Dinámica e impacto de emisiones antrópicas y naturales en una ciudad andina empleando un modelo euleriano de transporte químico on-line. Caso de estudio : Manizales, Colombia

Ciudades intermedias de países emergentes en Latinoamérica están experimentando un rápido crecimiento. Sin embargo, el estudio de temas relacionados con las emisiones de contaminantes al aire y su dinámica de transformación y dispersión es limitado, aumentando su vulnerabilidad a potenciales efectos adversos derivados de episodios de contaminación atmosférica. Para suplir esta deficiencia, la modelización atmosférica y de calidad del aire se establece como una herramienta fundamental. Sin embargo, su uso en Colombia es limitado, especialmente en ciudades intermedias. En la primera fase de la investigación, se analizó la contribución a las emisiones de contaminantes del aire en Manizales por fuentes antropogénicas (móviles en ruta y estacionarias puntuales). Se estimaron los flujos anuales de contaminantes criterio, NMVOC, y gases efecto invernadero. Los resultados obtenidos sugieren que la actividad vehicular contribuye con más del 90% de las emisiones para la mayoría de contaminantes evaluados. Las emisiones CO (43.4 Gg/año) y NMVOC (9.6 Gg/año) estuvieron asociadas principalmente al uso de motocicletas (50% y 81% del total de emisiones respectivamente). Los buses de transporte público fueron las principales fuentes de PM10 (47% - 0.36 Gg/año) y NOx (48% - 2.4 Gg/año). Las emisiones antropogénicas fueron desagregadas en tiempo (1h) y espacio (1 km2) aplicando una metodología top-down basada en distribución de conteos vehiculares y densidad de la red vial. Esta técnica permitió identificar puntos críticos de emisión en el centro histórico y zonas residenciales-comerciales. Posteriormente, el modelo de simulación de calidad del aire, WRF-Chem, fue utilizado para evaluar la dinámica de dispersión y transformación de los contaminantes O3, SO2 y PM10 en Manizales durante un periodo seco en 2015. Las simulaciones de calidad del aire permitieron evaluar el impacto relativo de las emisiones antropogénicas en la calidad del aire de Manizales; así como el impacto de emisiones volcánicas en la dinámica del SO2. Adicionalmente, la representatividad del uso del inventario local versus inventarios globales en la descripción de la dinámica del O3 y PM10 en Manizales fue analizada. Los resultados mostraron mejoras significativas al utilizar el inventario local en las simulaciones, obteniendo mejores estadísticos de desempeño para el O3 (RMSE = 8.8 ppb, r = 0.81); en comparación con los obtenidos al evaluar inventarios globales (RMSE = 13.9 ppb, r = 0.64). Resultado similar se tuvo para concentraciones de PM10 con valores de 11.5 µg/m3 (RMSE) mediante el uso del inventario local, en comparación con los valores obtenidos usando datos de emisión global (RMSE = 28.8 µg/m3). El análisis del impacto relativo de las fuentes de emisión, permitió evidenciar que la química de formación de ozono y los niveles de PM10 en el aire ambiente de Manizales, son controlados por las emisiones provenientes de fuentes móviles en ruta. En el caso de los perfiles de SO2, durante el periodo de estudio se evidenció un mayor impacto de las emisiones antropogénicas en las concentraciones de este contaminante en la ciudad. Este estudio provee información valiosa en el entendimiento de procesos de emisión, transporte y transformación de contaminantes del aire en ecosistemas de montaña, y establece bases sólidas para la implementación de políticas públicas en la gestión de la calidad del aire de Manizales (Texto tomado de la fuente)

• Autores: González Duque, Carlos Mario
• Tipo de recurso: Doctoral thesis
• Fecha de publicación: 2017
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/62165
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/62165; http://bdigital.unal.edu.co/61095/
• Palabra clave: 55 Ciencias de la tierra / Earth sciences and geology; 62 Ingeniería y operaciones afines / Engineering; Calidad del aire - Manizales (Colombia) - modelos; Inventarios de emisión; Fuentes móviles en ruta; Fuentes estacionarias puntuales; WRF-Chem; Ozono troposférico; Material particulado; Dióxido de azufre; Ciudades intermedias - Colombia - aspectos ambientales; Air quality modelling; Emission inventories; On-road vehicular sources; Industrial point-sources; WRF-Chem; Tropospheric ozone; Particulate matter; Medium-sized cities - Colombia - environmental aspects
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional