The Netherlands

Twinning Project Bacău, Romania

PHARE RO/06/IB/EN/06 Romania – North Eastern Region

Galicia, Spain

Air Quality and Climate Change Antonio Lozano García Doctor Ingeniero Industrial Responsable de Servicios Ambientales y Centro de Datos

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Agenda •





Miércoles 10: 10:00 Presentación Actividad 10:15 Visión General de las Infraestructuras de vigilancia y control ambientales de la Junta de Andalucía. Estrategias de gestión. 11:00 Procedimientos de control y medición en continuo en grandes focos emisores. Recepción y tratamiento de la información en tiempo real. 13:30 Coffee break 13:45 Otros procedimientos de control y medición en focos emisores. Jueves 11: 10:00 Inventarios de emisiones. Aspectos particulares de un inventario local/regional frente al inventario nacional. 11:30 Explotación del inventario: Directiva 2001/81/CE sobre techos nacionales de emisión de determinados contaminantes atmosféricos, PRTR. Caso práctico para distintas instalaciones. Factores de emisión utilizados. 13:30 Coffee break 13:45 Explotación del inventario: Fiscalidad ambiental. Viernes 12: 9:30 Mejora de la Calidad Ambiental mediante Planes de Acción. 11:00 Ejemplo y estudio de mejora de la calidad del aire en un caso real de una zona industrial. Medidas de reducción de los distintos contaminantes. Parte I. 12:30 Coffee break 12:45 Ejemplo y estudio de mejora de la calidad del aire en un caso real de una zona industrial. Medidas de reducción de los distintos contaminantes. Parte II. Twinning project - RO/2006/IB/EN06 Romania -North East Region

Andalucía

Andalucía

Bacau

Superficie (km2)

87.268

6.621

Población (hab)

8.177.805

706.623

Densidad (hab/km)

93,7

106,7

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Aplicación Directiva 96/62/CE Evaluación de la Calidad del Aire en Andalucía. - Zonificación

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Evaluación de la Calidad del Aire Redes de Vigilancia

Captadores Difusivos

Unidades Móviles

Modelización

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Redes de Vigilancia en Andalucía – Calidad del Aire Noviembre 2008

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Estaciones de Vigilancia de Emisiones a la Atmósfera Analizador de SO2 Opacidad Analizador de CO Analizador de NOx

CENTRO DE CONTROL DE LA EMPRESA

Analizador de COT Analizador de SH2 Analizador de CO2 Analizador de ClH

Adquisidor de datos

Estación remota

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Redes de Vigilancia en Andalucía – Emisión Atmosférica

Noviembre 2008

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Estación de Vigilancia de la Calidad de las Aguas Litorales

Nivel de agua Sensor oxígeno disuelto Sensor temperatura Sensor pH Sensor conductividad Adquisidor de datos

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Estación de Vigilancia de Vertidos al Litoral pH Turbidez Cloro Aceites y Grasas Hidrocarburos no Polares Temperatura Amonio Sólidos en Suspensión COT Caudal

Centro control de la empresa

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Red EMEP en España

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Estaciones en España

Urbanas Suburbanas Rurales

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Volumen de Datos Andalucía (2007) Red

Puntos de medida

Sensores

Registros/día

Calidad del aire

86

661

83.100

Meteorología

11

223

27.700

Emisiones a la atmósfera

87

490

50.600

Calidad de las aguas

18

47

5.600

Vertidos al litoral

59

138

16.600

Total

183.600

Registros/año 67.019.000 Twinning project - RO/2006/IB/EN06 Romania -North East Region

Evolución en el número de estaciones IA Estaciones IA 100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0 1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

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Evolución en el número de estaciones (resto) 40

EH EA

35

30

25

20

IH 15

Met

10

5

0 enero-97

enero-98

enero-99

enero-00

enero-01

enero-02

enero-03

enero-04

enero-05

enero-06

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Evolución del volumen de datos anuales 30

Millones de datos anuales

25

IA

20

EA

15

Met 10

EH

5

IH 0

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

Meteo

4,0

4,3

5,3

9,1

9,2

9,6

11,1

IA

8,2

8,4

9,9

16,5

18,5

22,1

25,4

EA

4,5

4,7

5,2

8,4

9,1

13,0

15,7

EH

3,0

3,2

3,6

4,7

4,6

5,4

5,8

IH

1,2

1,0

1,1

1,9

2,1

2,1

2,1

Total

20,9

21,6

25,1

40,6

43,5

52,2

60,1

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Transferencia de Calidad LARCA - Estaciones Estación de la RVCCAA

