorus through decomposition, and, in turn, exert a biochemical oxygen demand within the reservoir. Ref August

270 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 2.0 WATER QUALITY MODEL Figure 2-9: Detritus and Dissolved Organic Matter Equation 2-11 and Equation 2-12 represents the mathematical relationship for detritus and dissolved organic matter. Here, the change in concentration over time is represented by a balance between production through algal respiration and mortality, and loss through decomposition and settling. Equation 2-11 Equation 2-12 Where: C dt = concentration of detritus (μg/l) C dm = concentration of dissolved organic matter (μg/l) C P = concentration of phytoplankton (μg/l) R E = excretion rate (day -1 ) R M = algal mortality rate (day -1 ) K dt = detritus decay rate (day -1 ) K dm = dissolved organic matter decay rate (day -1 ) θ dt = temperature rate coefficient for detritus decay (dimensionless) θ dm = temperature rate coefficient for DOM decay (dimensionless) γ P = half saturation for phytoplankton (μg/l C) ω dt = settling rate (day -1 ) t = time (day) Ref August

271 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 2.0 WATER QUALITY MODEL The decomposition rate for detritus varies from to 0.1 day -1. A value of 0.08 day -1 is assumed. The decomposition rate for dissolved organic matter generally falls within the range 0.05 to 0.20 day -1. A value of 0.20 day -1 is assumed. The loss of detritus through settling is assumed to be negligible. This provides a conservative approach since settling removes carbon, nitrogen and phosphorus, thereby limiting algal growth. The half saturation constant for phytoplankton has an assumed value of 100 μg/l for phosphorus (Thomann, et al., 1987). Equation 2-11 and Equation 2-12 express the concentrations of detritus and dissolved organic matter in units of mass chlorophyll α per unit volume. Section 2.3 and Section 2.4 convert these units to mass phosphorus and mass nitrogen per unit volume. 2.3 Phosphorus Cycle Phosphorus is an important element in aquatic ecosystems since it serves as one of the primary nutrients for phytoplankton, and is important in all biological organisms for its various forms of energy storage. Figure 2-10 illustrates the elements of the phosphorus cycle. Algae, through photosynthesis, convert inorganic phosphorus, along with other elements, into phytoplankton cellular material. Upon respiration and mortality, the cellular phosphorus is released in two principal forms: as detritus and as complexed dissolved organic phosphorus. Both of these forms are less available to phytoplankton for growth. Bacterial degradation and hydrolysis reactions convert these less available organic forms to the inorganic phosphorus form. Equation 2-13 through Equation 2-16 provide the mass balance equation for each form of phosphorus within the cycle. This includes organic phosphorus associated with phytoplankton cellular material, detritus and dissolved organic matter, and inorganic phosphate. Ref August

272 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 2.0 WATER QUALITY MODEL Figure 2-10: Phosphorus Cycle Equation 2-13 Equation 2-14 Equation 2-15 Equation 2-16 Where: C P = concentration of phytoplankton (μg/l) C dt = concentration of detritus (μg/l) C dm = concentration of dissolved organic matter (μg/l) C P-p = concentration of phytoplankton phosphorus (μg/l) C dt-p = concentration of detrital phosphorus (μg/l) C dm-p = concentration of dissolved organic phosphorus (μg/l) C PO4 = concentration of inorganic phosphate (μg/l) δ pc = phosphorus to chlorophyll ratio (μg P/μg C) γ P = half saturation for phytoplankton (μg/l C) R G = algal growth rate (day -1 ) R R = respiration rate (day -1 ) K dm = dissolved organic matter decay rate (day -1 ) θ dm = temperature rate coefficient for DOM decay (dimensionless) t = time (day) Ref August

273 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 2.0 WATER QUALITY MODEL The phosphorus to chlorophyll ratio is approximately 0.9 based on the available monitoring data, as discussed in Section Nitrogen Cycle Nitrogen is also an important element in aquatic ecosystems since it serves as one of the primary nutrients for phytoplankton, and is important in all biological organisms for its various forms of energy storage. Figure 2-11 illustrates the elements of the nitrogen cycle. Algae, through photosynthesis, convert inorganic forms of nitrogen, including ammonia and nitrate, along with other elements, into phytoplankton cellular material. Upon respiration and mortality, the cellular nitrogen is released in two principal forms: as detritus and as complexed dissolved organic nitrogen. Both of these forms are less available to phytoplankton for growth. Bacterial degradation and hydrolysis reactions convert these less available organic forms to the inorganic nitrogen forms. Figure 2-11: Nitrogen Cycle Equation 2-17 through Equation 2-21 provide the mass balance equation for each form of nitrogen within the cycle. This includes organic nitrogen associated with phytoplankton cellular material, detritus and dissolved organic matter, and inorganic nitrogen as ammonia and nitrate. Ref August

274 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 2.0 WATER QUALITY MODEL Equation 2-17 Equation 2-18 Equation 2-19 Equation 2-20 Equation 2-21 Where: C P = concentration of phytoplankton (μg/l) C dt = concentration of detritus (μg/l) C dm = concentration of dissolved organic matter (μg/l) C P-n = concentration of phytoplankton nitrogen (μg/l) C dt-n = concentration of detrital nitrogen (μg/l) C dm-n = concentration of dissolved organic nitrogen (μg/l) C NH3 = concentration of ammonia (μg/l) C NO3 = concentration of nitrate (μg/l) C DO = concentration of dissolved oxygen (μg/l) δ nc = nitrogen to carbon ratio (μg N/μg C) γ P = half saturation for phytoplankton (μg/l C) γ nit = half saturation for nitrification (μg/l O 2 ) f nh3 = fraction ammonia uptake (dimensionless) R G = algal growth rate (day -1 ) R R = respiration rate (day -1 ) (day -1 ) K dm = dissolved organic matter decay rate (day -1 ) K nh3 = nitrification rate (day -1 ) θ dm = temperature rate coefficient for DOM decay (dimensionless) θ nh3 = temperature rate coefficient for nitrification (dimensionless) t = time (day) The nitrogen to chlorophyll ratio is approximately 10 based on the available monitoring data, as discussed in Section Ref August

275 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 2.0 WATER QUALITY MODEL The fraction of ammonia uptake is represented by Equation The concentration of nitrate is generally higher than the concentration of ammonia during the initial growth phase, so the uptake fraction shifts to nitrate. As the available nitrate is depleted, the fraction shifts towards ammonia uptake until both are depleted. Equation 2-22 The nitrification rate varies from 0.05 to 0.3 day -1 (Thomann, et al., 1987). A value of 0.15 day -1 is assumed. The half saturation constant for nitrification has an assumed value of 20 μg/l. 2.5 Dissolved Oxygen Dissolved oxygen is the most essential parameter for aquatic ecosystems. All aquatic biota that utilize aerobic respiration require dissolved oxygen to support life. It also serves an important role in the self-purification of surface waters through assimilation. Figure 2-12 illustrates the elements of the dissolved oxygen cycle. This cycle is a balance between sources and sinks of dissolved oxygen. The atmosphere provides the main source of dissolved oxygen for most water bodies. Oxygen in the atmosphere dissolves in water at the surface, and currents and wind driven circulation draw the oxygenated waters down through the water column. This process is referred to as atmospheric reaeration. It can increase the level of dissolved oxygen to its saturation limit. Phytoplankton provide a source of dissolved oxygen during photosynthesis. When exposed to light, algae produce oxygen, which, under certain conditions, can cause the dissolved oxygen levels to exceed the saturation limit. This, in turn, causes the atmospheric reaeration process to reverse, resulting in the release of excess oxygen from water to the atmosphere. Phytoplankton also utilize dissolved oxygen through respiration. During daylight hours, the rate of photosynthesis generally exceeds the rate of respiration. But under dark conditions, the reverse is true. As a result, phytoplankton generally cause a diurnal response in dissolved oxygen, with concentrations generally increasing through the day and decreasing through the night. Bacteria and animals also consume dissolved oxygen through respiration. This process is represented in the model through decomposition of organic material, including detritus, dissolved organic matter, and organic sediment. Ref August

276 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 2.0 WATER QUALITY MODEL Dissolved oxygen is also utilized through biochemical oxidation of inorganic compounds, such as ammonia to nitrite and nitrite to nitrate. Figure 2-12: Dissolved Oxygen Ref August

277 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 2.0 WATER QUALITY MODEL Equation 2-23 provides the mass balance equation for dissolved oxygen. It includes algal growth and respiration, atmospheric reaeration, decomposition of dissolved organic matter, nitrification, and sediment oxygen demand. Equation 2-23 Where: C DO = concentration of dissolved oxygen (μg/l) C DOsat = concentration of dissolved oxygen at saturation (μg/l) C dm = concentration of dissolved organic matter (μg/l) C NH3 = concentration of ammonia (μg/l) C P = concentration of phytoplankton nitrogen (μg/l) δ oc = oxygen to chlorophyll ratio (μg O/μg Chl) γ P = half saturation for phytoplankton (μg/l C) γ DO = half saturation for dissolved oxygen (μg/l O 2 ) R G = algal growth rate (day -1 ) R R = algal respiration rate (day -1 ) K N = nitrification rate (day -1 ) K dm = dissolved organic phosphorus decay rate (day -1 ) θ nh3 = temperature rate coefficient for nitrification (dimensionless) θ dm = temperature rate coefficient for DOM decay (dimensionless) θ sod = temperature rate coefficient for SOD (dimensionless) E o = atmospheric exchange coefficient (m/day) S sod = sediment oxygen demand (μg/m 2 /day) d = average water depth (m) t = time (day) Equation 2-24 represents the atmospheric exchange coefficient (Thomann, et al., 1987). This equation is appropriate for reservoirs where wind induced turbulence often drives the atmospheric reaeration rather than currents. For the Río Negro, this is likely the case under low flow conditions but it may underestimate the exchange during high flow conditions. Equation 2-24 Where: E o = atmospheric exchange coefficient (m/day) w = wind speed at 10 m above the water surface (m/s) Equation 2-25 represents the dissolved oxygen saturation as it relates to water temperature. Ref August

278 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 2.0 WATER QUALITY MODEL Equation 2-25 Where: C DOsat = concentration of dissolved oxygen at saturation (μg/l) T = water temperature ( C) The sediment oxygen demand is attributed to the oxidation of organic matter in bottom sediments. These deposits derive from several sources, including particulates from wastewaters, eroded organic-rich soils, settled detritus, and settled phytoplankton. Literature (Chapra, 1995; Thomann, et al., 1987) indicate levels in the range 2 to 10 g/m 2 /day near municipal sewage outfalls, 1 to 2 g/m 2 /day in estuarine muds, and 0.2 to 1.0 g/m 2 /day in sandy bottoms. A value of 0.5 g/m 2 /day is assumed based on calibration. 2.6 Summary of Parameter Values The water quality model described above includes various parameters derived through literature, field measurement, and/or model calibration. Table 2-1 through Table 2-5 summarize these parameters. Section 6.0 presents a sensitivity analysis to gauge the relative uncertainty associated with each parameter value. Table 2-1: Rate Coefficients at 20 C Parameter Symbol Units Source Typical Range Value Used Algal growth G max day -1 Thomann, to Algal respiration k R day -1 COE, to Algal excretion k E day -1 COE, to Algal mortality k M day -1 COE, to Biochemical oxygen demand k BOD day -1 COE, to Detritus decay rate K dt day -1 COE, to DOM decay rate K dm day -1 COE, to Nitrification rate K nh3 day -1 Thomann, to Sediment oxygen demand S sod g/m 2 /day Thomann, to Reaeration E o day -1 Thomann, Equation 2-24 Settling rate, phytoplankton R S m/day Thomann, to Settling rate, detritus ω dt m/day Thomann, to Table 2-2: Light Coefficients Parameter Symbol Units Source Typical Range Value Used Light extinction coefficient K e m -1 Figure to Incident light intensity I o ly/day Figure to 600 Monthly average Saturating light intensity I s ly/day Thomann, to Ref August

279 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 2.0 WATER QUALITY MODEL Table 2-3: Temperature Rate Coefficient Parameter Symbol Units Source Typical Range Value Used Algal growth θ G unitless Thomann, 1987 (1.066) Algal respiration θ R unitless Thomann, 1987 (1.080) Algal excretion θ E unitless Algal mortality θ M unitless Biochemical oxygen demand θ BOD unitless Thomann, to 1.09 (1.047) Sediment oxygen demand θ sod unitless Thomann, to 1.13 (1.065) Reaeration θ REAR unitless Thomann, to 1.03 (1.024) Detritus decay θ dt unitless DOM decay θ dm unitless Thomann, to 1.09 (1.047) Nitrification θ nh3 unitless Thomann, to 1.1 (1.080) Table 2-4: Other Coefficients Parameter Symbol Units Source Typical Range Value Used Half saturation, nitrogen K IN μg/l Thomann, to Half saturation, phosphorus K IP μg/l Thomann, to 5 5 Half saturation, phytoplankton γ P μg/l Half saturation, nitrification γ nit μg/l USEPA, Half saturation, diss. oxygen γ DO mg/l Nitrogen to chlorophyll ratio δ nc unitless Figure to Phosphorus to chlorophyll ratio δ pc unitless Figure to Oxygen to chlorophyll ratio δ oc unitless Table Table 2-5: Stoichiometry Parameter Symbol Coefficient Organic nitrogen to chlorophyll α 10:1 Figure 2-7 Nitrogen to carbon 0.176:1 Klapwijk et al. (1986) Carbon to chlorophyll α 57:1 Line 1/Line 2 Oxygen to carbon 2.67:1 Klapwijk et al. (1986) Oxygen to chlorophyll α 152:1 Line 3/Line 4 Organic phosphorus to chlorophyll α 0.9:1 Figure 2-7 Phosphorus to carbon 0.018:1 Klapwijk et al. (1986) Carbon to chlorophyll α 50:1 Line 6/Line 7 Oxygen to carbon 2.67:1 Klapwijk et al. (1986) Oxygen to chlorophyll α 134:1 Line 8/Line 9 Organic nitrogen to organic phosphorus 11:1 Figure 2-8 Ref August

280 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 3.0 CHEMICAL BALANCE 3.0 CHEMICAL BALANCE The chemical balance combines the water balance with the water quality model. Part A, Water Balance, of this report, and Section 2.0 above provide further details regarding each of these model components. This section describes how the models were combined and used to predict water quality within the Río Negro. Equation 3-1 provides the general form of the water balance model as described in Part A, Water Balance, of this report. Equation 3-1 Where: Q local = sum of local inflows to and outflows from watershed (m 3 /s) Q OUT = outflows from reservoir (or model cell) (m 3 /s) Q IN = inflows from upstream reservoirs (or model cell) (m 3 /s) A = surface area of the reservoir at water elevation η (m 2 ) η = water elevation (m) t = time (s) Equation 3-1 can also be written as Equation 3-2, where the differential is expressed in terms of volume rather than surface area and water elevation, and all inflows are combined and all outflows are combined. Equation 3-2 Where: V = volume of the reservoir (or model cell) (m 3 ) Q OUT = sum of all outflows from the reservoir (or model cell) (m 3 /s) = sum of all inflows to the reservoir (or model cell) (m 3 /s) Q IN The water quality models described in Section 2.0 above are generally expressed in a form similar to Equation 3-3. Equation 3-3 Where: C = concentration of parameter of interest (μg/l) C α = concentration of related parameter (μg/l) λ = rate coefficient for parameter of interest (s -1 ) κ = rate coefficient for related parameter (s -1 ) t = time (s) Equation 3-2 and Equation 3-3 can be combined to represent the chemical balance for waters within each reservoir (or model cell), as represented by Equation 3-4. Ref August

281 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 3.0 CHEMICAL BALANCE Equation 3-4 The left side of Equation 3-4 relates to the change in mass within the reservoir (or model cell). It can also be represented by Equation 3-5, which represents the change in concentration and change in volume separately. Equation 3-5 The right side of Equation 3-4 accounts for the changes in mass attributed to inflows, outflows, production from related parameters, and losses through various biochemical processes. Combining Equation 3-4 and Equation 3-5, and rearranging terms yields Equation 3-6. Equation 3-6 Equation 3-6 takes the form of Equation 3-7 if terms are combined as per Equation 3-8 and Equation 3-9. Equation 3-7 Equation 3-8 Equation 3-9 Equation 3-10 provides an exact solution to the differential equation in Equation 3-7. Equation 3-10 Where: C o = the initial concentration for the parameter of interest (μg/l) Δt = time step (s) Equation 3-10 is valid provided the various parameters comprising the equation remain relatively constant over the time span, Δt. In practical terms, this implies a time step of an hour or so to investigate diurnal change in water quality, or a time step of a day or so to investigate seasonal change in water quality. Ref August

