modelitzaciÓ de la immissiÓ oriol...
TRANSCRIPT
MODELITZACIÓ DE LA IMMISSIÓ
Oriol Teixidó
Jornada sobre Plans de millora de la qualitat de l’aire – Mesures i experiències
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 2
Barcelona Regional, Agència de desenvolupament urbà
La agència Barcelona Regional és una empresa d’accionariat integramentpúblic creada per entitats i empreses del sector públic amb l’objectiu dedisposar d’un instrument tècnic comú, de caràcter estable, que permet lacooperació entre els diferents agents públics que actuen en el àmbitmetropolità.
La seva funció principal és la prestació de serveis d’assistència tècnica enintervencions urbanístiques, mediambientals i d’infraestructures.
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 3
EMISSIONS IMMISSIONS
TRANSPORT
TRANSFORMACIÓ
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 4
INVENTARI EMISSIONS
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 5
INVENTARI EMISSIONS – Quantificar les fonts emissores
TRANSPORT TERRESTRE45.4% NOX
45.02% PM10
INDUSTRIA I GEN. ENERGIA
29.6% NOX29.54% PM10
TRANSPORT MARÍTIM
15.7% NOX22.44% PM10
TRANSPORT AERI
4.5% NOX1.54% PM10
DOMÈSTIC I COMERCIAL
4.8% NOX1.45% PM10
Font dades: DTES
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 6
EMIS
SIO
NS
L’Ajuntament de Barcelona, mitjançant un estudi ad-hoc en 16 punts viaris de la ciutat de Barcelonaal llarg de 32 dies durant el mes de maig i juny de2009, ha pogut determinar amb gran exactitud(mitjançant la lectura de plaques de matrícula), elparc de vehicles que circula realment per laciutat, ja que la placa de matrícula determina latipologia del vehicle, les seves característiquestècniques, i el seu municipi de residència. Es vanenregistrar més de 96.000 matrícules.
Al mateix temps es van enregistrar les emissionsreals de més de 40.000 vehicles que circulavenper Barcelona.Aquest anàlisi ha estat possible mitjançant unsistema de detecció d’emissions dels tubsd’escapament anomenat RSD “Remote SensignDevice”, sistema que a diferència dels sistemes dedetecció d’emissions On Board, és no intrusiu (nomodifica la velocitat ni acceleració dels vehiclesregistrant les dades en una situació de circulaciónormal).
TIPU
S VE
HIC
LEINVENTARI EMISSIONS – Caracterització del parc mòbil que circula per la ciutat
Font: PECQ, Aj. de Barcelona
Font imatge: Technet
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 7
EMIS
SIO
NS
Font imatge: Technet
INVENTARI EMISSIONS – Caracterització del parc mòbil que circula per la ciutat
• Vehicles més nous del que es creia.• Mitjana d’edat turismes censats 9.1 anys,turismes circulant 5.5 anys.• Turismes benzina son més antics que turismesgasoil.• El combustible més usat és el diesel (55.1%), seguit de gasolina (44.1%), biodiesel (0.6%) i gas natural (0.3%).• El 50% dels vehicles són de fora de BCN.
• Comparant les emissions amb els factorsd’emissió bibliogràfics (EMEP/EEA COPERT IV)trobem:
• Emissions NOX: un 16,2% més altes• Emissions PM10*: un 76.6% més altes
(*) hot emissions + cold emissions brakes abrasion, tire wear and pavement erosion. Resuspension is NOT included.
