Anexo 2 Modelación MP25

ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE
MP2,5 SECUNDARIO
PROYECTO
"MODIFICACIONES CENTRAL COMBINADA ERA"
Preparado para:
MAYO, 2013
Código Proyecto
1182
RF
Elaboración
11/03/2013
-
Revisión Legal
-
VF
Revisión Interna
15/03/2013
Versión
Borrador
08/04/2013
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
INDICE DE CONTENIDOS
1
2
Introducción.................................................................................................................................... 5
Modelación de Dispersión de Contaminantes ................................................................................. 6
2.1
Marco Legal ............................................................................................................................. 6
2.2
Base Teórica del Modelo Utilizado .......................................................................................... 6
2.3
Construcción de Escenarios ..................................................................................................... 9
2.3.1
Escenario de Emisiones ................................................................................................... 10
2.3.2
Escenario de Receptores ................................................................................................. 12
2.3.3
Escenario Meteorológico ................................................................................................ 13
2.3.4
Escenario Geofísico ......................................................................................................... 25
2.4
3
4
Resultados de la Implementación del Modelo....................................................................... 27
2.4.1
Implementación del Modelo Micro meteorológico CALMET............................................. 27
2.4.2
Análisis de Incertidumbre del Modelo CALMET................................................................ 28
2.4.3
Implementación del Modelo de Dispersión CALPUFF ....................................................... 39
Análisis de los Efectos en la Calidad del Aire del Escenario Proyectado ........................................ 41
Resumen de Resultados y Conclusiones ........................................................................................ 43
INDICE DE TABLAS
Tabla 1. Normas de Calidad del Aire Consideradas en el Estudio .............................................................. 6
Tabla 2. Fuentes de Emisión – Etapa de Operación ................................................................................ 10
Tabla 3. Receptores Discretos ................................................................................................................ 12
Tabla 4. Estaciones de Monitoreo de Meteorología ............................................................................... 13
Tabla 5. Porcentaje de Datos Validos Durante el Periodo Utilizado ........................................................ 14
Tabla 6. Características de los Distintos Usos de Suelo Identificados en el Área de Estudio .................... 26
Tabla 7. Características de la Modelación y Dominio - CALMET .............................................................. 27
Tabla 8. Velocidades Promedio Observada vs Modelada........................................................................ 38
Tabla 9. Características de la Modelación y Dominio - CALPUFF ............................................................. 39
2
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Tabla 10. Aporte del Proyecto Operación Gas Natural (µg/m3N) ............................................................ 40
Tabla 11. Aporte del Proyecto Operación Diesel (µg/m3N) ..................................................................... 40
Tabla 12. Puntos de Máximo Impacto Escenario Proyectado – Gas Natural (µg/m3N) ............................ 40
Tabla 13. Puntos de Máximo Impacto Escenario Proyectado – Diesel (µg/m3N) ..................................... 40
Tabla 14. Registros para Determinar Línea Base .................................................................................... 41
Tabla 15. Estimación del Escenario Proyectado para las Concentraciones de MP2,5 – Media Anual
(µg/m3N) – Gas Natural ......................................................................................................................... 41
Tabla 16. Estimación del Escenario Proyectado para las Concentraciones de MP2,5 – P98
Concentraciones 24h (µg/m3N) – Gas Natural ........................................................................................ 41
Tabla 17. Estimación del Escenario Proyectado para las Concentraciones de MP2,5 – Media Anual
(µg/m3N) - Diesel ................................................................................................................................... 42
Tabla 18. Estimación del Escenario Proyectado para las Concentraciones de MP2,5 – P98
Concentraciones 24h (µg/m3N) - Diesel ................................................................................................. 42
INDICE DE FIGURAS
Figura 1. Representación Gráfica del Modelo Tipo Puff y de Pluma .......................................................... 8
Figura 2. Mecanismo Simplificado de conversión a Nitratos y Sulfatos. .................................................... 9
Figura 3. Ubicación Fuentes Etapa de Operación ................................................................................... 11
Figura 4. Ubicación Receptores.............................................................................................................. 12
Figura 4. Series de Tiempo Parámetros Estación Concón – Año 2011 ..................................................... 15
Figura 6. Ciclo Diario de Temperaturas °C .............................................................................................. 18
Figura 7. Promedio Mensual Humedad Relativa..................................................................................... 19
Figura 8. Promedio Mensual Radiación Solar ......................................................................................... 20