282 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 4.0 MODEL CONFIGURATION 4.0 MODEL CONFIGURATION The following sections describe the general configuration of the water quality model, including the numeric grid, river morphometry, water balance, source inputs and water temperature. 4.1 Numeric Grid The water quality model solves Equation 3-10, which is an exact analytical solution to the series of differential equation that represent the chemical balance within the Río Negro. Since it is an exact analytical solution, the numeric grid does not need to be defined based on numeric stability requirements. Instead, it can be defined to represent spatial variability and/or features of interest. For this assessment, the numerical grid was set to align with the watershed boundaries that comprise the drainage basin for the Baygorria Reservoir, plus cells to represent Bonete and Palmar Reservoirs. Figure 4-1 illustrates the numeric grid and Figure 4-2 shows how the grid aligns with the watershed boundaries. Figure 4-1: Model Grid Ref August

283 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 4.0 MODEL CONFIGURATION Figure 4-2: Watersheds 4.2 Morphometry Figure 4-3 presents the relationship between water elevation, volume and surface area for the Baygorria Reservoir (UTE). Given an average water elevation in the reservoir of approximately 54 m, the average volume and surface area are approximately 570 hm 3 and 100 hm 2, with an average depth of approximately 5.6 m. Figure 4-3: Volume and Surface Area of Baygorria Reservoir CSI Ingenieros (2012) surveyed the upper reaches of the reservoir extending downstream from the Gabriel Terra Dam past Paso de los Toros. Figure 4-4 presents the results. Ref August

284 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 4.0 MODEL CONFIGURATION Figure 4-4: Bathymetric Profiles in Upper Reaches of Baygorria Reservoir The morphometry data from UTE and CSI Ingenieros, and Google Earth images, were used to characterize the numerical grid for the Baygorria Reservoir. Table 4-1 presents the results. Ref August

285 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 4.0 MODEL CONFIGURATION Table 4-1: Grid Characteristics Grid Number Distance from Length Surface Area Volume GTerra Dam (km) (km) (hm 2 ) (hm 3 ) Water Balance Part A, Water Balance, of this report describes the overall water balance for the Río Negro. This section provides aspects of the water balance specific to the water quality model. The water quality model utilized the measured flows and water elevations for the respective reservoirs as discussed in Part A. Figure 4-5 presents the data used for 2008 to 2016, coinciding with the calibration and assessment period. The figures include the daily average outflows from the Gabriel Terra Dam, the duration of extended low flow periods, the calculated daily inflows to the reservoir, and the daily water elevations of the Baygorria Reservoir. The measured daily average outflows vary considerably from day to day. The outflows range from near zero to approximately 650 m 3 /s when the hydroelectric facility produces power, to well over 1,000 m 3 /s when the facility releases water through the spillway. Waters released for power production are drawn near the bottom of the reservoir, whereas waters released through the spillway are drawn near the surface. The period of near zero flow have extended for up to 100 consecutive days in the past. The longest period of near zero flow during the summer occurred in 2011 with 23 consecutive days (and 50 days overall through the summer). The inflows to the Baygorria Reservoir were calculated as described in Part A, Water Balance, of this report. The water balance accounts for the difference in outflow between the Gabriel Terra and Baygorria Dams, storage within Baygorria Reservoir, direct precipitation to and evaporation from the reservoir. The storage term was adjusted where necessary to maintain a positive inflow. The inflows were distributed along the Baygorria Reservoir based on the estimated drainage areas. Table 4-2 summaries the distribution based on drainage areas provided by Estudio Ingeniería Ambiental (2018). Ref August

286 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 4.0 MODEL CONFIGURATION Figure 4-5: Components of Water Balance for Baygorria Reservoir Ref August

287 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 4.0 MODEL CONFIGURATION Table 4-2: Distribution of Inflows to Baygorria Reservoir Grid Number Watershed Area (km 2 ) Distribution of Inflows % % % % % 6 1,909 47% % % % % 4.4 Source Inputs The water quality model accounts for source inputs from the city of Paso de los Toros and from ambient inflows. Source inputs associated with the proposed pulp mill are described in Part F, Effects Assessment, of this report. Table 4-3 summarizes the estimated source inputs from the city of Paso de los Toros. This estimate assumes that 40% of the population of the city and neighboring community of Centenario are serviced by the municipal wastewater treatment plant that discharges to the Río Negro. It assumes each resident produces approximately 180 L/d of wastewater, 45 g/d of BOD, 1 g/d of total phosphorus and 8 g/d of total nitrogen. The fraction as phosphate, nitrate and ammonia is assumed. The discharge from the city is assumed to enter the Río Negro at numerical grid 2. Table 4-3: Source Inputs from Paso de los Toros Parameter Unit Load Parameter Value Population (Paso de los Toros, Centenario) - 14,100 people Population served (approx. 40% of population) - 5,200 people Flow 180 L/d/person m 3 /s BOD 45 g/person/d 250 mg/l Total Phosphorus 1 g/person/d 6 mg/l Phosphate - 5 mg/l Total Nitrogen 8 g/person/d 44 mg/l Nitrate - 13 mg/l Ammonia - 6 mg/l Figure 4-5 presents the discharge rate of the ambient inflows to the Baygorria Reservoir, and Part A, Water Balance, of this report described the ambient inflows to Bonete and Palmar Reservoirs. Figure 4-6 through Figure 4-10 present the assumed quality of inflow waters for each of the reservoirs. As shown, the concentrations of total phosphorus, phosphate, total nitrogen and nitrate are assumed to be constant over the 2008 to 2016 simulation period, and the concentration of ammonia is assumed to be zero. In actual fact, the quality of inflows likely vary over time and include trace levels of ammonia. The available data are insufficient to accurately characterize these complexities. Ref August

288 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 4.0 MODEL CONFIGURATION Figure 4-6: Assumed Concentration of Total Phosphorus in Inflows to the Río Negro Ref August

289 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 4.0 MODEL CONFIGURATION Figure 4-7: Assumed Concentration of Phosphate in Inflows to the Río Negro Ref August

290 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 4.0 MODEL CONFIGURATION Figure 4-8: Assumed Concentration of Total Nitrogen in Inflows to the Río Negro Ref August

291 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 4.0 MODEL CONFIGURATION Figure 4-9: Assumed Concentration of Nitrate in Inflows to the Río Negro Ref August

292 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 4.0 MODEL CONFIGURATION Figure 4-10: Assumed Concentration of Ammonia in Inflows to the Río Negro 4.5 Water Temperature Figure 4-11 presents the assumed water temperature used in the model. The water temperature was based on the monthly average values from the available data for each reservoir. It assumes the same monthly distribution for each year of simulation. Ref August

293 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 4.0 MODEL CONFIGURATION Figure 4-11: Assumed Water Temperatures Ref August

294 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 5.0 WATER CALIBRATION 5.0 MODEL CALIBRATION Model calibration provides initial testing of the model through comparison of field observations against model predictions. Through this process, parameter values are adjusted within the range provided in literature to provide a best-fit. The model was then applied to an independent data set without parameter adjustment to validate the model. In application, the available data for the Bonete and Baygorria Reservoirs were used for calibration, and the available data for the Palmar Reservoir were used for validation. The calibration parameters presented below include chlorophyll α, nitrate, ammonium, total nitrogen, phosphate, total phosphorus, and dissolved oxygen. The following sections describe the calibration for each of these parameters. 5.1 Chlorophyll α Figure 5-1 presents the model calibration for chlorophyll α. It compares model predictions against measured field data for each of the three reservoirs along the Río Negro. The measured data includes routine monitoring conducted by UTE and DINAMA. The data from UTE is denoted as Bonete brazo, Bonete centro, Baygorria brazo, Baygorria centro, Palmar brazo and Palmar centro. The data from DINAMA is denoted as Bonete RN5, Baygorria RN6, Baygorria RN7, Baygorria RN9, Palmar RN10, Palmar RN11, Palmar RN12 and Palmar RN13. The measured data provides a record of the algal growth cycle over a nine year period from January 2008 to December In general, the data show high chlorophyll α concentrations during the summer and low concentrations during the winter. The peak concentration varies within each reservoir and from year to year. The concentrations also vary from station to station due to differences in location and time of sampling. In general, the model predictions follow the same general pattern as the field data. The model generally captures the initial growth phase during the early summer, but generally underestimates the peak concentration during summer and overestimates the declining concentration during fall. The model predicts similar magnitude algal blooms each year since it assumes a constant input concentration of nitrate, ammonium and phosphate, and a constant monthly average water temperature. The differences between years relate to differences in flow. The field data shows greater differences between years than that predicted by the model but that s to be expected since the model uses a constant nutrient input concentration. Ref August

295 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 5.0 WATER CALIBRATION Figure 5-1: Model Calibration Chlorophyll α Ref August

296 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 5.0 WATER CALIBRATION The model may underestimated the peak concentration of chlorophyll α since the model predicts the average concentration over the volume of the numeric cell. The data from UTE is a composite near mid-channel over the photic zone, and the data from DINAMA is a grab sample near mid-channel and near the surface. The average concentration over a volume is expected to be lower than a discrete measurement at mid-channel and near the surface. Figure 5-2 illustrates this point. The figure was taken from the Landsat satellite during an algal bloom on 31 st January Algal blooms are visible as green streaks within the main channel and tributary branch. On that day, UTE measured concentrations of chlorophyll α of 38 and 225 μg/l at centro and brazo, whereas the model predicted a concentration of 10 μg/l in numeric grid 10. UTE may have sampled directly within the visible algal bloom resulting in the high concentrations, whereas the model predicted an average concentration over the volume of the numeric cell. Figure 5-2: Satellite Image of Visible Algal Blooms, 31 st January 2013 Figure 5-3 compares the measured and predicted values as a frequency distribution over the December through March period. The measured concentration of chlorophyll α exceeds 2.1 μg/l 90% of the time, on average, exceeds 7.7 μg/l 50% of the time, on average, and exceeds 15.9 μg/l 10% of the time, on average. In comparison, the predicted concentration of chlorophyll α exceeds 3.8 μg/l 90% of the time, exceeds 8.5 μg/l 50% of the time, and exceeds 14.3 μg/l 10% of the time. The model may bias high at the lower range of observed chlorophyll α and may bias low at the upper range of observed chlorophyll α. The bias at the upper range of observed values is to be expected for the reasons described above. Ref August

297 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 5.0 WATER CALIBRATION Figure 5-3: Model Calibration Chlorophyll α Frequency of Exceedance The concentration of chlorophyll α varies due to algal grown kinetics, as described in Section 2.1 and characterized by Equation 2-1. Equation 2-1 can be rewritten in the form presented in Equation 5-1, which equates the temporal change in chlorophyll α concentration to the net growth and mortality rate. This rate can be inferred directly from the measured chlorophyll α data. Equation 5-1 Where: C P = concentration of phytoplankton (μg/l) R G = algal growth rate (day -1 ) R R = respiration rate (day -1 ) R E = excretion rate (day -1 ) R M = algal mortality rate (day -1 ) R S = settling rate (day -1 ) R NET = net algal growth and mortality rate (day -1 ) t = time (day) Figure 5-4 presents the net growth and mortality rate as calculated from the measured chlorophyll α data. The results are summarized on a monthly basis to illustrate the seasonal nature of the algal growth kinetics. As shown, growth dominates from November through April and mortality dominates the remainder of the year. The model predicts algal growth and morality from the series of equations and parameters presented in Section 2.0. The predicted rate accounts for the effects of temperature, light and nutrient on algal growth and mortality. Figure 5-4 presents the predicted rate (denoted by the red circles) for comparison with the rate calculated from the measured chlorophyll α data. As shown, the predicted rate follows the same seasonal pattern as the calculated rate and falls within the same general range. Ref August

298 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 5.0 WATER CALIBRATION Figure 5-4: Model Calibration Net Growth/Mortality Rate 5.2 Nitrate Figure 5-5 presents the model calibration for nitrate. It compares model predictions against measured field data for each of the three reservoirs along the Río Negro. The measured data includes routine monitoring conducted by UTE and DINAMA. The measured data spans the same period as presented for chlorophyll α. The data shows a distinct pattern of elevated nitrate concentrations during the winter followed by a sharp decline during the summer. A similar pattern is shown in all three reservoirs, but the concentration of nitrate in winter is generally higher in Palmar Reservoir than in Bonete or Baygorria Reservoirs. In general, the model predictions follow the same general pattern as the field data. The model generally captures the decline in nitrate concentrations during the summer and the rise of nitrate concentrations during the winter. The model assumes a constant inflow concentration as discussed in Section 4.4. As such, the temporal variation observed and predicted in nitrate is attributed to algal growth kinetics and not input variability. As the phytoplankton grow, they utilize the available nitrate causing the rapid decline in concentration. Mortality of the phytoplankton allows the nitrate concentration to recover through nitrification of ammonia and inflows from the adjacent watershed. The model accurately predicts these dynamics. 5.3 Ammonium Figure 5-6 presents the model calibration for ammonium. It compares model predictions against measured field data for each of the three reservoirs along the Río Negro. The measured data shows a high degree of temporal variability but with a less distinct pattern than that for nitrate. Ref August

299 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 5.0 WATER CALIBRATION The model predicts a similar degree of temporal variability as the observed data. The model assumes a constant inflow concentration of 0 μg/l ammonium for all three reservoirs. As such, the ammonium concentrations within the reservoirs are attributed solely to algal respiration and decomposition of detritus and dissolved organic matter. The model prediction for ammonium follows a pattern that is opposite to that for nitrate. During the early phase of algal growth, phytoplankton preferentially utilize the available nitrate resulting in the observed decline in nitrate concentration. During this period, algal respiration produces ammonium resulting in the observed increase in concentration. As the algae grows, it depletes the available nitrate and starts to utilize the available ammonium. This results in a decline in ammonium concentration. The model and field data both show this pattern. 5.4 Total Nitrogen Figure 5-7 presents the model calibration for total nitrogen. It compares model predictions against measured field data for each of the three reservoirs along the Río Negro. The measured data shows variability in the data but without a clear temporal or spatial pattern. The model predicts a relatively constant concentration of total nitrogen reflecting the constant input concentrations assumed for nitrate, ammonia and organic nitrogen. 5.5 Phosphate Figure 5-8 presents the model calibration for phosphate. It compares model predictions against measured field data for each of the three reservoirs along the Río Negro. The measured data shows a similar seasonal pattern as nitrate with higher concentrations during winter than during summer. The seasonal pattern for phosphate is less pronounced than it is for nitrate, and less pronounced in Palmar Reservoir than it is for Bonete and Baygorria Reservoirs. The model generally predicts a similar seasonal pattern as the observed data, although the predicted difference between seasons is less than observed. This could be due to the assumed constant inflow of phosphate, as discussed in Section 4.4, whereas the inflows likely vary with season. Algal growth kinetics can account for the temporal variation for phosphate. As the phytoplankton grow, they utilize the available phosphate causing the decline in concentration. Mortality of the phytoplankton allows the phosphate concentration to recover through decomposition of detritus and dissolved organic matter, and through inflows from the adjacent watershed. Ref August