TIPU
S VE
HIC
LE
Font: PECQ, Aj. de Barcelona
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 8
INVENTARI EMISSIONS – Caracterització del parc mòbil que circula per la ciutat
ENERGY CONSUMPTION
(liters/year) & (liters/100km)
NOX EMISSIONS(tones/year) &
(g/km)
PM10 EMISSIONS(tones/year) &
(g/km)
CO2eq EMISSIONS(tones/year) &
(g/km)
Consum de combustible (gasolina i gasoil) per la mobilitat viària dels vehicles a Barcelona i Rondes per classificació EURO (2008): 380.093.062,87 litres/any [COPERT] [mitja total (♦): 8,56 litres/100km]
8,96 8,76 8,95 9,01 9,544,28
9,00 7,31 7,77 7,23 7,224,49 3,11 2,99 2,92
14,6717,19 17,19 17,19 17,19
11,59 10,51 10,51 10,51 10,51
17,0820,05
16,31 16,99 17,41 17,06
34,7429,78 29,84 31,90 29,92 30,67
50,28 48,69 49,90 47,80 47,80
n/an/a0
10
20
30
40
50
60
70
80
PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV HIBRID PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV PRE-EURO EURO I EURO II EURO III PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV EURO V PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV EURO V EURO I EURO II EURO III EURO IV EURO V EURO III (GN) EURO IV [EEV] (GN)
milions de litres/any
0
10
20
30
40
50
60
litres/100km
TURISMES GASOLINA TURISMES GASOIL MOTOS + CICLOMOTORS FURGONETES GASOLINA FURGONETES GASOIL MDV (CAMIONS <12tn) GASOIL HDV (CAMIONS >12tn) GASOIL BUS i AUTOCARS GASOILBUS i AUTOCARS GASOIL BUS GNC
Emissions de CO2eq a Barcelona i Rondes dels vehicles per classificació EURO (2008): 1.012.581,72 tn/any [COPERT] [mitja total (♦): 228,10 g/km]
222 218 217 214 227102
243 198 211 198 198113 77 74 72
358 419 418 417 409312 284 284 286 286
469542
441 458 470 463
945806 808 861 808 834
1.358 1.314 1.345 1.288 1.293 1.282 1.275
0
50.000
100.000
150.000
200.000
250.000
PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV HIBRID PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV PRE-EURO EURO I EURO II EURO III PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV EURO V PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV EURO V EURO I EURO II EURO III EURO IV EURO V EURO III (GN) EURO IV [EEV] (GN)
tn CO2eq/any
0
200
400
600
800
1.000
1.200
1.400
1.600
g/kmTURISMES GASOLINA TURISMES GASOIL MOTOS + CICLOMOTORS FURGONETES GASOLINA FURGONETES GASOIL MDV (CAMIONS <12tn) GASOIL HDV (CAMIONS >12tn) GASOIL BUS i AUTOCARS GASOILBUS i AUTOCARS GASOIL BUS GNC
Emissions de NOx a Barcelona i Rondes dels vehicles per classificació EURO (2008): 5.014,72 tn/any [COPERT+RSD] [mitja total (♦): 1,1297 g/km]
2,010,52 0,32 0,13 0,10 0,01 0,77 0,94 1,02 1,02 0,83 0,27 0,56 0,81 0,63
3,000,70 0,29 0,16 0,08
2,991,63 1,63 1,37 1,11
7,60 8,09 7,375,80
3,672,05
19,56
12,4914,28
11,93
6,90
4,04
10,98 11,57 11,74
6,54
3,73
7,59
1,90
0100200300400500600700800900
1.000
PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV HIBRID PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV PRE-EURO EURO I EURO II EURO III PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV EURO V PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV EURO V EURO I EURO II EURO III EURO IV EURO V EURO III (GN) EURO IV [EEV] (GN)
tn NOx/any
0
5
10
15
20
25g/km
TURISMES GASOLINA TURISMES GASOIL MOTOS + CICLOMOTORS FURGONETES GASOLINA FURGONETES GASOIL MDV (CAMIONS <12tn) GASOIL HDV (CAMIONS >12tn) GASOIL BUS i AUTOCARS GASOILBUS i AUTOCARS GASOIL BUS GNC
Emissions de PM10 a Barcelona i Rondes dels vehicles per classificació EURO (2008): 457,95 tn/any [COPERT+RSD] [mitja total (♦): 0,1032 g/km]
0,04 0,04 0,04 0,03 0,03 0,03
0,48
0,15 0,13 0,09 0,090,19
0,11 0,06 0,04 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05
0,53
0,21 0,21 0,16 0,11
1,04
0,67
0,31 0,330,17 0,17
1,40
0,97
0,47 0,54
0,21 0,22
1,64
0,810,71
0,31 0,310,17 0,16
0102030405060708090
100
PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV HIBRID PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV PRE-EURO EURO I EURO II EURO III PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV EURO V PRE-EURO EURO I EURO II EURO III EURO IV EURO V EURO I EURO II EURO III EURO IV EURO V EURO III (GN) EURO IV [EEV] (GN)