Generador de Aire Cero

Calibración por Empresa Externa

Botella patrón • Cero y Span cada 15 días • Multipunto cada 6 meses

Calibrador Generador de Ozono Ozono

• % al renovar las botellas

SO2 NO CO SH2 BTEX

Analizador • Bienalmente

• Periódicamente

LARCA

UMI Unidades Móviles

Analizadores LARCA

• Anualmente

Calibrador Twinning Volumétrico project - RO/2006/IB/EN06 Romania -North East Region

Transmisión de Datos Valor numérico

15:00 99-X Lista de Códigos: X: sin validar V: válido N: no representativo C: erróneo por calibración M: erróneo por mantenimiento D: fallo técnico F: erróneo por razón desconocida E: fallo eléctrico P: en observación A: planta parada H: arranque y parada de planta I: intrusión sahariana

Código de validación

Centro de Datos de Calidad Ambiental

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Intrusión de Partículas de Origen Natural • Con intrusión

• Sin intrusión

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Ejemplo Intrusión de Partículas (11/10/2001)

Almería

Granada

Jaén

Málaga

Córdoba

Cádiz

Sevilla

Huelva Twinning project - RO/2006/IB/EN06 Romania -North East Region

Ejemplo Intrusión de Partículas (11/10/2001) • Imágenes TOMS de la NASA del índice de aerosoles 10/10/2001

11/10/2001

13/10/2001

12/10/2001

14/10/2001

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Ejemplo Intrusión de Partículas (11/10/2001) • Imágenes Seawifs

11/10/2001 04:00

11/10/2001 18:00

• Modelización sistema Skiron 11/10/2001

12/10/2001

12/10/2001 04:00

13/10/2001

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Pantalla de Validación SIVA Provincia

Fecha Contaminante

Estación Tipo de Dato

Ver Datos

Estación Contaminante

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Pantalla de Validación SIVA

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Técnicas Analíticas •

Determinación de Partículas en Suspensión Totales por Atenuación a la Radiación ß

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Método de Referencia PM10

R.D. 1073/2002. Anexo XI.IV. Método de referencia para el muestreo y análisis de PM10: • Norma UNE-EN 12341 (gravimetría) • Se puede utilizar otro método si se puede demostrar: – Que da resultados equivalentes al método anterior, o – Presenta una relación coherente con el método de referencia. Los resultados obtenidos deberán corregirse mediante un factor para producir resultados equivalentes a los que se habrían obtenido con el método de referencia. Twinning project - RO/2006/IB/EN06 Romania -North East Region

• Las autoridades competentes informaran del método

Captadores de Partículas • Alto Volumen (HVS)

• Bajo Volumen (LVS)

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Registradores de Caudal Caudal de aspiración

LVS = 2,3 m3/h = 0,038 m3/min HVS = 68 m3/h = 1,13 m3/min

Muestreo correcto

Muestreo con incidencia Twinning project - RO/2006/IB/EN06 Romania -North East Region

Gravimetría •

La determinación se realiza como: Pesada Final - Pesada Inicial



La concentración se obtiene como: Diferencia de pesadas / Volumen Muestreado



(La determinación de metales ofrece el contenido del filtro).



Ejemplos:

Partículas 1filtro µg = 50 m3 m3 ⋅ 24 h 2,3 h µg 1filtro µg HVS : 81.600 ⋅ = 50 filtro m3 m3 ⋅ 24 h 68 h

LVS : 2.760

µg ⋅ filtro

Metales 1filtro µg = 0,020 m3 m3 2,3 ⋅ 24 h h µg Pb 1filtro µg HVS Pb: 816 ⋅ = 0,5 filtro m3 m3 ⋅ 24 h 68 h LVS Ni: 1,104

µg Ni ⋅ filtro

Tipos de Filtro LVS: • Ø 47 mm

HVS: • Ø 150 mm • 203 mm x 254 mm

Material

Aplicación

Celulosa, teflón o fibra de vidrio

Sólo gravimetría

Fibra de cuarzo

Gravimetría y metales Twinning project - RO/2006/IB/EN06 Romania -North East Region

Correlación Beta-Gravimétrico “Guía para los Estados Miembros sobre medidas de PM10 e intercomparación con el Método de Referencia”. [Grupo de Trabajo CE, 2001]. •

Captura de datos ¾ Nº mínimo de datos = 30 ¾ Distribuidos uniformemente a lo largo del año



Procedimiento ¾ Beta = a · Gravimétrico + b ¾ Requisitos: • R2 ≥ 0.8 • |b| ≤ 5 µg/m3 ¾ Beta = c · Gravimétrico → Factor = 1/c ¾ Factor en caso de ausencia de correlación = 1,3

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Correlación Beta-Gravimétrico Ejemplo: Estación Granada-Norte, 2006 Media gravimétrico