300 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 5.0 WATER CALIBRATION 5.6 Total Phosphorus Figure 5-9 presents the model calibration for total phosphorus. The measured data shows variability in the data but without a clear temporal pattern. The model predicts a relatively constant concentration of total phosphorus for Bonete and Baygorria Reservoirs reflecting the constant input concentrations assumed for phosphate and detritus. 5.7 Biochemical Oxygen Demand Figure 5-10 presents the model calibration for 5-day biochemical oxygen demand. The measured data is generally below the analytical detection limit with a few exceptions. The model calculates the biochemical oxygen demand from the calculated concentration of dissolved organic matter. The predicted concentration is generally at or below the analytical detection limit, similar to that observed. 5.8 Dissolved Oxygen Figure 5-11 presents the model calibration for dissolved oxygen and Figure 5-12 presents the same information but as dissolved oxygen saturation. The measured data shows relatively high concentrations of dissolved oxygen, typically near saturation. During the summer of 2013 and 2015, the dissolved oxygen concentration exceeded saturation levels. Dissolved oxygen levels reduced below saturation on several occasions, with the lowest of 40% recorded in Palmar Reservoir in June 2011 and February The model generally predicts near saturated levels of dissolved oxygen. This prediction is attributed to a relatively low oxygen demand and relatively high atmospheric reaeration. Ref August

301 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 5.0 WATER CALIBRATION Figure 5-5: Model Calibration Nitrate Ref August

302 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 5.0 WATER CALIBRATION Figure 5-6: Model Calibration Ammonium Ref August

303 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 5.0 WATER CALIBRATION Figure 5-7: Model Calibration Total Nitrogen Ref August

304 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 5.0 WATER CALIBRATION Figure 5-8: Model Calibration Phosphate Ref August

305 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 5.0 WATER CALIBRATION Figure 5-9: Model Calibration Total Phosphorus Ref August

306 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 5.0 WATER CALIBRATION Figure 5-10: Model Calibration Biochemical Oxygen Demand Ref August

307 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 5.0 WATER CALIBRATION Figure 5-11: Model Calibration Dissolved Oxygen Ref August

308 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 5.0 WATER CALIBRATION Figure 5-12: Model Calibration Dissolved Oxygen Saturation Ref August

309 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 6.0 SENSITIVITY ANALYSIS 6.0 SENSITIVITY ANALYSIS The water quality model includes a series of parameters that characterize the physical and biochemical processes that define the algal growth and dissolve oxygen kinetics within the Río Negro. Section 2.6 summarizes the specific values assigned to each of these parameters. These parameter values have a degree of uncertainty due to the nature by which they were characterized. A sensitivity analysis assesses how this uncertainty translates into uncertainty with the overall model prediction. This identifies those parameters that have the greatest influence on the predicted result, and hence a means to identify parameters worthy of further investigation. Section 6.1 describes the general approach, Section 6.2 addresses those parameters that influence algal growth kinetics, and Section 6.3 addresses those parameters that influence dissolved oxygen kinetics. 6.1 Approach The sensitivity analysis follows the requirements specified in DINAMA s guidelines for preparation of the environmental impact study for the project (DINAMA, 2017). The guidelines state: En todas las simulaciones que se realicen se deberá, complementariamente, determinar la sensibilidad del modelo, a través de rango de resultados obtenidos ante una variación de ± 20% en parámetros claves de la modelización efectuada. Table 2-1 through Table 2-4 summarize the parameters used in the model, and Table 6-1 summaries the key parameters that relate to algal growth and dissolved oxygen kinetics. The model was applied over the range of parameter values spanning plus and minus 20% of the expected value. The sensitivity analysis was applied to the same flow and background conditions as used in model calibration, as discussed in Section 5.0, although it only considered the period from September 2012 to December The sensitivity analysis focuses primarily on algal growth and dissolved oxygen kinetics since these are generally the environmental end points considered in an environmental impact study for a pulp mill. The assessment of algal growth also considers nutrient cycles, specifically phosphate, nitrate and ammonia, since these bioavailable forms of nutrient influence algal growth kinetics. The sensitivity analysis also considered physical parameters, such as wind speed and water depth, since these parameters influence various biochemical processes. Ref August

310 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 6.0 SENSITIVITY ANALYSIS Table 6-1: Parameter List for Sensitivity Analysis Parameter Symbol Units Value -20% Value used in model Value +20% Algal growth G max day Algal respiration k R day Algal excretion k E day Algal mortality k M day Biochemical oxygen demand k BOD day Detritus decay rate K dt day DOM decay rate K dm day Nitrification rate K nh3 day Sediment oxygen demand S sod g/m 2 /day Reaeration (as wind speed) w m/s Light extinction coefficient K e m Saturating light intensity I s ly/day Temperature rate coefficient θ G unitless Half saturation, nitrogen K IN μg/l Half saturation, phosphorus K IP μg/l Half saturation, phytoplankton γ P μg/l Half saturation, nitrification γ nit μg/l Nitrogen to chlorophyll ratio δ nc unitless Phosphorus to chlorophyll ratio δ pc unitless Sensitivity Analysis for Algal Growth Figure 6-1 through Figure 6-16 present the sensitivity analysis for parameters that influence algal growth kinetics, and Table 6-2 summarizes the results in order of relative sensitivity. The following points summarize the main findings: The model is most sensitive to algal growth rate, light extinction coefficient, saturating light intensity, algal respiration rate, and algal mortality rate. A 20% uncertainty in parameter value results in a far greater uncertainty in the predicted peak concentration of chlorophyll α, and a shift in the timing of the peak from late summer to early summer. It also results in significant uncertainty in the predicted concentration of phosphate, nitrate and ammonia. The model is also sensitive to the inflow total nitrogen concentration, algal excretion rate, nitrogen to chlorophyll ratio, detritus decay rate, inflow total phosphorus concentration, and half saturation constant for phytoplankton and nitrogen. A 20% uncertainty in parameter value results in a similar or greater uncertainty in the predicted peak chlorophyll α and nutrient concentrations. The model is not sensitive to the other parameters assessed. A 20% uncertainty in parameter value has little, if any, influence on the predicted peak chlorophyll α or nutrient concentrations. Ref August

311 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 6.0 SENSITIVITY ANALYSIS Table 6-2: Summary of Sensitivity Analysis for Algal Growth Predicted Chlorophyll α Concentration (μg/l) Relative range Parameter Symbol at parameter value 20% at parameter value at parameter value + 20% in predicted concentration a Algal growth G max Light extinction coefficient K e Algal respiration k R Saturating light intensity I s Algal mortality k M Inflow total nitrogen conc. C TN Algal excretion k E Nitrogen to chlorophyll ratio δ nc Detritus decay rate K dt Inflow total phosphorus conc. C TP Half saturation, phytoplankton γ P Half saturation, nitrogen K IN Temperature rate coefficient θ G Half saturation, phosphorus K IP Phosphorus to chlorophyll ratio δ pc DOM decay rate K dm Biochemical oxygen demand k BOD Nitrification rate K nh Sediment oxygen demand S sod Reaeration (as wind speed) w Half saturation, nitrification γ nit a Relative range in predicted concentration = (predicted concentration at value +20% - predicted concentration at value -20%) / (predicted concentration at parameter value) Ref August

312 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 6.0 SENSITIVITY ANALYSIS Figure 6-1: Model Sensitivity Algal Growth Rate Figure 6-2: Model Sensitivity Algal Respiration Rate Ref August

313 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 6.0 SENSITIVITY ANALYSIS Figure 6-3: Model Sensitivity Algal Excretion Rate Figure 6-4: Model Sensitivity Algal Mortality Rate Ref August

314 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 6.0 SENSITIVITY ANALYSIS Figure 6-5: Model Sensitivity Detritus Decay Rate Figure 6-6: Model Sensitivity DOM Decay Rate Ref August

315 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 6.0 SENSITIVITY ANALYSIS Figure 6-7: Model Sensitivity Nitrification Rate Figure 6-8: Model Sensitivity Temperature Rate Coefficient Ref August

316 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 6.0 SENSITIVITY ANALYSIS Figure 6-9: Model Sensitivity Light Extinction Coefficient Figure 6-10: Model Sensitivity Saturating Light Intensity Ref August

317 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 6.0 SENSITIVITY ANALYSIS Figure 6-11: Model Sensitivity Half Saturation Constant for Phytoplankton Figure 6-12: Model Sensitivity Half Saturation Constant for Nitrification Ref August

318 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 6.0 SENSITIVITY ANALYSIS Figure 6-13: Model Sensitivity Nitrogen to Chlorophyll α Ratio Figure 6-14: Model Sensitivity Phosphorus to Chlorophyll α Ratio Ref August

319 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 6.0 SENSITIVITY ANALYSIS Figure 6-15: Model Sensitivity Total Nitrogen Concentration of Ambient Inflows Figure 6-16: Model Sensitivity Total Phosphorus Concentration of Ambient Inflows Ref August

320 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 6.0 SENSITIVITY ANALYSIS 6.3 Sensitivity Analysis for Dissolved Oxygen Figure 6-17 presents the sensitivity analysis for parameters that influence dissolved oxygen kinetics. The field data and model predictions indicate dissolved oxygen concentrations near saturation levels. This indicates atmospheric reaeration as the dominant process influencing dissolved oxygen kinetics within the Río Negro. As such, the model shows limited sensitivity to uncertainties relating to parameter values relating to dissolved oxygen. Ref August

321 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 6.0 SENSITIVITY ANALYSIS Figure 6-17: Model Sensitivity Dissolved Oxygen Ref August

322 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 7.0 VISIBLE SURFACE ALGAL BLOOMS 7.0 VISIBLE SURFACE ALGAL BLOOMS Part C, Aquatic Biota, of this report presented media reports, photographs and satellite images to support the characterization of visible surface algal blooms within the reservoirs of the Río Negro. These reports are compared with measured and predicted chlorophyll α concentrations to further validate the model. Figure 7-1 presents an aerial photograph showing a surface algal bloom in the Palmar Reservoir that occurred on 6 th March 2010, and Figure 7-2 presents the measured and predicted chlorophyll α concentrations during the summer of Figure 7-1: Photograph of an Algal Bloom along the Río Negro, 2010 Figure 7-2: Measured and Predicted Chlorophyll α, Palmar Reservoir, Summer 2010 Ref August

323 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 7.0 VISIBLE SURFACE ALGAL BLOOMS The measured concentration of chlorophyll α on 1 st March 2010 was 14 μg/l compared with a predicted concentration of 19 μg/l. The measured value was taken by UTE in midchannel and over the photic zone, whereas the predicted is representative of the average concentration over the volume of the reservoir. This comparison implies that a measured or predicted concentration of chlorophyll α within this range could be associated with visible surface algal bloom somewhere within the reservoir. Figure 7-3 provides a similar comparison for other media reports of visible algal blooms (from Part C). Figure 7-3: Comparison of Visible Blooms Reported in Media to Predicted Chlorophyll Ref August

324 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 7.0 VISIBLE SURFACE ALGAL BLOOMS Figure 7-4 through Figure 7-9 compares the measured and predicted chlorophyll α concentration to satellite images for three different bloom events, and Figure 7-10 presents the results for all satellite images over the period 2008 to Figure 7-4 and Figure 7-5 compare the results for a bloom event that occurred within the Baygorria Reservoir on 27 th February The surface algal bloom is clearly evident in the main channel and northern arms towards the downstream end of the reservoir. The blooms show as green streaks as is typical of an algal bloom. The measured concentration of chlorophyll α on 1 st March 2011 was 7 μg/l compared with a predicted concentration of 16 μg/l. Figure 7-4: Satellite Image of Visible Algal Blooms, 27 th February 2011 Figure 7-5: Measured and Predicted Chlorophyll α, Baygorria Reservoir, Summer 2011 Ref August

325 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 7.0 VISIBLE SURFACE ALGAL BLOOMS Figure 7-6 and Figure 7-7 compare the results for a bloom event that occurred within the Baygorria Reservoir on 31 st January The surface algal bloom is evident in the main channel and northern arms towards the downstream end of the reservoir. The measured concentration of chlorophyll α on that day was 38 and 225 μg/l at centro and brazo, whereas the predicted concentration was 10 μg/l. (Figure 7-7 does not show the upper value in order to maintain a consistent scale across all figures). The measured values exceed the predicted since they represent discrete samples from within the algal bloom, whereas the predicted represents a volumetric average over the lower portion of the reservoir. Figure 7-6: Satellite Image of Visible Algal Blooms, 31 st January 2013 Figure 7-7: Measured and Predicted Chlorophyll α, Baygorria Reservoir, Summer 2013 Ref August

326 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 7.0 VISIBLE SURFACE ALGAL BLOOMS Figure 7-8 and Figure 7-9 compare the results for a bloom event that occurred within the Bonete Reservoir on 24 th February The event is recorded by measured and predicted chlorophyll α concentrations of 40 and 32 μg/l. The satellite image on 25 th February 2016 shows no evidence of a visible algal bloom. The discoloration in the image is interpreted as light cloud cover. Figure 7-8: Satellite Image of Visible Algal Blooms, 25 th February 2016 Figure 7-9: Measured and Predicted Chlorophyll α, Bonete Reservoir, Summer 2016 Figure 7-10 presents the results for all three reservoirs over the period 2008 to The measured and predicted concentrations of chlorophyll α are taken from the calibration results presented in Figure 5-1, and the interpretations from satellite images are taken from the analysis presented in Part C, Aquatic Biota, of this report. The interpretations from the satellite images are shown as symbols (red squares connected with a red line). These symbols identify the presence or absence of a visible algal bloom and a cursory indication of its relative magnitude. The symbols do not represent the concentration of chlorophyll α. If, on visual inspection, the satellite image revealed no indication of a visual algal bloom, the symbol was assigned a value of 0. If it indicate a visual algal bloom, the symbol was assigned a value of 10, 20 or 30 depending on the relative extent of the bloom. The absence of a symbol for a particular day indicates the absence of a satellite image or cloud cover on that day. Ref August

327 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 7.0 VISIBLE SURFACE ALGAL BLOOMS The comparison shows that, in general, a visible algal bloom is evident from the satellite images when the measured or predicted concentration of chlorophyll α exceeds approximately 10 μg/l. This does not imply that a chlorophyll α concentration of 10 μg/l is visible or not. It merely indicates that a visible surface algal bloom may be likely somewhere within the reservoir if the measured or predicted concentrations of chlorophyll α exceeds 10 μg/l. Figure 7-10: Comparison of Visible Blooms from Satellite Images to Predicted Chlorophyll It should be noted that the concentrations of chlorophyll α provides an indication of the presence of algae, but factors in addition to chlorophyll α determine if the algae forms a visible surface bloom or not. Wind, waves, currents, light intensity, temperature, time of day and algal species are all factors that determine whether or not a visible bloom forms on the Ref August

328 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION 7.0 VISIBLE SURFACE ALGAL BLOOMS surface or disperses through the water column and water body. The monitoring programs of UTE and DINAMA were designed to record the general water quality characteristics within the reservoirs and not the specific nature of algal blooms. Likewise, the model described herein was developed to predict the general water quality characteristics and not the specific nature of visible surface algal blooms. Visible blooms can be inferred from the measured and predicted chlorophyll α concentrations. Ref August

329 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part E, Water Quality Model SECTION REFERENCES 8.0 REFERENCES Akar and Jirka, CORMIX3: an expert system for the analysis and prediction of buoyant surface discharges. Canadian Council of Ministers of the Environment (CCME) Canadian water quality guidelines for the protection of aquatic life: Phosphorus: Canadian Guidance Framework for the Management of Freshwater Systems. Chapra, S.C., Introduction to Water Quality Modeling. NALMS 95 Workshop. University of Colorado. DINAMA, Términos de Referencia para la elaboración del Estudio de Impacto Ambiental para el Proyecto de Planta de celulosa Paso de los Toros. 13 de abril de Estudio Ingeniería Ambiental, Estimated watershed areas for Baygorria Reservoir. Personal communication. Klapwijk, A., W.J. Snodgrass, Lake Oxygen Model 1: Modeling Sediment Water Transport of Ammonia, Nitrate and Oxygen. Thomann R.V., and J.A. Mueller, Principles of Surface Water Quality Modeling and Control. Harper & Row, Publishers, Inc. US Army Corps of Engineers, CE-QUAL-W2: A Numerical Two-Dimensional, Laterally Averaged Model of Hydrodynamics and Water Quality. User s Manual. US Environmental Protection Agency, Eutrophication Processes, Processes and Equations Implemented in WASP7 Eutrophication Module. USEPA, Rates, Constants and Kinetics Formulations in Surface Water Quality Modelling (Second Edition). EPA/600/3-85/040. Wetzel, R.G Limnology. Academic Press, New York pp. Ref August