tn PM10/any
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
2,0g/km
TURISMES GASOLINA TURISMES GASOIL MOTOS + CICLOMOTORS FURGONETES GASOLINA FURGONETES GASOIL MDV (CAMIONS <12tn) GASOIL HDV (CAMIONS >12tn) GASOIL BUS i AUTOCARS GASOILBUS i AUTOCARS GASOIL BUS GNC
TURISMES GASOLINA
TURISMES GASOIL
MOTOS + CICLOMOTO
RS
FURGONETES GASOLINA
FURGONETES GASOIL
MDV (CAMIONS <12tn) GASOIL
HDV (CAMIONS >12tn) GASOIL
BUS i AUTOCARS
GASOIL
BUS GNC
<E E1 E2 E3 E4 HIB <E E1 E2 E3 E4 <E E1 E2 E3 <E E1 E2 E3 E4 <E E1 E2 E3 E4 <E E1 E2 E3 E4 E5 <E E1 E2 E3 E4 E5 E1 E2 E3 E4 E5 E3 EEV
Font: PECQ
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 9
INVENTARI EMISSIONS – Temporalitzar les emissions
0.0
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
tn NOx/hora
Biogèniques Port Aeroport Sector Industrial Puntual Sector Industrial Extern Sector Industrial BCN
Sector Terciari Extern Sector Terciari BCN Sector Domèstic Extern Sector Domèstic BCN Transit Extern BCN Transit Urba BCN
Dilluns Dimecres Divendres DiumengeDissabteDijousDimarts
Font: PECQ
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 10
INVENTARI EMISSIONS – Georeferenciar les emissions
Mapa Emissions
Mapa Immissió
Inventari d’emissions (capes SIG):
Font: © Barcelona Regional
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 11
IMMISSIONS
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 12
IMMISSIONS – Model de dispersió ADMS-Urban•Londres (UK)•Beijing, Shangai, Hong Kong (Xina)•Budapest (Hongria)•Strasbourg (França)•Roma (Italia)•California (USA)
•Micro escala•Escala urbana•Escala regional
•Model de dispersió Gaussià avançat•Incorpora els coneixements més avançats en l'estructura de la capa límit•Algoritmes avançats per al càlcul de la velocitat del vent, les turbulències i situacions d’estabilitat•Modelitza l’efecte Street Canyon•Incorpora model fotoquímic avançat
•Mòdul per a la previsió de la contaminació atmosfèrica•Sistema de mallat intel·ligent per optimitzar la visualització i el temps de càlcul•Vinculat directament amb Sistemes d’Informació Geogràfica (SIG)
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 13
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
ug/m3
Mitjana anual de NO2 en les estacions de fons rural de Catalunya
NO2 Cap de Creus [ug/m3] mitjana anual
NO2 Els Torms [ug/m3] mitjana anual
S’utilitzen els registres hora a hora de estacions meteorològiques de fons rural.
IMMISSIONS – Inputs estructurals/variables d’entorn
CONTAMINACIÓ EXTERNA A L’ÀMBIT
Font: AEMET i EEA
ELS TORMS, LLEIDA
Station European Code: ES0014RLocal code: 25224999Name: ES0014R-ELS TORMSLAU level 2 code: 25224LAU level 2 name: Torms (Els)Start Date: 2000-11-01End Date: Type of Station: BackgroundType of Area: ruralRural Background Sub Category: remoteCity: TORMS (ELS)Country: SPAINAltitude: 471Latitude (decimal degree): 41.393333Longitude (decimal degree): 0.734722Street type: Unknown
CAP DE CREUS, GIRONA
Station European Code: ES0010RLocal code: 17032999Name: ES0010R-CABO CREUSLAU level 2 code: 17032LAU level 2 name: CadaquésStart Date: 1997-07-01End Date: Type of Station: BackgroundType of Area: ruralRural Background Sub Category: remoteCity: CADAQUÉSCountry: SPAINAltitude: 31Latitude (decimal degree): 42.316666Longitude (decimal degree): 3.315833Street type: Unknown
0
5
10
15
20
25
30
2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011
ug/m3
Mitjana anual de PM10 en les estacions de fons rural de Catalunya
PM10 Cap de Creus [ug/m3] mitjana anual
PM10 Els Torms [ug/m3] mitjana anual
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 14
Model Digital d’elevació del terreny amb un mallat intel·ligent segons orografia del terreny
IMMISSIONS – Inputs estructurals/variables d’entorn
MORFOLOGIA DEL TERRENY (ELEVACIÓ/PENDENTS/RUGOSITAT)
La rugositat del terreny és important per una correcta modelització.Zones urbanes, de bosc o agrícoles determinen diferents paràmetres de rugositat.