Figura 9. Ciclo Diario Radiación Solar ..................................................................................................... 20
Figura 10. Ciclo Diario de Velocidad del Viento ...................................................................................... 21
Figura 11. Rosa de Viento Anual 2011 .................................................................................................... 22
Figura 12. Distribución de Vientos Anual 2011 ....................................................................................... 23
3
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Figura 13. Rosa de Viento por Período del Día ....................................................................................... 24
Figura 14. Topografías de la Zona .......................................................................................................... 25
Figura 15. Usos de Suelo del Área de Estudio ......................................................................................... 26
Figura 16. Campos de Viento en Todos los Niveles – 28 de Junio del 2011 - 21:00 h ............................... 28
Figura 17. Campos de Viento a 10 m de Altura – 28 de Junio del 2011 a las 06:00 h ............................... 29
Figura 18. Campos de Viento a 10 m. de Altura – 28 de Junio del 2011 a las 12:00 h ............................ 30
Figura 19. Campos de Viento a 10 m. de Altura – 28 de Junio del 2011 a las 18:00 h .............................. 31
Figura 20. Campos de Viento a 10 m. de Altura – 28 de Junio del 2011 a las 24:00 h .............................. 32
Figura 21. Ciclos Diarios de Velocidad del Viento Observados vs Modelados.......................................... 34
Figura 22. Rosas del Viento del Periodo Observadas vs Modeladas ........................................................ 36
APÉNDICES
APÉNDICE 1: Isoconcentraciones de Contaminantes Atmosféricos- Escenario Proyectado
4
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
1
Introducción
En este anexo se presenta los resultados de la modelación de dispersión de las emisiones de Material
Particulado en su fracción fina (MP2,5) secundario, es decir que se ha generado en la atmósfera a partir
de transformaciones químicas generadas por las emisiones de NOx y SOx de las fuentes asociadas al
nuevo escenario de emisión del Proyecto Central Combinada ERA (en adelante, Proyecto Original), el
cual fue aprobado ambientalmente mediante Resolución Exenta N° 318/2007 de la Comisión Regional
del Medio Ambiente de la V Región de Valparaíso. Las modificaciones propuestas a la Panta
Cogeneradora (PC) del Proyecto Original serán analizadas en el presente documento y consisten en el
reemplazo de 3 turbinas de combustión de 55 MW por 2 turbinas de combustión de 77 MW c/u y
adicionalmente, una turbina de vapor de 11 MW. La Central de Ciclo Combinado (CCC) del Proyecto
Original permanece sin variación. Además se consideran los nuevos parámetros de emisión de la Planta
Cogeneradora (flujo, altura de chimenea, velocidad de gases, etc.) otorgados por ENAP para la
modelación del escenario proyectado y las concentraciones del entorno, a continuación serán
analizados con respecto a la línea base del área del Proyecto, de manera de determinar si el Proyecto
implica un riesgo a la salud de las personas y del medio ambiente. Cabe señalar que el MP2,5
secundario, se suma al MP2,5 primario, que es el emitido directamente por la fuente generado por el
proceso de combustión de las turbinas.
La simulación de dispersión fue modelada mediante la aplicación del sistema de modelación atmosférica
“CALMET / CALPUFF” versión 5.8, aprobado por EPA1 (USA) para la dispersión de emisiones en terrenos
complejos.
La aplicación de este modelo requirió la construcción de los siguientes escenarios.
Escenario Meteorológico: El escenario meteorológico corresponde al evaluado con la
información de 4 estaciones de superficie al interior del dominio de modelación, en
conjunto con los resultados del modelo MM5 para el área durante el año 2011.
Escenario Geofísico: El escenario geofísico de la zona de estudio considera la topografía y
usos de suelo de un área de 50 x 50 kilómetros (2.500 km2).
Escenario de Emisiones y Receptores: Considera las emisiones MP2,5 y gases de combustión
generada por el Proyecto que pueden considerarse precursores de MP2,5, considerando
para la evaluación la operación con combustible diesel y gas natural. Adicionalmente, se
identifican los receptores sensibles ubicados en el área de influencia del Proyecto.
La estructura del presente informe es la siguiente: para el desarrollo de la modelación de dispersión de
contaminantes se presenta en primer lugar el marco regulatorio que define los estadísticos que serán
cuantificados en la modelación y los niveles máximos de la normativa ambiental aplicable. Luego, se
presenta una breve descripción del modelo de dispersión utilizado y de los escenarios meteorológicos y
topográficos, para luego exponer los resultados obtenidos de la aplicación del modelo. Finalmente, se
presenta el análisis de cumplimiento legal y las conclusiones más relevantes del estudio.
1
Environmental Protection Agency.
5
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
2
Modelación de Dispersión de Contaminantes
2.1
Marco Legal
En la siguiente tabla se presenta el detalle de la normativa a evaluar con los resultados del ejercicio de
modelación que se desarrollará.
Parámetro
MP2,5
Tabla 1. Normas de Calidad del Aire Consideradas en el Estudio
Límite Máximo Permitido
Estadístico
Referencia
(µg/m3N)
D.S. N° 12/11 del
Media Anual2
20
Ministerio de Medio
Ambiente
D.S. N° 12/11 del
Percentil 98 promedio diario
50
Ministerio de Medio
Ambiente
2.2 Base Teórica del Modelo Utilizado
El modelo utilizado para determinar el efecto que tendrán las emisiones de MP2,5, y sus respectivos
precursores, de las modificaciones al Proyecto Central Combinada ERA, corresponde al sistema de
modelación “CALMET/CALPUFF” desarrollado por Earth Tech.
El sistema de modelación incluye tres componentes principales: CALMET, CALPUFF y CALPOST, además
de una larga selección de preprocesadores diseñados para incluir en el modelo datos meteorológicos y
geofísicos.
