TECNOLOGÍAS: Ingeniería y tecnología químicas

Un modelo matemático para localizar y cuantificar fuentes de contaminación

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Una investigadora de la Universidad del País Vasco ha desarrollado un protocolo, que se basa en modelos matemáticos de gestión de la calidad de aire, para identificar fuentes de contaminación y cuantificar su impacto sobre los niveles ambientales. El método ha sido validado con datos de compuestos orgánicos volátiles obtenidos en una zona del Bajo Cadagua (Vizcaya).

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UPV/EHU | 28 julio 2015 09:29

<p>Estación de medida de la calidad del aire del Bajo Cadagua. / UPV/EHU</p>

Estación de medida de la calidad del aire del Bajo Cadagua. / UPV/EHU

 Disponer de información cuantitativa y fiable acerca de las fuentes de contaminantes es fundamental para la implementación de estrategias eficientes para reducir la contaminación y para evaluar los resultados derivados de las medidas de control aplicadas. Para lograrlo, Iratxe Uria, una investigadora de ingeniería química y medio Ambiente de la Universidad del País Vasco (UPV/EHU), ha desarrollado y validado un protocolo estandarizado con la finalidad de localizar y asignar fuentes de compuestos orgánicos volátiles (COV).

La técnica está basada en la aplicación de modelos de receptor. Se trata de técnicas matemáticas utilizadas en la gestión de la calidad de aire para identificar fuentes de contaminación y cuantificar qué impacto tienen  sobre los niveles de contaminación ambientales.

El método está basado en los modelos de receptor, una técnica matemática utilizada en la gestión de la calidad de aire

Mediante la aplicación de este protocolo en dos estaciones de medida de la calidad del aire del Bajo Cadagua, en Vizcaya, se resolvieron fuentes similares, relacionadas principalmente con las emisiones procedentes de la coquería, el tráfico rodado, el uso de disolventes y la vegetación.

Compuestos orgánicos volátiles

Aplicando el protocolo, se identificaron con exactitud los porcentajes de COVs procedentes de las fuentes identificadas en ambas estaciones. Debido a que el protocolo ha dado muy buenos resultados en una zona de compleja orografía y meteorología, resulta ser un protocolo válido para ser utilizado en cualquier otra zona.

El protocolo fue definido en base a las metodologías actualmente más utilizadas para la asignación de fuentes, para la situación más habitual en la que no se dispone de información detallada sobre las fuentes de emisión, ni sobre la concentración de sus emisiones. Una vez obtenido el protocolo, fue validado con datos reales: fue aplicado a datos ambientales de COV obtenidos en dos puntos de muestreo situados en una zona del Bajo Cadagua durante campañas de medida enmarcadas en el proyecto de “Evaluación de la calidad del aire y asignación de fuentes emisoras de compuestos orgánicos en el Bajo Cadagua”, financiado por el Gobierno Vasco.

Los COVs son compuestos orgánicos que están en estado gaseoso a temperatura ambiente. Pueden llegar a ser perjudiciales para la salud, debido a que son precursores del ozono y de partículas contaminantes: algunos son cancerígenos y otros tóxicos (provocan mareos, náuseas, etc.). Aun así, la mayoría de COVs no están regulados, pero es importante medir sus niveles ambientales.

El alto número y variedad de fuentes de COV presentes en la zona del Bajo Cadagua en el momento del estudio (consecuencia de la explotación de una planta de coque, una planta de destilación de alquitrán de hulla, una refinería de petróleo, autopistas con un gran tráfico, zonas urbanas densamente pobladas, etc.), y la complejidad de la topografía y la meteorología hicieron que esta zona fuera el campo experimental idóneo para definir y testar el protocolo objetivo de la investigación.

Las medidas se realizaron en la estación de calidad de aire que el gobierno vasco tiene en el barrio de Zorroza y en Zubileta (Vizcaya), con una unidad móvil, donde se tomaron medidas cada hora ininterrumpidamente durante medio año y un año, respectivamente. También se obtuvieron datos horarios de contaminantes convencionales y de parámetros meteorológicos en estas estaciones para utilizarlos posteriormente en la identificación de las fuentes de contaminación.

Las concentraciones de contaminantes registradas estaban influenciadas por la meteorología de la zona y por emisiones de origen industrial

Análisis cualitativo y cuantitativo

Con estos datos, se realizó un análisis cualitativo y cuantitativo en el que quedó patente que las concentraciones de contaminantes registradas en ambas estaciones estaban fuertemente influenciadas por la meteorología imperante en la zona y por emisiones de origen industrial procedentes del valle del Cadagua, con altas concentraciones de etano, eteno, benceno y naftaleno, muy probablemente debidas a la coquería allí situada, que fue clausurada posteriormente.

El tráfico rodado fue identificado, también, como una probable fuente mayoritaria de COVs tanto en Zorroza como en Zubileta, mientras que otras fuentes menores parecían estar relacionadas con el uso de disolventes, e incluso aparecieron evidencias del impacto de las emisiones de la refinería de petróleo en la estación de Zorroza. Estos resultados concordaban perfectamente con los resultados obtenidos mediante la utilización del protocolo diseñado por la investigadora.

Referencia bibliográfica:

I. Uria-Tellaetxe, D. C. Carslaw (2014). "Conditional bivariate probability function for source identification". Environmental Modelling & Software, 59 1-9 (2014).

Zona geográfica: España
Fuente: UPV/EHU

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