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