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331 UPM Pulp Mill Water Quality and Effluent Impact Assessment for a Proposed Pulp Mill along the Río Negro at Paso de los Toros Part F, Effects Assessment Report prepared for: Blanvira S.A. Avenida Italia 7519, Piso 2 Montevideo, Uruguay Report prepared by: EcoMetrix Incorporated 6800 Campobello Road Mississauga, Ontario L5N 2L8 Ref August 2018

332 UPM Pulp Mill Water Quality and Effluent Impact Assessment for a Proposed Pulp Mill along the Río Negro at Paso de los Toros Part F, Effects Assessment Mike White, Ph.D. Bruce T. Rodgers, M.Sc., P.Eng. Copyright 2018

333 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment Table of Contents TABLE OF CONTENTS Page 1.0 INTRODUCTION PROJECT DESCRIPTION Wastewater Treatment System Water Intake Effluent Discharge Rate Effluent Quality Proposed Effluent Discharge Limits Effluent Discharge Quality for Nitrogen Effluent Discharge Quality for Phosphorus Effluent Discharge Quality for Biochemical Oxygen Demand Diffuser Characteristics POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS Ambient Characteristics Effluent Characteristics Effects Assessment near the Proposed Discharge Effects Assessment within Nearby Lagoons Effects Assessment for Baygorria Reservoir Effluent Tracer within the Baygorria Reservoir Chlorophyll α Nitrate Ammonia Total Nitrogen Phosphate Total Phosphorus Biochemical Oxygen Demand Dissolved Oxygen POTENTIAL EFFECTS TO AQUATIC BIOTA Phytoplankton Cyanobacteria Comparison to WHO Guidelines Cyanobacteria Community Composition REFERENCES Ref August 2018 i

334 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment Table of Contents LIST OF TABLES Table 2-1: Effluent Discharge Limits Table 2-2: Effluent Discharge Quality for Nitrogen Table 2-3: Effluent Discharge Quality for Phosphorus Table 3-1: Ambient Inflows Table 3-2: Upper Bound Effluent Discharge Characteristics Assumed in Assessment Table 3-3: Predicted Water Quality under Worst Case Conditions Table 4-1: World Health Organization (2003) Guidelines for Recreational Waters Ref August 2018 ii

335 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment Table of Contents LIST OF FIGURES Figure 1-1: Site Location 1.2 Figure 1-2: Site Map Showing Approximate Location of the Proposed Mill 1.2 Figure 2-1: Nitrogen in Treated Effluent for the Fray Bentos Mill 2.3 Figure 2-2: Phosphorus in Treated Effluent for the Fray Bentos Mill 2.4 Figure 3-1: Mixing Zone 3.3 Figure 3-2: Satellite Images of Nearby Lagoons 3.5 Figure 3-3: Flow at Terra Gabriel Dam with Minimum Flow of 65 m3/s 3.6 Figure 3-4: Duration of Extended Low Flow Periods 3.6 Figure 3-5: Effluent Tracer Concentration under Current Flow Conditions 3.8 Figure 3-6: Predicted Chlorophyll α Concentrations with Mill Effluent at Upper Limit 3.9 Figure 3-7: Chlorophyll α Frequency of Exceedance with and without Mill Effluent 3.10 Figure 3-8: Predicted Nitrate Concentrations with Mill Effluent at Upper Limit 3.14 Figure 3-9: Predicted Ammonia Concentrations with Mill Effluent at Upper Limit 3.15 Figure 3-10: Predicted Total Nitrogen Concentrations with Mill Effluent at Upper Limit 3.16 Figure 3-11: Predicted Phosphate Concentrations with Mill Effluent at Upper Limit 3.17 Figure 3-12: Predicted Total Phosphorus Concentrations with Mill Effluent at Upper Limit 3.18 Figure 3-13: Predicted BOD5 Concentrations with Mill Effluent at Upper Limit 3.19 Figure 3-14: Predicted Dissolved Oxygen Concentrations with Mill Effluent at Upper Limit 3.20 Figure 4.1: Relationship between Chlorophyll α and Total Phytoplankton Density 4.1 Figure 4.2: Predicted Phytoplankton Density with Mill Effluent at Upper Limit 4.3 Figure 4.4: Relationship between Chlorophyll α and Cyanobacteria Density 4.4 Figure 4.5: Predicted Cyanobacteria Density with Mill Effluent at Upper Limit 4.5 Figure 4-7: Inorganic Nitrogen to Phosphorus Ratio with Mill Effluent at Upper Limit 4.8 Ref August 2018 iii

336 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION INTRODUCTION 1.0 INTRODUCTION UPM is considering alternatives for long-term development in Uruguay. This involves the construction of a state-of-the-art pulp mill near Paso de los Toros, Uruguay, as shown in Figure 1-1 and Figure 1-2. The mill is expected to start up in year 2021 and will have a production capacity of 2,100,000 air dry tonnes per year (ADt/yr). UPM set a design criteria for the project to include compliance with current Uruguayan legislation, as well as compliance with international standards and recommendations for modern mills as stated in the EU Best Available Techniques (BAT). The project requires an environmental authorization (Autorización Ambiental Previa, or AAP). To obtain the AAP, the project has to be communicated to the Ministerio de Vivienda, Ordenamiento Territorial y Medio Ambiente (MVOTMA) through a Project Communication; Environmental Location Viability (VAL) has to be obtained; and after Project Classification by MVOTMA, an Environmental Impact Study (EIS) has to be submitted. This report provides the water quality and effluent effects assessment to support the EIS. It is presented in six parts as follows: Part A, Water Balance presents the water balance for the river based on measured flows and water elevations, and assesses the viability of low flow augmentation. Part B, Water Quality presents the available water quality data obtained by UTE and provides an interpretation of the data. Part C, Aquatic Biota presents the available data to characterize the aquatic biota within the Río Negro, and reviews available satellite images to detect algal blooms. Part D, Hydrodynamic Model presents the theoretical basis and results for the hydrodynamic model used to assess the transport and dispersion processes for Baygorria Reservoir. Part E, Water Quality Model presents the theoretical basis for the water quality model used to assess the factors that influence water quality within the Río Negro. Part F, Effects Assessment presents the assessment of potential effects of the proposed mill effluent discharge on water quality within the Río Negro. The following sections pertain to Part F, Effects Assessment. Ref August

337 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION INTRODUCTION Figure 1-1: Site Location Figure 1-2: Site Map Showing Approximate Location of the Proposed Mill Ref August

338 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 2.0 PROJECT DESCRIPTION 2.0 PROJECT DESCRIPTION UPM is proposing the development of a pulp mill along the shores of the Río Negro near the city of Paso de los Toros in Uruguay. The mill will produce a high quality pulp from locally grown eucalyptus at an annual production capacity of 2,100,000 ADt/year. The mill is proposing to utilize the water resource of the Rio Negro for process, cooling and waste assimilation. The Environmental Impact Study (Amorín, 2018) describes the proposed mill and associated water treatment plant. The sections below summarize the information relevant to the assessment of water quality. 2.1 Wastewater Treatment System The wastewater treatment plant will employ an activated sludge treatment process that will include two or three equalization and safety basins, two aeration basins, degassing tanks, and primary and secondary clarifiers. It will have a hydraulic retention time of approximately 48-hours. The treatment system fulfills all recommendations of EC BREF Water Intake The mill will source the raw water supply from the Río Negro. The annual volume of water drawn from the river will comply with the water intake authorization from DINAGUA. For design purposes, the long term average rate of withdraw is estimated to be 23 m 3 /ADt, or approximately 1.5 m 3 /s. 2.3 Effluent Discharge Rate The mill will discharge treated effluent to the Río Negro at a long term average rate of 18 m 3 /ADt or approximately 1.2 m 3 /s. 2.4 Effluent Quality Proposed Effluent Discharge Limits Error! No se encuentra el origen de la referencia. summarizes the proposed effluent discharge limits. These values are based on discharge limits for UPM s mill at Fray Bentos and Montes del Plata s mill at Punta Pereira. The effluent quality is expected to be similar to that at UPM s mill at Fray Bentos since both mills will employ similar process and treatment technologies, and both mills will source similar wood supply. The concentration limits are generally based on Decree 253/79 for direct discharges to watercourses and expressed as daily maximum values. The concentration limits for AOX and total nitrogen are expressed as annual average values. The concentration limit for total Ref August

339 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 2.0 PROJECT DESCRIPTION phosphorus of 2 mg/l is specified as the 90 th percentile on an annual basis. A daily maximum value of 5 mg/l is also proposed for total phosphorus. The water temperature limit is 30 C based on Decree 253/79. A water temperature limit of 37 C, similar to that applied to the mills at Fray Bentos and Punta Pereira, may be considered but has not been addressed in this assessment. The annual average and monthly maximum load limits are estimated based on the design specifications for the various components of the wastewater treatment system, and experience at UPM s mill at Fray Bentos. Table 2-1: Effluent Discharge Limits Parameter Annual Average Load Monthly Maximum Load Concentration Limit a Aesthetic Floating material - - absent Conventional Temperature C TSS 1 kg/adt 7.7 t/d 150 mg/l ph to 9.0 Conductivity - - 8,000 μs/cm COD 15 kg/adt 115 t/d - BOD 0.7 kg/adt 5.4 t/d 60 mg/l AOX 0.15 kg/adt 1.2 t/d 6 mg/l b Oil and grease mg/l Detergents (LAS) mg/l Microbiological Fecal coliforms - - 5,000 FC/100 ml Nutrients Nitrogen total 0.2 kg/adt 1.5 t/d 8 mg/l b Nitrates (NO3) mg/l Ammonia (total) mg/l Total Phosphorus 0.02 kg/adt 0.15 t/d 2 mg/l c Toxins Cyanide mg/l Phenolic comp (as phenol) mg/l Sulphides mg/l 2,3,7,8-TCDD pg/l 2,3,7,8-TCDF pg/l Metals - - Arsenic mg/l Cadmium mg/l Copper mg/l Chromium mg/l Mercury mg/l Nickel mg/l Lead mg/l Zinc mg/l a Concentration limits are generally specified as daily limits, with the exception of AOX and total nitrogen. b Concentration limits for AOX and total nitrogen are specified as annual average values. c Concentration limit for total phosphorus is specified as 2 mg/l 90% of the time and not to exceed 5 mg/l at any time. Ref August

340 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 2.0 PROJECT DESCRIPTION Effluent Discharge Quality for Nitrogen Effluent discharge limits are proposed for total nitrogen, nitrate and ammonia. During normal operations the treated effluent quality is expected to be significantly lower than the specified limits. Figure 2-1 presents the measured effluent quality for nitrogen for the UPM mill at Fray Bentos. Over the period January 2008 to November 2017, the average concentration of total nitrogen was approximately 2.7 mg/l compared with the annual average discharge limit of 8 mg/l. Likewise for ammonia and nitrate, the long term average concentrations were 0.4 mg/l and 0.8 mg/l, compared with concentration limits of 5 mg/l and 4 mg/l. The total nitrogen in the treated effluent is comprised of soluble and insoluble forms. The average concentration of soluble nitrogen is 2.3 mg/l, or approximately 85% of the total nitrogen. A portion of this soluble nitrogen is in the form of ammonia, nitrite and nitrate. The balance is assumed bound in dissolved organic matter. The average concentration of insoluble nitrogen is 0.4 mg/l, or approximately 15% of the total nitrogen. The insoluble nitrogen is assumed bound in detritus. Table 2-2 summarizes the inferred concentrations of the various forms of nitrogen in the treated effluent at the average concentration and at the discharge limit. The assessment of potential effects is based on the expected concentration at the proposed discharge limit for total nitrogen of 8 mg/l. Figure 2-1: Nitrogen in Treated Effluent for the Fray Bentos Mill Ref August

341 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 2.0 PROJECT DESCRIPTION Table 2-2: Effluent Discharge Quality for Nitrogen Parameter Long-term Average Percent of Expected Concentration Concentration (mg/l) Total Nitrogen at Discharge Limit (mg/l) Total nitrogen Soluble nitrogen % 6.8 Insoluble nitrogen % 1.2 Ammonia % 1.2 Nitrate + nitrite % 2.4 Detrital nitrogen % 1.2 Dissolved organic nitrogen % Effluent Discharge Quality for Phosphorus Effluent discharge limits proposed for total phosphorus include a 90 th percentile of 2 mg/l and an upper bound of 5 mg/l. During normal operations, the treated effluent quality is expected to be significantly lower than the specified limits. Figure 2-2 presents the measured effluent quality for phosphorus for the UPM mill at Fray Bentos. Over the period January 2008 to November 2017, the average concentration of total phosphorus was approximately 0.9 mg/l. Approximately 0.7 mg/l, or 78% of the total phosphorus, was in a soluble form as phosphate. The balance of 0.2 mg/l, or 22% of the total phosphorus, was in an insoluble form bound in detritus. Table 2-3 summarizes the inferred concentrations of the various forms of phosphorus in the treated effluent at the average concentration and at the discharge limit. The assessment of potential effects is based on the expected concentration at the proposed discharge 90 th percentile limit of 2 mg/l for total phosphorus. Figure 2-2: Phosphorus in Treated Effluent for the Fray Bentos Mill Table 2-3: Effluent Discharge Quality for Phosphorus Parameter Long-term Average Percent of Expected Concentration at Concentration (mg/l) Total Nitrogen Discharge Limit (mg/l) Total phosphorus Soluble phosphorus % 1.6 Insoluble phosphorus % 0.4 Phosphate % 1.6 Detrital phosphorus % 0.4 Dissolved organic phosphorus Ref August

342 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 2.0 PROJECT DESCRIPTION Effluent Discharge Quality for Biochemical Oxygen Demand The proposed effluent discharge limit for biochemical oxygen demand is 60 mg/l. Under normal operations, the biochemical oxygen demand is expected to be 12 mg/l or less. 2.5 Diffuser Characteristics The mill is proposing to discharge a high quality, treated effluent to the Río Negro through an offshore, submerged, multi-port diffuser. The diffuser will be designed to optimize the mixing potential so as to minimize the spatial extent of the mixing zone. Part D, Hydrodynamic Model, of this report describes the preliminary diffuser configuration (Piedra-Cueva, 2018). It consists of a 140 m long diffuser extending perpendicular to the direction of flow and centered at mid-channel. Model simulations (Piedra-Cueva, 2018) indicate a potential mixing zone of approximately 1,000 m, assuming a constant water elevation of 53.7 m and minimum flow of 65 m 3 /s. Under actual water levels and flows over the 1999 to 2018 period, the potential mixing zone is estimated to extend approximately 1,600 m based on the 98 th percentiles. All scenarios assume low flow augmentation of 65 m 3 /s. Ref August

343 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS The following sections provide an assessment of the potential effects of the proposed discharge on water quality within Baygorria Reservoir. The assessment considers the baseline condition of existing flows with low flow augmentation at 65 m 3 /s. Part A, Water Balance, of this report provides further details regarding low flow augmentation. 3.1 Ambient Characteristics The assessment considers the ambient characteristics of the Río Negro and associated inflows to the river, as summarized in Table 3-1. Water elevations and flows vary as described in each scenario. Temperatures vary by month and by reservoir based on the 75 th percentile of measured values, as summarized in Part B, Water Quality, of this report. Total suspended solids, ph and conductivity are assumed constant at the 75 th percentile of measured values, and BOD is assumed at one-half the detection limit. Table 3-1: Ambient Inflows Parameter Unit Value Parameter Unit Value Flows Nutrients Water elevation m 3 /s variable Total phosphorus μg/l 90 Flow m 3 /s variable Phosphate μg/l 70 Conventional Detrital phosphorus μg/l 20 Temperature C variable Dissolved organic phosphorus μg/l 0 TSS mg/l 13.6 Toxins ph Cyanide mg/l - Conductivity μs/cm 102 Phenolic comp (as phenol) mg/l - BOD mg/l 0.5 Sulphides mg/l - AOX mg/l - 2,3,7,8-TCDD pg/l - Oil and grease mg/l - 2,3,7,8-TCDF pg/l - Detergents (LAS) mg/l - Metals Microbiological Arsenic mg/l - Fecal coliforms fc/100 ml - Cadmium mg/l - Nutrients Copper mg/l - Nitrogen total μg/l 600 Chromium mg/l - Nitrate μg/l 300 Mercury mg/l - Ammonia (total) μg/l 0 Nickel mg/l - Detrital nitrogen μg/l 300 Lead mg/l - Dissolved organic nitrogen μg/l 0 Zinc mg/l - The concentration of nitrogen and phosphorus within the ambient inflows have been inferred from the measured concentrations within the river taking into account the influence of algal growth kinetics. The assessment assumes that the concentrations of nitrogen and phosphorus compounds remain constant in time and across all inflows, as further described in Part E, Water Quality Model, of this report. Data were not identified to characterize the ambient water quality for metals, toxins, fecal coliforms, and certain conventional parameters. The assessment considers the potential change in concentration for these parameters rather than the absolute value. Ref August