52

Media beta

31

Ecuación regresión

β = 0,56 · Grav + 1,88

R2

0,87

N

35

Ec. forzada a pasar por el origen

β = 0,87 · Grav 70

1,15

y = 0,5646x + 1,8796

60

2

R = 0,871

50 beta

Factor de corrección

40 30 20 10 0 0

20

40

60 gravimétrico

80

100

120

Unidades Móviles Unidad Móvil de Medida de la Calidad del Aire (UMI) • Estudio de la contaminación atmosférica en zonas no cubiertas por la red de estaciones fijas • Contraste de la calidad de los datos proporcionados por la red de estaciones fijas • Atención a denuncias e incidentes • Optimización de la Red de Vigilancia y Control de la Calidad del Aire

Unidad Móvil de Calibración (UMCA) • Calibración y contraste de las Redes de Vigilancia y Control de la Calidad del Aire • Inspección y control del estado de la Red. • Informes de las anomalías detectadas y propuesta de mejoras • Transferencia de patrones de calibración a la Red

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Evaluación de la Calidad del Aire a partir de Unidades Móviles invierno

ene

feb

primavera

mar abr

may jun

verano

jul

Medición

otoño

ago sep

oct

nov dic

Medición

Inferencia Estadística

ene feb

mar abr

may jun

jul

ago sep

oct

nov dic

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Unidades Móviles de Medida de la Calidad del Aire

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Unidades Móviles de Medida de la Calidad del Aire

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Unidad Móvil de Medida de Emisiones Atmosféricas (UME) Funciones • Determinación de los niveles de emisión de contaminantes atmosféricos de origen industrial • Mantenimiento del inventario de focos contaminantes • Vigilancia y Control en situaciones de alta contaminación • Mediciones de ruidos y vibraciones Analizadores

Pretratamiento de Gases. Deshumidificación Filtros, ...

• • • • • •

Analizador de SO2 Analizador de CO Analizador de NOx Analizador de SH2 Sonda Isocinética Estación Meteorológica Válvula

Tren de Muestreo. Analizadores

Contador Volumétrico Bomba de Gases

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Principio de Funcionamiento Captadores Difusivos • •

Difusión molecular en régimen estacionario de un gas en otro El contaminante entra en contacto con la rejilla impregnada y es absorbido, originándose un gradiente de concentración



La difusión del contaminante en el captador se determina de acuerdo con la Ley de Fick:

F1= - D12 dC1 dZ 8 – 10 cm

F1 = Flujo másico de gas D12 =Coeficiente de difusión molecular Contaminante /Aire C1 = Concentración de Contaminante en aire Z = Longitud de difusión

Contaminantes Twinning project - RO/2006/IB/EN06 Romania -North East Region

Montaje de Captadores Ogawa

Disco

Rejilla Filtro absorbente Rejilla Arandela

Tapón perforado

Teflón

Cilindro de acetato Tapón cerrado

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Principio de Funcionamiento Captadores Difusivos

LUNES

1

ABRIL

LUNES

15 ABRIL

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Criterios para la Ubicación • • • • • •

Entre 2,5 y 5 metros del suelo A 50 - 100 m de autovías y circunvalaciones A 50 m de calles y avenidas de gran tráfico Lejos de obstáculos que pueden producir apantallamiento Situar varios puntos en la periferia para la integración de los datos Orientación preferente en dirección de vientos predominantes

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Ubicación en campo

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Contraste de Método • Instalación de tubos duplicados (ver la desviación existente entre ellos, siendo aceptable entre el 5 - 8%)

• Instalación de tubos “blancos”, no abiertos (determinar la influencia de factores ambientales en la medida, como radiación solar, temperatura, humedad)

• Ubicación de tubos en las estaciones remotas (ver la correlación entre las medias obtenidas por diferentes métodos) Twinning project - RO/2006/IB/EN06 Romania -North East Region

Ventajas e Inconvenientes Ventajas •

Método preciso y exacto



Técnica analítica simple



No se precisa alimentación eléctrica, ni protecciones de intemperie



Preparación, instalación y análisis fácil



Posibilidad de utilización de grandes cantidades de tubos



No se precisa calibración “in situ”



Posibilidad de reutilización de los tubos



Costes bajos

Inconvenientes • No son convenientes para muestreos de corta duración, salvo para niveles muy altos • No permite la obtención de datos en tiempo real • Posibilidad de error en el caso de fluctuaciones rápidas de la concentración

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Resultados

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Interpolación de los Resultados Software G.I.S.