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 15
MODEL 3D D’EDIFICIS
El Model 3D és utilitzat per determinar l’alçada dels edificis, que conjuntament amb l’amplada dels carrers serveix per analitzar l’efecte “Street Canyon”.
IMMISSIONS – Inputs estructurals/variables d’entorn
Font: © Barcelona Regional
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 16
16
Validació ResultatsModel de dispersió
ADMS-Urban
•Model Gaussià avançat de dispersió de contaminants
•Reaccions Químiques
•Street Canyon
Informació de Base
Model Digital d’elevació del terreny
Rugositat del terreny
Perfils d’emissió
Inventari d’emissions
Contaminació de Fons
Dades Immissió estacions de la XVPCA
Meteorologia de l’àmbit
IMMISSIONS – Estructura del Model de qualitat de l’aire
Model 3D
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 1717
IMMISSIONS – Resultats Model versus Dades Reals
Font: © Barcelona Regional més informació: http://library.witpress.com/pages/PaperInfo.asp?PaperID=22781
Estació de trànsit
intens
Gràcia –Sant
Gervasi
Estació de fons
urbà
Parc Vall d’Hebron
DADES REALS (NO2) MODEL(NO2)
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 18
Diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèrica
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 19
Quantificar la immissió en tot el territori
Font: PECQ
Font: DTESFont: PECQ & DTES
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 20
Determinar quina és la contribució de cada font
Contribució de NO2 per a cada font [Barcelona 2008]
Contribució Local
Contribució urbana
Contribució regionalTRANSPORT TERRESTRE DOMÈSTIC I TERCIARIINDUSTRIAL PORTAEROPORT CONTAMINACIÓ FONS REGIONALCONTAMINACIÓ DE FONS LOCAL
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 21
Anàlisi de l’impacte de les infraestructures viàries
Source: © Barcelona Regional & PECQ
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 22
Anàlisi de l’impacte de les infraestructures viàries
Source: © Barcelona Regional & PECQ
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 23
Avaluació del potencial de les accions i mesures
•Street Canyon
•Model Gaussià avançat de dispersió de contaminants
• Reaccions Químiques
Model Digital d’elevació del terreny
Rugositat del terreny
Perfils d’emissió
Inventari d’emissions
Contaminació de Fons
Meteorologia de l’àmbit
ESCENARI BASE MESURA A
MESURAA B MESURA C
Eines de diagnosi, anàlisi i previsió de la contaminació atmosfèricaOctubre 2013 2424
Conclusions
Els models i altres eines com el sistema RSD poden mostrar que estàpassant realment amb la qualitat de l’aire i ajudar a entendre quina és laproblemàtica en cada situació.
Els models d’escala urbana permeten tenir una aproximació més concretaa la qualitat de l’aire d’àmbit local a metropolità.
Permeten detectar els sectors més determinants en la qualitat de l’aire encada punt del territori.
Els models poden predir el impacte de les mesures en la qualitat de l’aire(en IMMISSIONS, no en EMISSIONS) són claus en el procés de presa dedecisions per tal de prioritzar o descartar accions i mesures.
CARRER 60, 25-27. EDIFICI Z, PLANTA 2SECTOR A, ZONA FRANCA08040 BARCELONA
[email protected]. +34 932 237 400
© 2013, BARCELONA REGIONAL