344 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS The quality of water flowing from one reservoir to the next is based on model predictions. 3.2 Effluent Characteristics The assessment considers the upper bound condition for the effluent discharge as summarized in Table 3-2. This provides for a conservative estimate of potential effects since the upper bound condition far exceeds the expected effluent quality. Water intake and effluent discharge rates are based on the expected long-term average values from Section 2.2 and Section 2.3. The quality of the final effluent is based on the permit values from Section 2.4.1, with the exception of nitrogen and phosphorus compounds. The concentration of nitrate, ammonia and phosphate are based on the expected concentrations at the permit limit for total nitrogen and total phosphorus, as discussed in Section and Section The values used far exceed the expected concentrations. Table 3-2: Upper Bound Effluent Discharge Characteristics Assumed in Assessment Parameter Unit Value Parameter Unit Value Flows Nutrients Water intake m 3 /s 1.5 Total phosphorus μg/l 2,000 Effluent discharge m 3 /s 1.2 Phosphate μg/l 1,600 Conventional Detrital phosphorus μg/l 400 Temperature C 30 Dissolved organic phosphorus μg/l 0 TSS mg/l 150 Toxins ph to 9.0 Cyanide mg/l 1 Conductivity μs/cm 8,000 Phenolic comp (as phenol) mg/l 0.5 BOD mg/l 60 Sulphides mg/l 1 AOX mg/l 6 2,3,7,8-TCDD pg/l 15 Oil and grease mg/l 50 2,3,7,8-TCDF pg/l 50 Detergents (LAS) mg/l 4 Metals Microbiological Arsenic mg/l 0.5 Fecal coliforms fc/100 ml 5,000 Cadmium mg/l 0.05 Nutrients Copper mg/l 1 Nitrogen total μg/l 8,000 Chromium mg/l 1 Nitrate μg/l 2,400 Mercury mg/l Ammonia (total) μg/l 1,200 Nickel mg/l 2 Detrital nitrogen μg/l 1,200 Lead mg/l 0.3 Dissolved organic nitrogen μg/l 3,200 Zinc mg/l 0.3 Ref August

345 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS 3.3 Effects Assessment near the Proposed Discharge The mill is proposing to discharge a high quality, treated effluent to the Río Negro through an offshore, submerged, multi-port diffuser located downstream from Paso de los Toros. The diffuser will be designed to optimize the mixing potential so as to minimize the spatial extent of the mixing zone. Part D, Hydrodynamic Model, of this report, and Section 2.5 above provide further information regarding the proposed diffuser and resulting mixing zone. The model simulations (Piedra-Cueva, 2018) indicate a potential mixing zone of approximately 1,600 m downstream from the proposed diffuser and complete mixing within 5 km from the discharge. But assume low flow augmentation of 65 m 3 /s. Figure 3-1 shows the spatial extent of the mixing zone superimposed over the effluent concentration contours predicted from the hydrodynamic model, (Part D, Piedra-Cueva, 2018). The contours are based on the 98 th percentile. Figure 3-1: Mixing Zone Ref August

346 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS At the edge of the mixing zone, the effluent is predicted to be diluted to approximately 42:1 (ambient water to effluent). Fully mixed conditions occur within 5 km downstream from the discharge. Assuming low flow augmentation of 65 m 3 /s and seepage through the Gabriel Terra Dam of 8 m 3 /s, the total dilution under fully mixed conditions is 62:1. Table 3-3 presents the predicted water quality within the upper Baygorria Reservoir under worst case conditions. These conditions assume low flows at Gabriel Terra Dam and upper bound effluent discharge characteristics. Table 3-3: Parameter Predicted Water Quality under Worst Case Conditions at Gabriel at Paso de los at edge of Units Terra Dam a Toros b mixing zone c at 5 km downstream d Conventional Temperature C TSS mg/l Conductivity μs/cm BOD mg/l AOX mg/l Oil and grease mg/l Detergents (LAS) mg/l Microbiological e Fecal coliforms /100 ml Nutrients Nitrogen total μg/l Nitrates (NO 3) μg/l Ammonia (total) μg/l Total Phosphorus μg/l Phosphate μg/l Toxins e Cyanide mg/l Phenolic comp (as phenol) mg/l Sulphides mg/l ,3,7,8-TCDD f pg/l ,3,7,8-TCDF f pg/l Metals e - - Arsenic mg/l Cadmium mg/l Copper mg/l Chromium mg/l Mercury mg/l Nickel mg/l Lead mg/l Zinc mg/l a Water quality at Gabriel Terra Dam based on the 75 th percentile of measured values at Bonete Reservoir from Part B, Water Quality. b Water quality at Paso de los Toros assumed to be comparable to the water quality at Gabriel Terra Dam and will be unaffected by the mill effluent discharge. Low flow augmentation may result in improved water quality. c Water quality at the edge of the mixing zone based on a dilution of 42:1 from the hydrodynamic model. d Water quality at 5 km downstream based on a dilution of 62:1 based on a minimum flow of 65 m 3 /s and seepage of 8 m 3 /s. These estimates do not account for algal kinetics or nutrient cycles. e f Water quality for fecal coliforms, toxins and metals in Bonete Reservoir were not accounted for. Experience at other modern ECF mills throughout the world shows that 2,3,7,8-TCDD and 2,3,7,8-TCDF are not produced at detectable levels. Ref August

347 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS The water quality at Paso de los Toros will not be affected by the proposed discharge of effluent from the mill. The water quality is expected to be comparable with the water quality at the Gabriel Terra Dam, subject to local influences. The water quality at the edge of the mixing zone and at fully mixed conditions is expected to comply with water quality objectives with the exception of total phosphorus, which exceeds the objectives throughout the reservoir under ambient conditions. 3.4 Effects Assessment within Nearby Lagoons Part C, Aquatic Biota, of this report presented available Landsat 7 imagery for the Río Negro. A total of 404 daytime images were aquired from August 1999 until August Of these images, 240 were useable for surface algal bloom detection for Baygorria Reservoir, and of these 29 showed surface algal blooms within the reservoir. None of these images showed surface algal blooms within the lagoons near the proposed mill site. Figure 3-2 shows two satellite images for periods where surface algal blooms were detected in the reservoir. These images show no visible sign of algal blooms within the lagoons near the proposed mill site. Figure 3-2: Satellite Images of Nearby Lagoons The model simulations (Piedra-Cueva, 2018) show that the lagoon nearest to the proposed discharge may receive effluent at a dilution in the 90:1 to 110:1 range based on the 98 th percentile. Lagoons further downstream may receive effluent at the fully mixed condition, which may range from 62:1 to over 500:1, depending on the flow at the Gabriel Terra Dam. Ref August

348 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS It does not appear from these results that the discharge has the potential to impact water quality within the nearby lagoons. 3.5 Effects Assessment for Baygorria Reservoir The effects assessment considers the potential water quality effects of the effluent discharge within the main channel of Baygorria Reservoir under the following conditions: upper bound effluent characteristics; flow and water elevation characteristics for the 2008 to 2016 period; and low flow augmentation with a minimum flow of 65 m 3 /s. Figure 3-3 presents the measured flows at the Terra Gabriel Dam with the specified minimum flow. As shown, the flows are highly variable, ranging from 65 m 3 /s to a maximum flow of 4,886 m 3 /s. Periods of low flow extend for up to 100 consecutive days, as shown in Figure 3-4. Figure 3-3: Flow at Terra Gabriel Dam with Minimum Flow of 65 m 3 /s Figure 3-4: Duration of Extended Low Flow Periods Ref August

349 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS The predicted water quality under these conditions with mill effluent are compared against the base case without mill effluent and without low flow augmentation. The base case corresponds to the model calibration results presented in Part E, Water Quality Model, of this report. The predicted water quality is also compared against measured data for perspective Effluent Tracer within the Baygorria Reservoir When effluent is discharged to the river, it will mix laterally and vertically as it is transported downstream. As shown in Figure 3-5, the concentration of a tracer that represents effluent varies depending on the flow in the river and the location downstream. The tracer is treated as a conservative parameter that does not undergo biochemical or physical processes other than transport and mixing. At Paso de los Toros, the water quality will remain unaffected by the mill discharge. At 5 km downstream from the discharge, the concentration of effluent varies from near zero during high flow periods to a maximum of 1.6% effluent during low flow periods. At 28 km downstream, the concentration of effluent varies from near zero during high flow periods to a maximum 1.5% during low flow periods, and near the outlet, the concentration varies from near zero to a maximum of 1.2% during prolonged low flow periods Chlorophyll α Figure 3-6 presents the predicted concentration of chlorophyll α within the Baygorria Reservoir at the upper bound effluent characteristics and with low flow augmentation. The blue line depicts the baseline condition without mill effluent and without low flow augmentation, and the red line depicts the predicted change in concentration with mill effluent and with low flow augmentation. The measured data are shown for comparison. The mill effluent is not expected to affect the concentration of chlorophyll α within the reservoir with low flow augmentation of 65 m 3 /s. At Paso de los Toros, the maximum concentration of chlorophyll α reduced from 21 μg/l for the current condition without mill effluent and without low flow augmentation to 17 μg/l for the condition with mill effluent and with low flow augmentation. This extreme condition occurred during a prolonged low flow period during the summer of In other years, the difference in chlorophyll α in negligible. Ref August

350 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS Figure 3-5: Effluent Tracer Concentration under Current Flow Conditions Ref August

351 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS Figure 3-6: Predicted Chlorophyll α Concentrations with Mill Effluent at Upper Limit Ref August

352 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS A similar result applies to much of the reservoir extending downstream from the proposed discharge. Low flow augmentation results in a reduction in the peak summer concentration of chlorophyll α, hence mitigating the potential effect of the proposed discharge. At 28 km downstream, the peak concentration of chlorophyll α is predicted to reduce from a maximum of 30 μg/l without mill effluent and without low flow augmentation to 23 μg/l with mill effluent and with low flow augmentation. Near the outlet of the reservoir at Baygorria Dam, the concentration of chlorophyll α peaked at 35 μg/l for the case with mill effluent and with low flow augmentation as compared to 33 μg/l for the base condition without effluent. Figure 3-7 compares the predicted values as a frequency distribution over the December through March period. The predicted frequency distribution under the base case without mill effluent and low flow augmentation is shown as the red line and red symbols, whereas the predicted case with mill effluent and with low flow augmentation is shown as the blue line and blue symbols. The measured values are shown as yellow symbols for comparison. For the base case, the concentration of chlorophyll α exceeds 3.8 μg/l 90% of the time, exceeds 8.5 μg/l 50% of the time, and exceeds 14.3 μg/l 10% of the time. In comparison, the predicted concentration with mill effluent and with low flow augmentation exceeds 3.2 μg/l 90% of the time, exceeds 7.8 μg/l 50% of the time, and exceeds 14.2 μg/l 10% of the time. Low flow augmentation of 65 m 3 /s offsets the potential effect of the proposed effluent discharge with respect to the algal growth. Figure 3-7: Chlorophyll α Frequency of Exceedance with and without Mill Effluent Nitrate Figure 3-8 presents the predicted concentration of nitrate within the Baygorria Reservoir at the upper bound effluent characteristics. The blue line depicts the baseline condition, and the red line depicts the predicted change due to mill effluent. Ref August

353 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS The mill effluent is not expected to affect the concentration of nitrate with in the river with low flow augmentation of 65 m 3 /s. At Paso de los Toros, the maximum concentration of nitrate reduced from 380 μg/l for the current condition without mill effluent and without low flow augmentation to 300 μg/l for the condition with mill effluent and with low flow augmentation. This extreme condition occurred during the winter of In other years, the difference in nitrate in negligible. Downstream from the proposed discharge, the concentration of nitrate remains more or less unchanged between scenarios with and without mill effluent and low flow augmentation. The peak concentration of nitrate is approximately 360 μg/l downstream from the proposed discharge for both scenarios. This concentration is well below the decree value of 10,000 μg/l. This prediction is based on the conservative estimate of 2,400 μg/l nitrate in mill effluent. During normal operations, the nitrate concentration is expected to be approximately 800 μg/l in effluent Ammonia Figure 3-9 presents the predicted concentration of ammonia within the Baygorria Reservoir at the upper bound effluent characteristics. The peak concentration of ammonia at Paso de los Toros is predicted to be 85 μg/l with mill effluent and low flow augmentation as compared to 90 μg/l for the base case without mill effluent and low flow augmentation. At 5 km downstream from the proposed mill discharge, the peak ammonia concentration with mill effluent and low flow augmentation is predicted to be 82 μg/l as compared to a base case of 86 μg/l. Near the outlet, the concentration under both scenarios is predicted to be 64 μg/l. The scenario assumes the mill continuously discharges ammonia at a concentration of 1,200 μg/l. This results in a highly conservative estimate of potential effect since the expected concentration of ammonia in effluent is approximately 400 μg/l Total Nitrogen Figure 3-10 presents the predicted concentration of total nitrogen within the Baygorria Reservoir at the upper bound effluent characteristics. The maximum concentration of total nitrogen at Paso de los Toros is predicted to be approximately 800 under both conditions, with and without mill effluent and low flow augmentation. Ref August

354 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS At 5 km downstream from the proposed discharge, the peak concentration of total nitrogen is predicted to be approximately 865 μg/l for the case with mill effluent as compared to approximately 796 μg/l for the base case without mill effluent. The concentration difference diminishes with distance downstream. The scenario assumes the mill continuously discharges total nitrogen at a concentration of 8,000 μg/l. This results in a highly conservative estimate of potential effect since the expected concentration of total nitrogen in effluent is approximately 2,700 μg/l Phosphate Figure 3-11 presents the predicted concentration of phosphate within the Baygorria Reservoir at the upper bound effluent characteristics. The maximum concentration of phosphate at Paso de los Toros is predicted to be approximately 69 under both conditions, with and without mill effluent and low flow augmentation. The concentration of phosphate at 5 km downstream from the discharge is predicted to peak at approximately 88 μg/l for the case with mill effluent as compared to approximately 69 μg/l for the base case without mill effluent. The concentration difference diminishes with distance downstream. The scenario assumes the mill continuously discharges phosphate at a concentration of 1,600 μg/l. This results in a highly conservative estimate of potential effect since the expected concentration of phosphate in effluent is approximately 700 μg/l Total Phosphorus Figure 3-12 presents the predicted concentration of total phosphorus within the Baygorria Reservoir at the upper bound effluent characteristics under 2008 to 2016 flows. The maximum concentration of total phosphorus at Paso de los Toros is predicted to be approximately 108 under both conditions, with and without mill effluent and low flow augmentation. The concentration of total phosphorus at 5 km downstream from the discharge is predicted to peak at approximately 120 μg/l for the case with mill effluent as compared to approximately 107 μg/l for the base case without mill effluent. The concentration difference diminishes with distance downstream. The scenario assumes the mill continuously discharges total phosphorus at a concentration of 2,000 μg/l. This results in a highly conservative estimate of potential effect since the expected concentration of total phosphorus in effluent is approximately 900 μg/l. Ref August

355 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS Biochemical Oxygen Demand Figure 3-13 presents the predicted concentration of biochemical oxygen demand within the Baygorria Reservoir at the upper bound effluent characteristics under 2008 to 2016 flows. The biochemical oxygen demand at 5 km downstream from the discharge is predicted to peak at approximately 1.5 mg/l for the case with mill effluent as compared to approximately 0.5 mg/l for the base case without mill effluent. The concentration diminishes with distance downstream. The scenario assumes the mill continuously discharges biochemical oxygen demand at a concentration of 60 mg/l. This results in a conservative estimate of potential effect since the expected biochemical oxygen demand in effluent is 12 mg/l or less Dissolved Oxygen Figure 3-14 presents the predicted concentration of dissolved oxygen within the Baygorria Reservoir at the upper bound effluent characteristics under 2008 to 2016 flows. For the base case without mill effluent, the dissolved oxygen concentration within the reservoir generally remained within the range of 7 to 9 mg/l, approximately 80% to 100% saturation. Temporal and spatial variations reflected differences in temperature rather than differences in biochemical oxygen demand. Low flow augmentation offsets the potential oxygen demand exerted by the effluent. The minimum concentration of dissolved oxygen is predicted to be 6.9 mg/l at 5 to 16 km downstream. Further downstream, the concentration of dissolved oxygen restores to base case levels. Ref August

356 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS Figure 3-8: Predicted Nitrate Concentrations with Mill Effluent at Upper Limit Ref August

357 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS Figure 3-9: Predicted Ammonia Concentrations with Mill Effluent at Upper Limit Ref August

358 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS Figure 3-10: Predicted Total Nitrogen Concentrations with Mill Effluent at Upper Limit Ref August

359 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS Figure 3-11: Predicted Phosphate Concentrations with Mill Effluent at Upper Limit Ref August

360 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS Figure 3-12: Predicted Total Phosphorus Concentrations with Mill Effluent at Upper Limit Ref August

361 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS Figure 3-13: Predicted BOD 5 Concentrations with Mill Effluent at Upper Limit Ref August

362 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 3.0 POTENTIAL WATER QUALITY EFFECTS Figure 3-14: Predicted Dissolved Oxygen Concentrations with Mill Effluent at Upper Limit Ref August

363 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 4.0 POTENTIAL EFFECTS TO AQUATIC BIOTA 4.0 POTENTIAL EFFECTS TO AQUATIC BIOTA Section 3.0 present a quantitative assessment of the potential effects of mill effluent on water quality within the Baygorria Reservoir. It focuses on dissolved oxygen, nutrients and chlorophyll α as indicators of potential change. The following sections provide an assessment of the potential effects of the proposed discharge on aquatic biota within Baygorria Reservoir. It focuses on phytoplankton and cyanobacteria as indicates of the general health of the aquatic ecosystem and safety to livestock and humans. The assessment draws from monitoring data and literature presented in Part C, Aquatic Biota, of this report. 4.1 Phytoplankton As discussed in Part C, Aquatic Biota, of this report, phytoplankton abundance typically increases proportionally with chlorophyll α concentrations (Boyer et al., 2009). This is to be expected since chlorophyll α is often used as a surrogate indicator for phytoplankton. The relationship between chlorophyll α and total phytoplankton density was presented in Part C and reproduced in Figure 4.1 and Equation 4-1. This relationship was derived from measured data for the three reservoirs. Figure 4.1: Relationship between Chlorophyll α and Total Phytoplankton Density Equation 4-1 Where: C chl = concentration of chlorophyll α (μg/l) C Phyto = density of phytoplankton (cells/ml) The density of total phytoplankton within the reservoir can be estimated from this relationship and the predicted concentrations of chlorophyll α presented in Figure 3-6 and Error! No se encuentra el origen de la referencia.. Ref August

364 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 4.0 POTENTIAL EFFECTS TO AQUATIC BIOTA Figure 4.2 presents the predicted density of phytoplankton within the main channel of the Baygorria Reservoir. The blue lines depict the baseline condition without mill effluent and without low flow augmentation, and the red lines depict the predicted change in density with mill effluent and with low flow augmentation. The measured data are shown where available for comparison. The mill effluent is not expected to affect the density of phytoplankton with in the main channel of the river over the first 28 km downstream from the point of discharge. During the summer of 2010, the model predicts a reduced density as compared to the base case due to low flow augmentation. During the summer of 2011, the density of phytoplankton near the outlet peaked at 20,000 cells/ml on one occasion due to the effluent discharge. This marginally exceeds the density predicted for the base condition without effluent. This predicted change is based on a continuous discharge of effluent at the upper bound concentrations for phosphorus and nitrogen. At the expected concentration of these nutrients, low flow augmentation offsets the potential effects of mill effluent. Ref August

365 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 4.0 POTENTIAL EFFECTS TO AQUATIC BIOTA Figure 4.2: Predicted Phytoplankton Density with Mill Effluent at Upper Limit Ref August

366 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 4.0 POTENTIAL EFFECTS TO AQUATIC BIOTA 4.2 Cyanobacteria As discussed in Part C, Aquatic Biota, of this report, cyanobacteria abundance typically increases proportionally with chlorophyll α concentrations (WHO, 2003). This is to be expected since chlorophyll α is often used as a surrogate indicator for cyanobacteria. The relationship between chlorophyll α and total cyanobacteria density was presented in Part C and reproduced in Figure 4.3 and Equation 4-2. This relationship was derived from measured data for the three reservoirs. Figure 4.3: Relationship between Chlorophyll α and Cyanobacteria Density Equation 4-2 Where: C chl = concentration of chlorophyll α (μg/l) C Cyano = density of cyanobacteria (cells/ml) The density of total cyanobacteria within the reservoir can be estimated from this relationship and the predicted concentrations of chlorophyll α presented in Figure 3-6 and Error! No se encuentra el origen de la referencia.. Figure 4.4 presents the predicted density of cyanobacteria within the main channel of the Baygorria Reservoir. The blue lines depict the baseline condition without mill effluent and without low flow augmentation, and the red lines depict the predicted change in density with mill effluent and with low flow augmentation. The measured data are shown where available for comparison. The predicted densities of total cyanobacteria follow the same pattern as predicted for total phytoplankton. The densities within the main channel of the reservoir remain more or less unchanged as a result of the mill effluent. Ref August

367 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 4.0 POTENTIAL EFFECTS TO AQUATIC BIOTA Figure 4.4: Predicted Cyanobacteria Density with Mill Effluent at Upper Limit Ref August

368 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 4.0 POTENTIAL EFFECTS TO AQUATIC BIOTA Comparison to WHO Guidelines World Health Organization (WHO, 2003) published guidelines for recreational waters. As summarized in Table 4-1, a cyanobacterial density of 20,000 cells/ml has a relatively low probability of causing an adverse health effect, such as irritative or allergenic effects. A cyanobacterial density of 100,000 cells/ml represents the guideline value for moderate health alert in recreational waters. Table 4-1: World Health Organization (2003) Guidelines for Recreational Waters Guideline Level Cyanobacteria Density (cells/ml) Relatively low probability of adverse health effects 20,000 Moderate probability of adverse health effects 100,000 High probability of adverse health effects 10,000,000 The densities of total cyanobacteria are predicted to comply with the WHO guideline low effects level of 20,000 cells/ml throughout the Baygorria Reservoir and its tributary lagoons. The highest density predicted in the main channel was 16,000 cells/ml for the case with mill effluent, compared to 15,000 cells/ml for the case without mill effluent and a measured value of 12,000 cells/ml. The predicted values are based on the average over the width and depth of the reservoir. Higher densities are expected within the algal bloom Cyanobacteria Community Composition As described in Part C, Aquatic Biota, cyanobacteria have a number of unique characteristics relative to other phytoplankton that may provide a competitive advantage. Literature suggests that altering water column nitrogen to phosphorus ratio may elicit a response in phytoplankton community structure (Paerl et al., 2014; Berg and Sutula, 2015). Cyanobacteria have a nitrogen to phosphorus ratio of approximately 11:1 on a mass basis (Geider and LaRoche, 2002), identical to the organic nitrogen to organic phosphorus ratio observed from the available monitoring data for the Río Negro, as discussed in Part D, Water Quality Model. As further discussed in Part D, the ambient waters of the Río Negro generally contain less inorganic nitrogen relative to the availability of inorganic phosphorus to meet the stoichiometric requirement for growth. As shown in Figure 4-5, this ratio ranges from approximately 1:1 to 6:1, and follows a seasonal pattern with lowest ratios during the summer and highest ratios during the winter. At no time does the observed or predicted ratio exceed 11:1, the stoichiometric ratio for cyanobacteria. The scientific literature is not sufficient to allow for a confident prediction concerning the cyanobacteria community response to nutrient changes. This is particularly so for the Río Negro as it is eutrophic (IIIarze, 2015 and Chalar et al., 2014) and likely less sensitive to Ref August

369 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 4.0 POTENTIAL EFFECTS TO AQUATIC BIOTA such change (Schindler et al., 2008). Since the mill effluent generally has limited effect on the ratio, it is unlikely the mill effluent with effect the community structure of cyanobacteria. Ref August

370 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 4.0 POTENTIAL EFFECTS TO AQUATIC BIOTA Figure 4-5: Inorganic Nitrogen to Phosphorus Ratio with Mill Effluent at Upper Limit Ref August

371 UPM Pulp Mill, Water Quality Assessment, Part F, Effects Assessment SECTION 5.0 REFERENCES 5.0 REFERENCES Berg M, and Sutula M Factors Affecting Growth of Cyanobacteria. Technical Report Prepared for The Central Valley Regional Water Quality Control Board and The California Environmental Protection Agency State Water Resources Control Board (Agreement Number ). Pp 111. Chalar, G., M. Gerhard, M. Gonzalez-Piana & D. Fabian Hydrodynamics and eutrophication in three reservoirs subtropical chain. In: processes geochemical surface in Latin America. (Eds. JE Marcovecchio, SE Botté Freije & RH). Red Iberoamericana of Physics and Environmental Chemistry, Society Ibero-American Physics and Environmental Chemistry, Bahia Blanca: IIIarze, M Embalses como incubadoras de cianobacterias: efecto de la residencia del augua y de la disponibilidad de nutrientes. Universidad de la Republica Uruguay. Montevideo, Uruguay. Schindler, D.W., R.W. Hecky, D.L. Findlay et al Eutrophication of lakes cannot be controlled by reducing nitrogen input: results of a 37 year whole ecosystem experiment. Proceedings of the National Academy of Sciences USA 105: Ref August

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373 PROYECTO PLANTA DE CELULOSA UPM MODELACION HIDRODINAMICA Y DE LA PLUMA EMISARIO

374 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Informe elaborado por: Ismael Piedra-Cueva.- Julio

375 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Contenido 1. INTRODUCCION MODELO HIDRODINÁMICO RMA10/RMA RMA10: MODELO HIDRODINÁMICO RMA11: MODELO DE TRANSPORTE DE SUSTANCIAS MODELO DEL RÍO NEGRO ENTRE CH G.TERRA Y BAYGORRIA INFORMACIÓN BATIMÉTRICA MALLA DE CÁLCULO NIVELES Y CAUDALES EN EL LAGO DE BAYGORRIA. ESCENARIOS VIENTOS LOCALIZACIÓN DE LA DESCARGA CALIBRACIÓN Y VERIFICACIÓN DEL MODELO HIDRODINÁMICO CALIBRACIÓN VERIFICACIÓN DEL MODELO HIDRODINÁMICO RESULTADOS DEL MODELO HIDRODINÁMICO VELOCIDADES INVERSIÓN DEL FLUJO FLUJO HACIA/DESDE LAS LAGUNAS TIEMPO DE RESIDENCIA EN LAS LAGUNAS RESULTADOS DE SIMULACIONES DINÁMICAS ESCENARIO PT ESCENARIO PT ESCENARIO PT-1 CON DIFUSOR 140M PT-3 ESCENARIO HÍDRICO MEDIO ANUAL PT-4 FLUJO HACIA/DESDE LAS LAGUAS Y TIEMPO RESIDENCIA PT-5 SIMULACIONES DE LARGO PLAZO RESUMEN DE RESULTADOS

376 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM 1. Introduccion El objeto del presente informe es presentar los resultados del estudio del emisario vinculado al Proyecto de una planta de celulosa de UPM en las proximidades de Paso de los Toros, sobre el Río Negro. Este análisis se efectuó mediante la utilización de modelos numéricos de corrientes y de calidad de aguas. La aplicación del modelo hidrodinámico y de calidad de aguas permite estudiar la evolución espacial y temporal de la pluma de descarga, considerando las variaciones de niveles y caudales que ocurren en el Río Negro. Se pretende de esta forma, determinar zonas donde los efectos de la descarga pueden ser importantes, y en tal caso determinar la magnitud de la afectación. La metodología de trabajo aplicada consiste en la simulación del campo de velocidades y de los niveles del río y lago a través de un modelo hidrodinámico bidimensional integrado en vertical. El estudio de la pluma generada por la descarga del emisario se efectuó a través de la implementación del modelo hidrodinámico RMA10 acoplado a un modelo de transporte denominado RMA11. El análisis de dinámica de la pluma se realizó considerando situaciones dinámicas de flujo y vientos en el lago de Baygorria. Las simulaciones son forzadas por valores instantáneos de caudales y niveles en las fronteras del dominio. En este informe presentan las características del trabajo de modelación realizado y los principales resultados obtenidos. 4

377 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM 2. Modelo hidrodinámico RMA10/RMA11 En este capítulo se presenta una descripción del modelo numérico RMA10/RMA11 utilizado tanto para la modelación hidrodinámica como para la modelación del transporte sustancias en la zona del estudio. Se describen las principales características del mismo, las ecuaciones en las cuales se basa, las condiciones de borde impuestas, etc. 1. RMA10: Modelo hidrodinámico El modelo numérico tridimensional RMA-10 utilizado para la simulación del flujo en la costa de Montevideo y su bahía fue desarrollado por el Prof. Ian King de la Universidad de California en Davis. A continuación se describen las principales características de este modelo a partir de la información presentada en el manual del mismo (King, 1993). El modelo numérico RMA-10 tridimensional ha sido diseñado especialmente para simular la circulación hidrodinámica en cuerpos de agua con estratificación vertical por densidad. Este modelo ha sido aplicado exitosamente para estudiar flujos costeros y flujos en estuarios, como en la Bahía de San Francisco, en New York Harbor, en la Bahía Galveston, en las aguas costeras de Sydney, en el Río St. Lawrence y en las aguas costeras de Hong Kong (Warner, J. C. 2000). El modelo describe las variables de estado, presión y velocidad, en tres dimensiones resolviendo un conjunto de ecuaciones que derivan de la combinación de las ecuaciones de cantidad de movimiento de Navier-Stokes, continuidad volumétrica, advección-difusión, y una ecuación de estado que relaciona la densidad con la salinidad, temperatura y/o sedimento suspendido. En este modelo las fuerzas de fricción, el efecto de Coriolis y la tensión del viento en la superficie también se representan. El modelo puede usarse para simular situaciones dependientes del tiempo o estacionarias. La principal desventaja de este modelo es que la resolución de la matriz en el caso tridimensional no es muy eficiente desde el punto de vista computacional y los tiempos de máquina requeridos para obtener una solución son extremadamente grandes. Las ecuaciones básicas son discretizadas mediante el método de los elementos finitos y resueltas numéricamente junto con las condiciones de borde e iniciales apropiadas. La técnica de los elementos finitos, si bien es computacionalmente más costosa que los métodos clásicos de las diferencias finitas, tiene la enorme ventaja de poder representar adecuadamente la forma de contornos muy irregulares, utilizando celdas de distinto tamaño según la necesidad de una mayor resolución en determinadas zonas de interés. Para la generación de la grilla, el modelo permite definir en el plano elementos isoparamétricos lineales, triangulares y cuadriláteros. Dentro de un elemento, el modelo en elementos finitos utiliza aproximaciones cuadráticas para representar las componentes de la velocidad y las variaciones en la salinidad, temperatura o sedimento suspendido. Además, el modelo utiliza interpoladores de Lagrange con 9 nodos por elemento y entonces el nivel de resolución es aproximadamente 3 veces mayor al tamaño de la celda utilizada. Para determinar la profundidad dentro de un elemento el modelo utiliza una aproximación lineal. Además de las ecuaciones de cantidad de movimiento, el RMA-10 5

