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Boletín de Dinámica de Sistemas


Análisis de la Calidad del aire (1)

Basado en un modelo de simulación con Vensim

Claudio M. Enrique
cenrique@fiqus.unl.edu.ar

Introducción

Durante el pasado mes de diciembre de 2005, fue presentado un trabajo de mi autoría que consistía en un modelo cuyo objetivo principal es el análisis de la influencias de las fuentes móviles en la calidad del aire de la ciudad de Santa Fe de la Vera Cruz, capital de la provincia de Santa Fe, en la República Argentina.
Dicho modelo, llamado "Calidad de Aire 1", permite, entre otras cosas, estudiar las emisiones e inmisiones de cinco contaminantes atmosféricos: CO2, CO, NO2, SO2, y VOC´s, e incluso predecir si se va a superar el valor de concentración límite de la norma de calidad de aire para, este caso, de la ciudad de Santa Fe. A la vez, es posible diseñar un plan de gestión ambiental, de modo de no superar los valores límites establecidos por la citada norma de calidad.
Como toda nueva herramienta en gestión, es común que uno se encuentre con demasiados cuestionamientos respecto a su funcionamiento. Es más, uno se sorprende con el abanico de posibilidades, y donde muchas veces existe un sinsabor personal debido a la facilidad con que algunos "especialistas" atacan sin más conocimiento que el que ellos tienen, como si fuera el único disponible.
Es evidente que todo sistema ambiental, por tratarse de uno social, implica la participación de múltiples disciplinas para su comprensión. Por otra parte, coexisten varios paradigmas de modo simultáneo, así que es una situación normal la presencia de opiniones diferentes que confronten permanentemente.
Una pregunta que suele aparecer en estos casos es la siguiente: ¿se pueden modelar los sistemas sociales - ambientales, en este caso - , con cierto grado de confianza? Los que trabajamos con modelos de Dinámica de Sistemas debemos recordar las palabras de Jay Forrester, "La gente es reacia a pensar que los sistemas físicos y sociales tienen la misma naturaleza. Aunque los sistemas sociales son mas complejos que los físicos, pertenecen a la misma clase de sistemas altamente organizados, realimentados y no lineales que los sistemas físicos "(Forrester, 1998).
Frente a estas situaciones, quedaba pendiente una asignatura, y era saber si "Calidad de Aire 1" era un modelo que funcionaba de acuerdo a las expectativas que tenía sobre él: además de predecir tendencias, podía funcionar cuantitativamente con datos confiables y acordes a la realidad.

El modelo y sus resultados actuales

Por esas cosas del destino, desde el año pasado formo parte del Grupo de Estudios Sobre Energía, de la Universidad Tecnológica Nacional Facultad Regional Santa Fe (GESE - UTN - FRSF). Este grupo de investigación tiene, entre una sus muchas tareas, medir de manera periódica las concentraciones de diferentes contaminantes atmosféricos en el microcentro y centro de la ciudad de Santa Fe. Por suerte, entre mis actividades, pude - y puedo - seguir trabajando con "Calidad de Aire 1", y luego de un tiempo en donde se ajustaron los valores de algunas variables de dicho modelo - tales como el tamaño de la celda, módulo y dirección del viento, entre otros -, estuvimos en condiciones de realizar simulaciones en dos escenarios posibles sin gestión: con la presencia de la lluvia - donde se tienen en cuenta el arrastre de los contaminantes por dicho agente meteorológico - ; y sin ella.

Los resultados dados por "Calidad de Aire 1" se están contrastando desde entonces con los valores medidos por el Grupo de Trabajo de Campo del GESE. Para este estudio, se ha tomado como fecha de inicio el 19 de abril de 2005; la escala de tiempo es mensual; se tienen en cuenta los contaminantes CO, NO2, y SO2; y el horizonte temporal es, por el momento, de tres años.
Los resultados obtenidos hasta el presente se muestran en las gráficas siguientes. Las mismas corresponden a cada contaminante en estudio, donde se representan los valores máximos - en violeta-, promedios - en azul - , y mínimos - en celeste - , obtenidos de las mediciones de campo; y los resultados de la simulación sin lluvia - en verde - , y con lluvia - en marrón claro -.
CALIDAD DEL AIRE
CALIDAD DEL AIRE
CALIDAD DEL AIRE


Se ha empleado el criterio de que los resultados de la simulación deberían estar comprendidos entre los valores máximos y mínimos de las mediciones, preferentemente cerca de los promedios. La razón del mismo radica en que como se está simulando un sistema social y éstos se caracterizan por tener un número enorme de variables, existe una gran incertidumbre, y, por lo tanto, el intervalo de valores a considerar debe ser amplio.
Podemos ver que los resultados de la simulación permiten asegurar que el modelo puede ser usado como herramienta cuantitativa, dado que el mismo ha sido validado frente al comportamiento "real" del sistema estudiado. En consecuencia, se puede cumplir con otro de sus objetivos, y que es predecir el comportamiento de la calidad del aire urbano del microcentro y centro santafesino.
Por ejemplo, para el contaminante SO2, se tiene la siguiente proyección para un tiempo límite de tres años - en rojo se encuentra el límite de la norma de calidad de aire de la ciudad de Santa Fe - :

Conclusiones

Como satisfacción personal, puedo decir que "Calidad de Aire 1" puede ser usado tanto como una herramienta predictiva (de modo cualitativo y cuantitativo - considerando cierto intervalo de valores -), como de gestión ambiental.
Pero debe tenerse en cuenta que recién se está en los comienzos, y que en realidad nunca se termina con el trabajo, debido a que es factible que en un futuro los resultados no sean los que refleje la realidad y, por lo tanto se deba ajustar el citado modelo.
Por lo tanto, uno no puede decir que "el trabajo terminó", sino que "por el momento, vamos por el buen camino", debido a que cuando se trabajan con estos tipos de sistemas se sabe cuándo se inicia pero no cuando se llega a la meta, justamente porque se debe realizar de modo permanente una retroalimentación de datos y revisión del modelo.

(*) Puede solicitar información más detallada de este trabajo al autor


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