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En busca de medidas eficaces para mejorar la calidad del aire que respiran los ciudadanos

Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid están llevando a cabo campañas de medición y simulaciones de la calidad del aire para mejorar el conocimiento de la contaminación atmosférica en Madrid.

 

El grupo de investigación en Tecnologías Ambientales y Recursos Industriales de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) está trabajando para desarrollar nuevas técnicas capaces de diagnosticar los problemas de calidad del aire de una manera integral en entornos urbanos y evaluar la estrategia para su resolución. El trabajo forma parte del programa TECNAIRE-CM (Técnicas innovadoras para la evaluación y mejora de la calidad del aire urbano) en el que colaboran también investigadores de la Universidad Complutense de Madrid (UCM), del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT) y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas CSIC, junto con una docena de empresas asociadas y de técnicos del área de calidad del aire del Ayuntamiento y de la Comunidad de Madrid.

 

Fuente: TECNAIRE-CM.

Según la Organización Mundial de la Salud la contaminación del aire causó más de 3,7 millones de muertes prematuras en el año 2012, la mayoría de ellas en áreas urbanas que es donde se concentra tanto la población como las emisiones atmosféricas. Actualmente, más de la mitad de la población mundial vive en áreas urbanas y se prevé que esa proporción aumente hasta el 70% en 2050. Este rápido crecimiento se traducirá en el desarrollo de nuevas áreas urbanas, originando cambios en los usos del suelo y aumentando la demanda de energía y transporte, lo que puede incrementar la problemática de la calidad del aire.

En Europa, a pesar de los esfuerzos realizados para reducir las emisiones en los últimos años, los niveles de concentración establecidos legalmente (Directiva 2008/50/CE), aún se superan en las principales áreas urbanas. Estas superaciones se refieren, sobre todo, a partículas y a dióxido de nitrógeno (NO2). Éste último contaminante es el que más problemas plantea en la ciudad de Madrid. En el año 2015, 13 de las 24 estaciones de vigilancia de la calidad del aire del Ayuntamiento de Madrid excedieron el valor límite anual de NO2 impuesto por la Directiva. La principal causa es el tráfico rodado, ya que en Madrid entre el 60-70% de las emisiones de óxidos de nitrógeno proceden de esta fuente.

El grupo de investigación de la Universidad Politécnica de Madrid en Tecnologías Ambientales y Recursos Industriales está intentando ahondar en el conocimiento de los factores involucrados en la contaminación atmosférica en entornos urbanos de gran complejidad. Este grupo tiene amplia experiencia en la modelización atmosférica aplicada a la evaluación y propuesta de políticas de mejora de la calidad del aire, especialmente en el ámbito urbano. Factores tales como las emisiones, la meteorología o la propia interacción ciudad-atmosfera (influencia que los edificios tienen sobre la meteorología, dirección y velocidad del viento) afectan a la dispersión de los contaminantes y, por lo tanto, a la calidad del aire urbano.

 

 Caracterización de las variables implicadas en la contaminación: tráfico, meteorología y niveles de concentración de contaminantes en determinadas ubicaciones de la ciudad. Fuente: TECNAIRE-CM.

 

El programa TECNAIRE-CM, financiado por la Dirección General de Universidades e Investigación de la Comunidad de Madrid, pretende desarrollar nuevas técnicas, capaces de diagnosticar los problemas de calidad del aire de una manera integral en entornos urbanos y evaluar la estrategia para su resolución. En este programa de investigación, del que forman parte investigadores de la UPM, se han desarrollado campañas experimentales para la medición de gases, material particulado y medidas meteorológicas y micro-meteorológicas en determinadas zonas de la ciudad de Madrid que presentan altos niveles de concentración. En estos puntos de la ciudad especialmente afectados, la distribución espacial de los contaminantes en las calles y en las plazas es muy heterogénea. Por un lado, estas campañas tienen el objetivo de servir de referencia para nuevas tecnologías de medición más versátiles y portables, complementando a las técnicas convencionales. Por otro lado, proporcionan datos necesarios para el desarrollo y evaluación de sistemas de simulación de la calidad del aire en entornos urbanos, que es otro de los objetivos principales del programa.

 

Cálculo mediante computación de los niveles de concentración de NO2 en Madrid a diferentes escalas. (a) Meso-escala, (b) Micro-escala. Fuente: TECNAIRE-CM.

 

 

Este tipo de sistemas ayudan a conocer la dinámica general de la contaminación atmosférica mediante la integración de modelos específicos para reproducir la meteorología, las emisiones y los movimientos y reacciones de los contaminantes. Para ello, se han estudiado diferentes configuraciones de modelos aplicables a escala de ciudad (meso-escala) para lograr un acoplamiento consistente con modelos capaces de describir la contaminación atmosférica a escala muy reducida (micro-escala) que se puedan aplicar a calles y plazas concretas. Dado que el tráfico es la fuente principal de contaminación en estos entornos, ha sido necesario implementar un modelo de tráfico de alta resolución (espacial y temporal) para calcular las emisiones específicas de este sector para alimentar el modelo de micro-escala.

Como señala Rafael Borge, unos de los investigadores de la UPM que participa en este proyecto, “el objetivo que queremos alcanzar es caracterizar los niveles de concentración a nivel de micro-escala para entender si es posible definir medidas de tipo local que complementen las estrategias y los planes desarrollados para el conjunto de la ciudad y poder minimizar los niveles de concentración de contaminantes y la exposición de los ciudadanos de forma efectiva”.

 

Rafael Borge, Adolfo Narros, Begoña Artíñano, Carlos Yagüe, Francisco Javier Gómez-Moreno, David de la Paz, Carlos Román-Cascón, Elías Díaz, Gregorio Maqueda, Mariano Sastre, Christina Quaassdorff, Chrysanthi Dimitroulopoulou, Sotiris Vardoulakis. Assessment of microscale spatio-temporal variation of air pollution at an urban hotspot in Madrid (Spain) through an extensive field campaign, Atmospheric Environment, Volume 140, September 2016, Pages 432-445, ISSN 1352-2310, http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2016.06.020.

 
Otros documentos de interés:
 
David de la Paz, Rafael Borge, Alberto Martilli.  Assessment of a high resolution annual WRF-BEP/CMAQ simulation for the urban area 
of Madrid (Spain)
, Atmospheric Environment, Volume 144, November 2016, Pages 282-296, ISSN 1352-2310,
http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2016.08.082.
 
Christina Quaassdorff, Rafael Borge, Javier Pérez, Julio Lumbreras, David de la Paz, Juan Manuel de Andrés, Microscale traffic simulation 
and emission estimation in a heavily trafficked roundabout in Madrid (Spain)
, Science of The Total Environment, Volumes 566–567,
1 October 2016, Pages 416-427, ISSN 0048-9697,
 
Jose Luis Santiago, Rafael Borge, Beatriz Sánchez, Fernando Martin, David de la Paz, Alberto Martilli, Julio Lumbreras. 2016. Evaluation 
of a CFD-based Approach to Estimate Pollutant Distribution within a Real Urban Canopy by Means of Passive Samplers
. Science of the
Total Environment.

 

 
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