378 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM resuelve las ecuaciones de advección y difusión para el transporte de la temperatura, salinidad y concentración de sedimento en suspensión. El método de resolución para resolver las mismas es implícito y de segundo orden de aproximación. El modelo ha sido diseñado para funcionar en varios niveles diferentes de resolución, con la opción de utilizar elementos bidimensionales promediados en vertical, elementos bidimensionales promediados lateralmente, elementos unidimensionales y elementos tridimensionales, los cuales pueden incorporarse en una misma malla. En el caso tridimensional y bidimensional integrado en vertical la generación de la grilla en la dirección vertical tiene la opción de definir nodos en profundidades específicas o espaciados a determinados incrementos verticales. Las condiciones de borde pueden especificarse en términos de descarga, velocidad, o nivel de agua; con una estructura vertical de densidad si es necesario. La solución del sistema de ecuaciones se obtiene a partir de la aplicación del método de Galerkin para la definición de los pesos residuales en la formulación en elementos finitos. Luego de desarrolladas las ecuaciones se utiliza el método de Newton Raphson para estructurar el conjunto de ecuaciones y para realizar las iteraciones. Las integrales de elementos finitos se evalúan por una función cuadrática gaussiana y se utiliza un método de resolución modificado de Crank Nicholson para calcular la variación temporal de la solución. Referencias: King, Ian P RMA-11 - A Three dimensional finite element model for water quality in estuaries and streams. Resource modelling associates Sydney, Australia. King, Ian P., RMA-10 A finite element model for three-dimensional density stratified flow. Department of Civil and Environmental Engineering, University of California, Davis. 2. RMA11: Modelo de transporte de sustancias El modelo de calidad de aguas RMA-11, además de posibilitar el estudio de la dinámica de la luma del emisario, permite simular diferentes la dinámica de diferentes sustancias no-conservativas, como por ejemplo las siguientes componentes: (a) Temperatura, incluyendo balance de calor en el cuerpo de agua, (b) DBO/OD, (c) Ciclo del nitrógeno, incluyendo nitrógeno orgánico, amonia, nitritos y nitratos, (d) Ciclo del fósforo, incluyendo fósforo orgánico y fosfatos, (e) Crecimiento y decaimiento de algas, Cada una de las componentes individuales es acoplada a otras 6

379 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM variables del ciclo, de forma de calcular las tasas de decaimiento o crecimiento en función de la concentración actual de la variable. Algunos términos extras son incluidos con el objeto de simular las demandas bentales. 7

380 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM 3. Modelo del Río Negro entre CH G.Terra y Baygorria Esta localización se ubica en el lago de la presa de Baygorria, en la zona aguas abajo de la localidad de Paso de los Toros, y en el sector aguas arriba del lago Información Batimétrica Para el estudio de esta localización en el lago de la represa de Baygorria se recopilo información batimétrica del lago relevada por la Dirección Nacional de Hidrografía en Las curvas batimétricas están referidas al Cero de la escala de Paso de los Toros, la cual se ubica a cota m Wharton, o sea +46.3m del Cero Oficial. Esta información se digitalizó y fue transformada a coordenadas UTM21H. La Figura 3.1 muestra la localización del posible punto de vertido del emisario, mientras que la Figura 3.2 muestra la geometría del lago y la información batimétrica disponible. Se observa que la información batimétrica originalmente fue relevada con fines de navegación, y en consecuencia el relevamiento se focaliza en la línea del talwey del río. Figura 3.1. Localización de la zona de descarga en el lago de Baygorria. 8

381 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 3.2. Batimetría del lago de Baygorria. 9

382 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM La información batimétrica fue complementada con un relevamiento de campo específico para el proyecto, lo cual significo generar información de alta densidad en la zona de emplazamiento del proyecto, la cual se muestra en la Figura 3.3. Esta información fue utilizada junto a la información de la DNH para generar la batimetría del modelo. Figura 3.3. Batimetría local en la zona emplazamiento del Proyecto (Tomado de Maronna 2018) Malla de cálculo Se construyó una malla de cálculo en elementos finitos con celdas de 100m de lado, y de 15m en la zona de descarga del emisario y lagunas próximas a la descarga. De esta forma resulta una grilla de malla variable, con mayor nivel de detalle en las zonas requeridas. La Figura 3.4 muestra la malla global utilizada en el lago, mientras que las Figuras 3.5 y 3.6 muestran un detalle de la malla en la zona de la posible descarga. 10

383 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 3.4. Malla de cálculo del lago de Baygorria. Figura 3.5. Zoom de la malla de cálculo en la zona de Paso de los Toros. 11

384 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 3.6. Zoom de la malla de cálculo en la zona de Proyecto. Las Figuras 3.7 y 3.8 muestran la batimetría del modelo. Figura 3.7. Batimetría del modelo. Valores de Cota respecto Cero Oficial. 12

385 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 3.8. Batimetría: zoom en la zona de Proyecto. Valores de Cota respecto Cero Oficial Niveles y caudales en el lago de Baygorria. Escenarios A partir de la serie de niveles diarios del lago para el periodo , se obtuvo la curva de frecuencia de niveles, de la cual se calculó que el nivel mínimo del lago fue de m Cero Oficial registrado el 3/05/2002. Asimismo, se obtiene que la cota m ocurre el 0.16% del tiempo, la cota 53.10m tiene una frecuencia de 1.519%, mientras que la cota 53.70m una frecuencia de 27%. A partir de esta información, se seleccionaron 5 escenarios de simulación. PT-1.- Cota m Cero Oficial, representativo de niveles del lago bajo. Caudal de aporte de estiaje de 65.0 m 3 /s. Escenario con 30 días de permanencia. PT-2.- Cota m Cero Oficial, representativo de niveles del lago muy bajo. Caudal de aporte de estiaje de 65.0 m 3 /s. Escenario con 30 días de permanencia. PT-3.- Cota m Cero Oficial, representativo de niveles del lago medio. Caudal medio de aporte de 606.0m 3 /s. Escenario con 30 días de permanencia. Este caudal corresponde al promedio histórico

386 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM PT-4.- Cota m Cero Oficial, representativo de niveles del lago medio. Caudal medio de aporte de 500.0m 3 /s con reducción instantánea a 650m 3 /s. Escenario con 30 días de permanencia. PT-5.- Serie histórica periodo , caudales horarios erogados en la central G.Terra con valor mínimo de 65m 3 /s, y nivel horario registrado en la Central Baygorria Vientos. La información de vientos fue obtenida del ECMWF para el año La información disponible consiste de vientos a 10m de altura obtenidos con modelos globales de circulación atmosférica cada 3 horas. El punto seleccionado corresponde aproximadamente a la parte central del lago. La Figura 3.9 muestra la componente X (Este-Oeste) e Y (Sur-Norte) en m/s. Figura 3.9. Variación temporal de las componentes X (Oeste-Este) e Y (Sur-Norte) del viento en m/s durante En las simulaciones efectuadas para la calibración del modelo, se utilizó la información de vientos registrados en la Central G.Terra en el período de calibración. En las simulaciones efectuadas para los escenarios considerados, se utilizó viento constante de 4.0m/s proveniente del NW, dirección en principio más desfavorable para las lagunas próximas a la descarga. 14

387 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Localización de la Descarga. En la Figura 3.10 se indica el punto de localización de la descarga y los puntos utilizados para monitoreo de la pluma del emisario. En la Tabla 3.1 se presentan las coordenadas de los puntos de descarga y monitoreo. Figura Localización punto de descarga y de monitoreo. 15

388 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Punto UTM-21H X (m) Y(m) Aguas Arriba Descarga Descarga 541,192 6,366,210 P-1 541,401 6,366,401 P-2 541,512 6,366,620 P-3 541,690 6,366,713 P-4 541,601 6,366,880 P-5 541,649 6,367,191 P-6 541,644 6,367,406 P-7 541,687 6,367,621 P-8 541,773 6,367,836 P-9 542,052 6,368,095 P ,306 6,368,196 P ,524 6,368,296 P ,690 6,368,361 P ,833 6,368,550 P ,934 6,368,766 P ,980 6,368,991 Aguas Abajo Descarga P ,042 6,366,105 P ,053 6,365,929 P ,924 6,366,036 P ,762 6,366,008 P ,528 6,366,048 P ,307 6,366,185 P ,049 6,366,439 P ,824 6,366,568 P ,788 6,366,864 P ,763 6,367,176 P ,829 6,367,408 P ,910 6,367,603 P ,029 6,367,847 P ,107 6,368,012 P ,245 6,368,205 P ,369 6,368,412 P ,539 6,368,587 P ,742 6,368,734 P ,958 6,368,826 P ,265 6,369,019 Tabla 3.1. Coordenadas del punto de descarga preliminar (a efectos del estudio) y de puntos de monitoreo (UTM21H). 16

389 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM 4. Calibración y Verificación del Modelo Hidrodinámico En este capítulo se presenta la calibración y verificación del modelo hidrodinámico. Para la calibración se tomó el período comprendido entre el 1/06/2018 y el 5/06/2018. Adicionalmente, se utilizó el periodo del 6/06 al 10/06 para verificar el comportamiento del modelo. Las condiciones de caudal erogados por la central G. Terra y de niveles en la Central Baygorria para el periodo del 1 al 10/06/2018 se presentan en la Figura 4.1 La velocidad del viento y Dirección se presentan en la Figura 4.2. Figura 4.1. Niveles Central Baygorria y caudales erogados Central G. Terra período de calibración/verificación. 17

390 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 4.2. Velocidad y Dirección viento registrado Central G.Terra. Por otra parte, entre los días 4 al 8 de junio 2018 se efectuaron campañas de medición de corrientes en el sitio de emplazamiento del Proyecto. Los resultados del mismo se presentan en el informe correspondiente. A los fines de la verificación del modelo, se utilizó la información de corrientes registradas por un equipo ADCP fondeado en el punto de descarga del emisario proyectado. El equipo operaba en bloques de 20 minutos de duración efectuando mediciones a 1.8Hz. Para efectuar la comparación, se aplicó un filtro de 5 minutos a través de una media móvil a los valores de velocidad promedio en vertical Calibración La información de caudales erogados de la Central G.Terra fueron obtenidos del sistema de información de UTE. Los valores de caudal horarios fueron calculados a partir de la información de potencia horaria generada por la Central. Adicionalmente se verifico si hubo caudal vertido, cosa que no ocurrió durante el período indicado. La información de niveles horarios en la Central Baygorria y en Paso de los Toros fueron obtenidos directamente del sistema. 18

391 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Las simulaciones efectuadas fueron del tipo dinámica. Se consideró el efecto del viento durante la calibración. La información horaria de viento en la Estación G.Terra fue suministrada por UTE. Debido a la poca profundidad existente en los lagunones ubicados próximos a la zona del Proyecto, fue necesario instrumentar en el modelo las rutinas de secado/mojado de celdas, de formas de sacar de la malla las celdas que quedaran sin agua. Desde el punto de vista práctico, el modelo debe comenzar con toda las celdas con agua, por dicha razón se aplicó una condición inicial de nivel a cota 56.0m y en 24 h fue reducido a la cota real existente en la central Baygorria. En consecuencia, hay un periodo inicial de aproximadamente 30 h que no debe ser considerado en los resultados del modelo. Este período coincide con que el día 1/06 no hubo caudal turbinado de la central G.Terra, pasando de caudal 0.0 m 3 /s a valores del entorno de 500 m 3 /s a la hora 10:00 del 2/06/2018. Luego de diferentes ajustes, se obtuvo una buena representación de los niveles registrados en Paso de los Toros. El parámetro de ajuste más importante fue la fricción, siendo del valor de rugosidad finalmente adoptado n=0.06. La Figura 4.3 presenta los resultados de niveles expresados en Cota referido al Cero oficial Figura 4.3. Comparación niveles calculado modelo y registrados en Paso de los Toros. 19

392 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Verificación del modelo hidrodinámico. En la Figura 4.4 se presenta la comparación de niveles modelados y registrados para el periodo del 1 al 10/06/2018. Figura 4.4. Comparación niveles calculado modelo y registrados en Paso de los Toros. 20

393 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 4.5. Comparación de velocidades de la corriente calculada en modelo y registrada en el punto de descarga del emisario. Se observa que el modelo presenta una buena capacidad predictiva tanto de los niveles como de las velocidades. 21

394 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM 5. Resultados del Modelo Hidrodinámico En este capítulo se presentan algunos resultados del campo de velocidades hidrodinámico obtenidos durante el periodo de calibración/verificación del modelo hidrodinámico. 1. Velocidades La Figura 5.1 presenta las trayectorias del campo de velocidades en la zona de Proyecto y en un instante del día 5/06/2018, momento en el cual el caudal erogado de la Central G.Terra era aproximadamente constante. Figura 5.1. Campo de velocidades de la corriente en la zona de Proyecto, correspondientes al día 5/06/2018. La Figura 5.2 presenta las trayectorias del campo de velocidades en la zona de Proyecto y en un instante del día 5/06/2018, momento en el cual el caudal erogado de la Central G.Terra era aproximadamente constante. Se observa que el flujo en el canal principal induce por efecto de corte lateral la circulación en las lagunas que se ubican en la margen izquierda del río. Dicha circulación es muy lenta y su giro es en sentido anti-horario. 22

395 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 5.2. Trayectorias del campo de velocidades de la corriente en la zona de Proyecto, correspondientes al día 5/06/2018. Por otra parte, en la Figura 5.3 se presenta la variación temporal del módulo de la velocidad calculada por el modelo en un punto ubicado frente a la zona de Proyecto, para el periodo del 1 al 10/06/2018. Figura 5.3. Velocidades de la corriente calculada en modelo periodo 1 al 10/06/

396 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM 2. Inversión del Flujo Se observa que hay tres momentos en los cuales las velocidades son prácticamente nulas, en las cuales se observa una rápida oscilación de la velocidad con un efecto tipo rebote, los cuales corresponden a los momentos en los cuales el caudal rápidamente pasa de aproximadamente 600 m 3 /s a 0.0 m 3 /s. En estos momentos se produce una inversión total del flujo, la cual tiene una duración total de 5 horas. Figura 5.4 Campo de velocidades de la corriente en la zona de Proyecto, correspondientes a la hora 146 de la simulación (día 6/06/ :24:01). 24

397 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 5.5 Campo de velocidades de la corriente en la zona de Proyecto, correspondientes a la hora 148 de la simulación (día 6/06/ :12:01). Figura 5.6 Campo de velocidades de la corriente en la zona de Proyecto, correspondientes a la hora 151 de la simulación (día 6/06/ :12:01). En la Figura 7.7 se presentan las trayectorias correspondientes al instante de máxima inversión del flujo, a la hora 148 de la simulación. Se observa que si bien se incrementa la circulación desde el canal principal hacia las lagunas, este está acotado por la baja permanencia de la oscilación. 25

398 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 5.7. Trayectorias del campo de velocidades de la corriente en la zona de Proyecto, instante inversión del flujo, correspondientes a la hora 148 de la simulación (día 6/06/ :12:01). 3. Flujo hacia/desde las lagunas La Figura 5.8 presenta el flujo instantáneo que atraviesa la boca de la laguna de aguas arriba y de aguas abajo próximos a la zona de descarga del proyecto. Flujo positivo es saliente. Se observa como en las primaras 30 horas de la simulación, en las cuales el nivel del lago pasa de m Oficial a la cota real registrada de 54.12m Cero Oficial, el flujo de las lagunas es saliente. La Figura 5.9 muestra el campo vectorial de velocidades en el instante de máxima inversión del flujo, observándose en ingreso de agua a las lagunas. 26

399 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 5.8. Flujo instantánea saliente (positivo) y entrante (negativo) hacia y desde las lagunas, correspondientes a la simulación de 10 días (desde 1/06/ :00). Figura 5.9 Campo de velocidades de la corriente en la zona de Proyecto, correspondientes a la hora 148 de la simulación (día 6/06/ :12:01), malla refinada boca laguna. 27

400 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Con el objeto de estimar la diferencia de niveles entre el río y la laguna, se calcularon los niveles en los puntos indicados en la Figura En las Figuras 5.11 y 5.12 se presentan la serie temporal de nivel en el río frente a las lagunas ubicadas aguas arriba y aguas debajo de la zona de Proyecto, y la diferencia de nivel entre el río y la laguna. La diferencia de nivel corresponde al nivel en el río menos nivel en la laguna. Se hace notar, que el flujo de intercambio entre el río y la laguna está vinculado a la diferencia de carga y no a la diferencia de niveles. Figura 5.10 Puntos en los cuales se calcularon niveles y diferencia de niveles. 28