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Resultados

Resultados por Periodos

Media Twinning de losproject Periodos - RO/2006/IB/EN06 Romania -North East Region

Estudio de Reubicación de Estaciones

Empleo de aplicación de Captadores Difusivos y Técnicas GISTwinning project - RO/2006/IB/EN06 Romania -North East Region

Evolución en la Tipología de los Sensores de Ozono

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Representatividad de Estaciones Centro (Sevilla) – NO2 Fondo Urbano

Santa Clara (Sevilla) – NO2 Fondo Suburbano

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Representatividad de Estaciones Aljarafe (Sevilla) – O3 Fondo Suburbano

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Estudios Realizados en Andalucía •

Determinación de la Concentración de Fondo Rural de O3

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Modelización Aproximación mediante técnicas matemáticas de los fenómenos físicos que tienen lugar en la atmósfera

Fuentes de Emisión Entorno Receptor Modelo Meteorología

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Protocolo de Actuación Internet Llamada externa

Valores registrados

Modelización Paneles

CDCA Servicio 24 Horas

Prensa Población

Técnico de Guardia Salud Otras Actuaciones Responsable CMA

Protección Civil - RO/2006/IB/EN06 Twinning project Romania -North East Region

Índices de Calidad Índice

Concentración (µg/m3) Muy mala

150

150 % Valor Legal Mala

Valor medido µg/m3

100

Valor Legal

Admisible

Admisible

Población 50

50 % Valor Legal Buena 0

0 Twinning project - RO/2006/IB/EN06 Romania -North East Region

Internet

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Paneles de información de la Calidad del Aire

Panel de Información en la Estación

Panel de Información en espacios públicos transitados

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Información al Ciudadano Publicaciones CMA http://www.juntadeandalucia.es/medioambiente/indice_ima.html

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Control Emisiones Industriales • • • • •

Autocontroles Entidades colaboradoras Unidades móviles CMA Monitorización en continuo Declaraciones industrias – – – –

Inventarios emisiones PRTR Gases efecto invernadero Otras Twinning project - RO/2006/IB/EN06 Romania -North East Region

Requisitos monitorización • 80 % de las emisiones monitorizadas (certificado por ECCMA) • 75 % de validez de los datos • (CO2 por balance de materia de combustible y materias primas)

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MÉTODOS MANUALES INMISIONES

MATERIA PARTICULADA

PARTÍCULAS RESPIRABLES / INHALABLES

Captadores PM10 y PM2,5

BOLSAS TEDLAR

GASES Y

BOMBAS MANUALES Y CARTUCHOS DE CARBÓN ACTIVO O RESINA

COV´s

CAPTADORES DE PEQUEÑO VOLUMEN

HAP’s en partículas, etc.

VAPORES CAPTADORES DE ALTO VOLUMEN

MUESTREADORES PASIVOS

Filtros especiales (dioxinas, COV’s, etc.

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Toma de Muestra de Emisiones • El fin es caracterizar y cuantificar los diferentes tipos de contaminantes • La muestra tomada ha de ser representativa, es decir, debe reproducir con un alto grado de representatividad las condiciones y composición del gas efluente • Es necesario controlar las condiciones del proceso

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Toma de muestra de emisiones • Métodos manuales – Sonda isocinética: partículas, metales, SO2, F-, Cl-, HF, HCl, NH3, H2S, dioxinas y furanos, PAH`s. – Opacímetro: opacidad Bacharach. – Orsat: CO2, CO, O2. – Captación en soportes: COV`s

• Métodos automáticos – Analizadores de gases: CO2, CO, O2 , SO2, NOx ,NO, NO2 , COT. – Analizadores de parámetros físicos: velocidad, temperatura, humedad. – Condiciones ambientales: presión y temperatura. Twinning project - RO/2006/IB/EN06 Romania -North East Region

Información previa necesaria a la inspección •

General – – – –



Permisos de entrada. Persona de contacto. Cursos de seguridad o requisitos específicos de la planta o zona de muestreo. Recomendaciones generales de seguridad. Emergencias. Datos de proceso.

Accesos – Cumplimiento de la normativa: Escaleras fijas, plataformas, andamios, ascensores.



Foco – Presiones positivas en la toma de muestras: conexión especial con válvula. – Gases y proyecciones en la zona de muestreo: • • • •

Tóxicos, asfixiantes. CO ( Alarmas ). Proyecciones ácidas. Peligro de incendio o explosión.

– Temperatura y ruido: – Conexión eléctrica adecuada: – Exposición a agentes externos:

Protecciones personales. Potencia y dispositivos de protección. Viento, lluvia, humos y polvo.

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Característica punto de muestreo Nº BOCAS DE MUESTREO Función de las dimensiones y geometría del foco ( UNE 77223 ) POSICIÓN DE LA BOCA DE MUESTREO. Determinación de partículas y caudal másico. ÓPTIMO

MÍNIMO

Orden Ministerial

L1 = 8 D

L1 = 2 D

18 octubre 1976

L2 = 2 D

L2 = 0,5 D

UNE 77223

L1 = 5 D L2 = 5 D

1D* ; 4D**

OTROS

Boca muestreo

L2

L1/ L2 = 4

L1 Ángulo ≤15º Temp.