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Boletín de Dinámica de Sistemas

Análisis de la influencia de las fuentes móviles en la calidad del aire

Basado en un modelo de simulación con Vensim


Análisis de la influencia de las fuentes móviles en la calidad del aire

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

INTRODUCCIÓN

Ya nadie duda que el parque automotor de una zona urbana es uno de los principales factores de contaminación atmosférica. La ausencia de políticas tanto ambientales como de diseño del transporte urbano de pasajeros, sumado al incremento del uso individual del automóvil, todos ellos junto a la no existencia de incentivos económicos respecto al aire de una ciudad, producen el deterioro de la calidad de la atmósfera urbana con las consecuencias que todos conocemos.
Este trabajo presenta un modelo de Dinámica de Sistemas que puede ser una respuesta a los interrogantes planteados en el párrafo anterior, y forma parte de una Tesis para acceder al título de Magíster en Gestión Ambiental en la Facultad en Ciencias Hídricas de la Universidad Nacional del Litoral, Santa Fe, Argentina . Si bien fue pensado para la ciudad de Santa Fe de la Vera Cruz, Santa Fe, Argentina, estamos convencidos que puede serle útil a cualquier área urbana en donde la influencia de las fuentes fijas sean despreciables frente a las móviles, como es en este caso.

GESTIÓN DE LA CALIDAD DEL AIRE

El modelo que presentamos en este trabajo, y que hemos denominado "Calidad de Aire 1", puede decirse que representa el diseño de una política ambiental - particularmente del aire urbano - basada en la influencia de las fuentes móviles que circulan por la ciudad de Santa Fe de la Vera Cruz. A su vez, permite la toma de decisiones sobre distintas alternativas a una determinada gestión, teniendo en cuenta los valores legales de calidad de aire, de acuerdo a las concentraciones máximas permisibles de los contaminantes criterio a estudiar. El software empleado es el STELLA Research 6.0.
En este modelo se han clasificado a las fuentes móviles de la siguiente manera:
a. autos: diferenciados de acuerdo al combustible empleado: nafta, gasoil, y a gas natural comprimido (GNC);
b. motos: clasificadas de acuerdo a su motor: de dos tiempos, y de cuatro tiempos;
c. vehículos livianos: se consideran los vehículos cuyo peso sea menor o igual que 3856 Kg, y se diferenciarán por el tipo de combustible, de la misma manera que con los automóviles;
d. vehículos pesados: se incluyen en este grupo a los vehículos con pesos mayores a 3856 Kg; es decir, camiones y colectivos. Si bien no existe diferencia en el tipo de combustible a emplear - gasoil - en el modelo se incluye la posibilidad del GNC, por tratarse de una posibilidad a emplear en la gestión de la calidad del aire.
También se han incluido como variables la tasa de deterioro - en función de la antigüedad -; los factores de emisión - tomados del Manual de Referencia del IPCC - , el consumo de combustible - teniendo en cuenta las características de los vehículos europeos -; y el contenido de azufre en naftas.
"Calidad de Aire 1" permite analizar tanto las emisiones como las inmisiones de los distintos contaminantes criterio: CO2; CO; NO2; SO2; y VOC´s (Compuestos Orgánicos Volátiles).
Para analizar las inmisiones de los distintos contaminantes se usa el modelo de caja o box, que consiste en simular la región a modelar como una celda simple o caja, dentro de la cual se calcula la variación temporal de las concentraciones de las diferentes especies químicas suponiendo procesos instantáneos de mezclado. Con los modelos de caja se puede explicar la evolución temporal de las especies de interés: sin embargo, no se puede conocer el lugar de mayor impacto por carecer de resolución horizontal. Las variables presentes en el modelo son longitud, altura y ancho de la celda, así como también dirección y velocidad del viento.
En este Tesis se estudiaron tres celdas, que corresponden a las áreas más comprometidas desde el punto de vista atmosférico.
Para finalizar, y debido fundamentalmente a la naturaleza y calidad de los datos, debemos decir que el año de inicio del estudio y análisis de la de calidad de aire es el 2001.

ALGUNOS RESULTADOS OBTENIDOS CON "CALIDAD DE AIRE 1"

Para la situación presente sin modificaciones - Sin Proyecto - en la celda Nº3 - la más comprometida - y para el contaminante SO2, se obtuvo la siguiente gráfica:

Análisis de la influencia de las fuentes móviles en la calidad del aire

mientras que para una situación con una gestión se obtuvo la siguiente:

Análisis de la influencia de las fuentes móviles en la calidad del aire

donde la curva en azul representa la evolución temporal del SO2 entre los años 2001 y 2021; mientras que en rojo se representa el valor límite legal para dicho contaminante.
Las propuestas para la gestión son las siguientes: comienzo de la gestión en el año 2005; eliminación de los vehículos pesados, debido al impedimento de la circulación de camiones y del reemplazo de los colectivos grandes por colectivos pequeños - livianos - y propulsados a GNC; reducción del flujo de motos en un 25% durante el año 2005, 25% en el 2006 y 25% en el 2007, con la eliminación de las motos de dos tiempos; idéntica reducción progresiva de los autos en el mismo período de tiempo, con una composición del 90% a GNC y 10% a nafta; eliminación del 15% de la circulación de los vehículos livianos durante el año 2005, 15 % en el 2006, y 15 % en el 2007, y propulsados a GNC.
Como conclusión, se puede decir que este modelo de Dinámica de Sistemas es una excelente oportunidad para gestionar la calidad atmosférica urbana cuando la influencia de las fuentes móviles es preponderante frente a las estacionarias; tanto para la ciudad de Santa Fe de la Vera Cruz, como cualquier otra con las mismas características. No obstante se recomienda que se realicen mediciones periódicas de las inmisiones de los contaminantes a estudiar, para poder validad y/o corregir "Calidad de Aire 1".

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


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