401 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 5.11 Serie temporal de niveles en la laguna ubicada aguas arriba de la zona de Proyecto. Figura 5.12 Serie temporal de niveles en la laguna ubicada aguas abajo de la zona de Proyecto. 29

402 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM 4. Tiempo de residencia en las lagunas La determinación del tiempo de residencia proporciona una técnica eficaz para diagnosticar el comportamiento del fluido dentro de una amplia gama de sistemas de flujo. En sistemas complejos, ocurren patrones de circulación particulares que requieren un análisis especial, como son la formación de regiones estancadas o de lento movimiento dentro del sistema, provocando regiones en que se reciclan flujos internos o la existencia de zonas propiamente sin movimientos o muertas. El tiempo de residencia es el tiempo hasta que una particular de agua ubicada en un lugar determinado sale fuera del cuerpo de agua, en nuestro caso, las lagunas costeras. En consecuencia el tiempo de residencia es una medida temporal que depende de la ubicación espacial del punto. Utilizando el criterio de Abdelrhman, el tiempo de residencia local es el periodo de tiempo requerido para que la concentración de un trazador inicialmente uniformemente distribuido se reduzca a un valor inferior a un umbral arbitrario en un punto específico de la Bahía. Desde el punto de vista del ecosistema, el agua dentro de la bahía es vieja mientras la que ingresa es nueva. En consecuencia, la mezcla denota el grado en el cual el agua vieja y nueva se mezcla. En la aplicación de modelos numéricos, el nivel de mezcla en cualquier punto puede calcularse marcando la masa de agua con un trazador y observando la reducción temporal de la concentración en dicho punto. Por ejemplo, si la concentración cae de un valor 100 al inicio de la simulación hasta un valor de 35 después de cierto tiempo, entonces solo el 35% de la masa de agua original y/o del trazador está presente luego de ese periodo de tiempo. El 65% restante ha sido intercambiado con el flujo que ingresa sin trazador. Para el cálculo del tiempo de residencia en las simulaciones realizadas, el procedimiento seguido asume que un trazador pasivo con concentración inicial de 100 unidades/m 3 esta uniformemente distribuido en las lagunas. La concentración inicial es asumida como cero en el resto del dominio de cálculo. El modelo de transporte de sustancia, a partir del campo de velocidades obtenidas del modelo hidrodinámico, calcula la distribución espacial y temporal del trazador en todo el dominio, o sea dentro y fuera de la bahía. Para cualquier punto de la laguna, la variación temporal de la concentración 30

403 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM representa el nivel de la mezcla entre agua limpia sin trazador y agua con trazador. La Figura 5.13 muestra las curvas de iso-concentración al final del periodo de simulación. Figura 5.13 Distribución de concentración correspondientes a 8 días de simulación (del día 3 al 10/06/2018). Concentración inicial en lagunas 100 unidades/m 3. En esta simulación, el trazador se activa a la hora 48 de la simulación, de forma de eliminar el periodo inicial de la simulación del campo hidrodinámico, para luego extenderse durante 10 días. Por lo cual el período de tiempo representativo son 8 días. Las condiciones hidrodinámicas corresponden a las existentes durante el período de calibración del modelo. Los resultados muestran que después de 8 días de simulación, la concentración en las lagunas es del orden de 60 unidades/m 3, por lo cual el 40% restante ha sido intercambiado con el flujo que ingresa sin trazador. 31

404 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM 6. Resultados de simulaciones dinámicas En este capítulo se presentan algunos resultados del modelo hidrodinámico y de transporte para los escenarios considerados. En todos los casos analizados, los valores de diseño del emisario fueron los siguientes: Caudal efluente: 1.2 m 3 /s (caudal pronmedio esperado) Concentración en funcionamiento normal: 1.0 Unidad/m 3. Las simulaciones efectuadas fueron del tipo dinámica. El viento se constante en todas las simulaciones. Para cada simulación, se obtuvo la serie temporal de concentración de contaminante en los puntos de monitoreo previamente seleccionados. Con el objeto de sistematizar los resultados obtenidos, se calcularon las curvas de frecuencias acumuladas de concentración en cada punto y para cada escenario de simulación. Se presentan en forma tabular para cada punto, el valor de concentración correspondiente a diferentes percentiles de interés. 1. Escenario PT-1 Cota m Cero Oficial, correspondiente a cota +7.40m Cero Paso de los Toros, representativo de niveles del lago bajo. Caudal de aporte ambiental de 65.0m 3 /s. Escenario con 30 días de permanencia. Se analizaron dos situaciones: 1.a.- Viento constante NW 4.0m/s. 1.b.- Sin viento. En la Figura 6.1 se presenta la variación temporal de la velocidad de la corriente en el punto de descarga, para los escenarios sin viento y con viento NW de 4.0m/s. Luego del período de estabilización del modelo de las 100 primeras horas, se alcanza una velocidad final del orden de 0.036m/s. 32

405 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 6.1 Variación temporal de la velocidad en el punto de descarga. Nivel Baygorria cota m, escenarios Sin Viento y con Viento NW 4.0m/s. En la Figura 6.2 se presenta la variación temporal de la concentración en el punto de descarga, para los escenarios sin viento y con viento NW de 4.0m/s. Luego del período de estabilización del modelo de las 100 primeras horas, se alcanza una concentración final del orden de 0.04 Unidades/m 3, la cual representa un valor de dilución del orden de 25:1. 33

406 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 6.2 Variación temporal de la concentración en el punto de descarga. Nivel Baygorria cota m, escenarios Sin Viento y con Viento NW 4.0m/s. En las Figuras 6.3 a 6.5 se presenta la distribución espacial de la concentración calculada al final del periodo de simulación. La Figura 6.4 muestra un zoom de la zona de Proyecto. Se hace notar la presencia de la pluma de descarga en la zona del río aguas abajo de la descarga. A partir del tramo de río en el cual se ubica la salida de la curva del meandro se observa una mezcla completa de la pluma en la sección transversal del río. A partir de esta sección, la dilución es aproximadamente igual a la relación de caudales. La Figura 6.5 muestra la distribución de concentración para el caso sin viento. No se observan diferencias significativas el considerar el viento en relación a la situación sin viento. 34

407 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 6.3 Distribución de concentración correspondientes a 37 días de simulación. Concentración de la descarga de 1.00 unidades/m 3. Nivel Baygorria cota m, Viento NW 4.0m/s. Figura 6.4 Distribución de concentración correspondientes a 37 días de simulación. Concentración de la descarga de 1.00 unidades/m 3. Nivel Baygorria cota m, Viento NW 4.0m/s. Zoom zona Proyecto. 35

408 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 6.5 Distribución de concentración correspondientes a 37 días de simulación. Concentración de la descarga de 1.00 unidades/m 3. Nivel Baygorria cota m, Sin Viento. 2. Escenario PT-2 Cota m Cero Oficial, correspondiente a cota +6.40m Cero Paso de los Toros, representativo de niveles del lago bajo. Caudal de aporte ambiental de 65.0m 3 /s. Escenario con 30 días de permanencia. Se analizaron dos situaciones: 2.a.- Viento constante NW 4.0m/s. 2.b.- Sin viento. Las Figuras 6.6 y 6.7 presentan la variación temporal de la velocidad y la concentración en el punto de descarga, para los casos con y sin viento. 36

409 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 6.6 Variación temporal de la velocidad en el punto de descarga. Nivel Baygorria cota m, escenarios Sin Viento y con Viento NW 4.0m/s. Figura 6.7 Variación temporal de la concentración en el punto de descarga. Nivel Baygorria cota m, escenarios Sin Viento y con Viento NW 4.0m/s. 37

410 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Las Figuras 6.8 y 6.9 muestras la distribución espacial de concentración al final del período de simulación. Se observa que estos resultados no varían significativamente a los obtenidos para el escenario de nivel del lago de Baygorria a cota m. Figura 6.8 Distribución de concentración correspondientes a 37 días de simulación. Concentración de la descarga de 1.00 unidades/m 3. Nivel Baygorria cota m, Viento NW 4.0m/s. 38

411 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 6.9 Distribución de concentración correspondientes a 37 días de simulación. Concentración de la descarga de 1.00 unidades/m 3. Nivel Baygorria cota m, Sin Viento. 3. Escenario PT-1 con difusor 140m En las simulaciones de los escenarios presentados anteriormente, como ya se mencionara, no se ha considerado la presencia de un difusor. En las simulaciones la descarga del emisario se efectuó en una celta de la malla del modelo. A efectos de considerar la presencia del difusor, a modo de ejemplo, se efectuó la descarga en 6 celdas alineadas, de forma que la descarga se distribuye en una suerte de difusor de 140m de longitud ubicado en forma transversal al río. En la Figura 6.10 se muestra la distribución espacial de la concentración al final del periodo de simulación. Se observa como la pluma se desarrolla sobre la sección transversal en forma más rápida que en los casos en los cuales la descarga se efectúa en una sola celda. En la Figura 6.11 se muestra la variación temporal de la concentración en el punto de descarga, para el caso de descarga en una sola celda y para el caso de un difusor de 140 m. 39

412 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 6.10 Distribución de concentración correspondientes a 37 días de simulación. Concentración de la descarga de 1.00 unidades/m 3. Nivel Baygorria cota m, Viento NW 4m/s, Difusor 140m. Figura 6.11 Variación temporal de la concentración en el punto de descarga. Nivel Baygorria cota m, Viento NW 4.0m/s. Sin difusor y con difusor 140m. 40

413 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Se observa una reducción importante de la concentración en la zona de descarga, obteniéndose para el caso con difusor de 140m diluciones de 45:1, valor próximo al valor de mezcla completa de 54:1. 4. PT-3 Escenario hídrico medio anual El escenario hídrico medio anual fue caracterizado por el caudal medio descargado por la Central G.Terra y por el nivel medio de la Central Baygorria. Se utilizó a serie de valores diarios del período 1947 a En caudal medio del periodo es de 606 m 3 /s y la cota del nivel medio de 53.91m Oficial. La Figura 6.11 presenta la variación temporal de la velocidad en el punto de descarga, mientras que a Figura 6.13 muestra la variación de la concentración en el mismo punto. Figura 6.11 Variación temporal de la velocidad en el punto de descarga. Nivel Baygorria cota m, escenarios Viento NW 4.0m/s, Caudal 606 m 3 /s. 41

414 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 6.12 Variación temporal de la concentración en el punto de descarga. Nivel Baygorria cota m, escenarios Viento NW 4.0m/s, Caudal 606 m 3 /s. Figura 6.14 Distribución de concentración correspondientes a 37 días de simulación. Concentración de la descarga de 1.00 unidades/m 3. Nivel Baygorria cota m, Viento NW 4m/s, Caudal 606 m 3 /s. 42

415 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM En la Figura 6.14 se presenta la distribución espacial de la concentración al final del período de simulación. Se observa que aún sin haber considerado la existencia de un difusor, en este escenario la dilución en el punto de descarga es de 163:1 y en el resto del dominio las concentraciones son menores a Unid/m 3, con los cual las diluciones son superiores a 250:1. 5. PT-4 Flujo hacia/desde las laguas y tiempo residencia En la fase de calibración del modelo, se efectuó un análisis parcial del intercambio de agua entre cause-laguna para el periodo de 10 días de la simulación efectuada en esa fase del estudio. De este análisis preliminar, se desprende que con flujos bajos del río, esto es menores a 500 m 3 /s niveles bajos, menores a cota 53.91m, el intercambio entre laguna y cause es menor. Los mayores intercambios se producen cuando el nivel del lago es alto y/o cuando el caudal erogado por la C.H G. Terra es medio-alto. Con estas consideraciones, se efectuó una simulación considerando que inicialmente circula un caudal de 500m 3 /s y rápidamente el mismo se reduce a 65m 3 /s. El nivel de la C.H. Baygorria se mantuvo contante en 53.91m, excepto el periodo inicial de 1 día durante el cual el nivel varía de cota 56.0m a 53.91m. 43

416 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 6.15 Variación de nivel y caudal correspondientes a 37 días de simulación. Nivel Baygorria cota m, reducción de caudal erogado G.Terra de 500 a 65 m 3 /s. Figura 6.16 Variación de velocidad en el punto de descarga. Nivel Baygorria cota m, reducción de caudal erogado G.Terra de 500 a 65 m 3 /s. 44

417 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 6.17 Variación del flujo de intercambio laguna-cauce. Nivel Baygorria cota m, reducción de caudal erogado G.Terra de 500 a 65 m 3 /s. La Figura 5.8 presenta el flujo instantáneo que atraviesa la boca de la laguna de aguas arriba y de aguas abajo próximos a la zona de descarga del proyecto. Flujo positivo es saliente. Se observa como en las primaras 30 horas de la simulación, en las cuales el nivel del lago pasa de m Oficial a la cota 53.91m Cero Oficial, el flujo de la laguna es importante y saliente. Considerando que en las primeras 30 h el flujo medio fue del orden de 4m 3 /s, se tiene una reducción de volumen de 432,000 m 3. Por otra parte, considerando que el área de la laguna es de 202,562 m 2, la reducción de nivel de cota 56.0m a 53.91m representa una reducción de volumen de 423,354 m 3, valor muy próximo al calculado con el flujo. A la hora 168 se reduce el caudal de 500 a 65 m 3 /s, se observan oscilaciones del flujo durante las 30 h siguientes, para luego alcanzar un valor muy reducido el intercambio de agua con la laguna. Para una condición de nivel fija, la reducción del caudal erogado por al Central C.H.Terra produce una pequeña variación de nivel y en consecuencia también hay un flujo de intercambio con el cauce principal que perdura durante unas 30 h. Luego de lo cual, el intercambio es muy reducido. 45

418 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 6.18 Ubicación Punto 41 dentro de la laguna ubicada aguas debajo de la zona de Proyecto. Figura 6.19 Variación de la concentración trazador en el Punto 41. Nivel Baygorria cota m, reducción de caudal erogado G.Terra de 500 a 65 m 3 /s. 46

419 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM La variación de la concentración en el centro de la laguna (Punto 41), muestra un lento decaimiento de la concentración inicial. A los 30 días de la reducción del caudal, manteniendo fijo el nivel, la concentración en la laguna es del orden de 53 Unidades/m 3 de un valor inicial de 100 Unidades/m 3. En resumen, el intercambio entre la laguna y el cauce principal se produce fundamentalmente por variaciones de nivel. 6. PT-5 Simulaciones de largo plazo En esta sección se presentan los resultados obtenidos de la simulación de largo plazo, período Esta simulación de un período histórico, se basó en forzar el modelo con serie histórica de caudales horarios erogados por a Central G.Terra, los cuales fueron modificados con la condición que cuando el caudal erogado fue inferior a 65m 3 /s, el valor fue fijado en 65m 3 /s. Asimismo, se utilizó la serie histórica de niveles horarios registrados en la Central Baygorria. Para esta simulación, se generó una malla de alta resolución en la zona de descarga y en su entorno, y de muy baja resolución en el resto del dominio. Estas simulaciones fueron complejas, entre otras razones por las grandes dimensiones de los archivos de resultados generados, por lo cual fue necesario hacerlas año a año, transfiriendo la condición inicial de un año a otro de forma de mantener continuidad de las simulaciones. 47

420 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 6.20 Malla de cálculo baja resolución utilizada simulaciones de largo plazo. Figura 6.21 Detalle de la malla de cálculo baja resolución utilizada simulaciones de largo plazo. Luego de efectuar las simulaciones hidrodinámicas, se realizaron las simulaciones de la pluma de la descarga del emisario, en forma similar a las realizadas con anterioridad. Se analizaron dos escenarios. El primero de ellos simulando una condición en la cual no existe difusor, y la otra considerando un difusor de 140m de longitud. 48

421 Ismael Piedra-Cueva/Ecometrix Proyecto Planta Celulosa UPM Figura 6.22 Variación de nivel Central Baygorria y caudal Central G.Terra, período Figura 6.23 Variación de nivel Central Baygorria y caudal Central G.Terra, período