CALMET es un modelo meteorológico que simula campos de viento, temperatura y otras variables
meteorológicas en un dominio de modelación tridimensional.
CALPUFF es un modelo tipo “puff” Lagrangiano Gaussiano no estacionario capaz de modelar el
transporte y dispersión de contaminantes sobre un campo de vientos construido con CALMET. Los
modelos tipo “puff” representan una pluma de contaminantes continuo como un número discreto de
paquetes de material contaminante. El modelo evalúa la contribución de un “puff” en la concentración
atmosférica de un receptor en un instante determinado, para luego permitir que el puff se mueva,
evolucione en tamaño, fuerza, etc., hasta la próxima iteración. Luego, la concentración total en un
receptor resultará de la sumatoria de las contribuciones de todos los “puff”. La ecuación básica del
modelo se muestra a continuación:
2
Aplicable al promedio anual de tres años consecutivos.
6
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Donde:
C: Concentración (g/m3)
Q: Masa del contaminante en el “puff” (g)
σx: Coeficiente de dispersión en dirección del viento (m)
σy: Coeficiente de dispersión en dirección perpendicular al viento (m)
σz: Coeficiente de dispersión vertical (m)
da: Distancia desde el centro del “puff” hacia el receptor en el eje de la dirección del viento (m)
dc: Distancia desde el centro del “puff” hacia el receptor en el eje perpendicular a la dirección
del viento (m)
g: Altura de la ecuación gaussiana (m)
H: Altura efectiva del “puff” (m)
h: Altura de la capa de mezcla (m)
A diferencia de un modelo de pluma, los modelos de tipo “puff” consideran las emisiones (de los puff)
independientes de su fuente de emisión permitiendo que los “puff” respondan a la meteorología en la
que se encuentra inmerso en cada instante. Lo anterior se representa esquemáticamente en la siguiente
figura.
7
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Figura 1. Representación Gráfica del Modelo Tipo Puff y de Pluma
Fuente: Lakes Environmental.
Finalmente CALPOST procesa las salidas de CALPUFF creando los archivos con las tabulaciones
necesarias para la evaluación de los resultados según los estadísticos establecidos en las normas de
calidad del aire.
Para la cuantificación de transformaciones químicas se tuilizará el modulo “Species Mesopuff II
Chemistry” de CALPUFF. Los procesos químicos incluidos en el modeluo MESOPUFF II son:
•
Dióxidos de sulfuro a sulfatos,
•
Oxidos de Nitrogeno a nitrartos.
A continuación se presentan esquemáticamente las conversiones realizadas por CALPUFF, a través de
MESOPUFF para sulfatos y nitratos.
8
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Figura 2. Mecanismo Simplificado de conversión a Nitratos y Sulfatos.
Sulfatos
Nitratos
Fuente: CALPUFF User’s guide, Capitulo 9 Descripciones Técnicas (2008).
2.3 Construcción de Escenarios
El desarrollo del modelo involucra la construcción de un escenario meteorológico, geofísico, de
emisiones y receptores sensibles sobre el dominio de la modelación. Para elaborar estos escenarios se
requiere de datos de entrada mínimos los cuales fueron recopilados y procesados desde estaciones de
monitoreo e imágenes satelitales. El detalle de los datos recopilados para la confección de cada
escenario se presenta a continuación.
• Escenario de Emisiones y Receptores
→ Ubicación y características de las fuentes emisoras, incluyendo la tasa de emisión
→ Ubicación de los receptores sensibles en el área de influencia del Proyecto
• Escenario Meteorológico
→ Información meteorológica de superficie de cuatro estaciones ubicadas en el sector que
registran los siguientes parámetros:
∼
Temperatura ambiente
9
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
∼
∼
∼
∼
∼
∼
Humedad relativa
Radiación solar
Velocidad del viento
Dirección del viento
Cobertura nubosa
Altura de nubes
→ Información meteorológica de altura obtenida mediante el modelo meteorológico MM5. Dado
que las estaciones de superficie no cuentan con registros de precipitación, esta fue obtenida de
la base de datos de MM5.
• Escenario Geofísico
→ Topografía del área de modelación
→ Usos de suelo del área de modelación
A continuación se presentan los escenarios construidos para la modelación.
2.3.1
Escenario de Emisiones
El escenario de emisiones considera la operación de 2 turbinas de combustión en la Planta de
Cogeneración y 1 turbina de combustión en la Planta de Ciclo Combinado. Se considera la operación de
de 333 días/año con gas natural y un máximo de 7 días/año con combustible diesel, el cual sería usado
sólo en caso de emergencia. A continuación se detallan las características de las fuentes consideradas y
los niveles de emisión de MP10, NOx, CO y SO2 entregados por el fabricante. Cabe señalar que, para
efectos de esta modelación, se tomó el escenario más desfavorable de las emisiones de MP2,5
suponiendo que la totalidad del MP10 corresponde a MP2,5.
Tabla 2. Fuentes de Emisión – Etapa de Operación
Parámetro
UTM Este (m)
(1)
(1)
UTM Norte (m)
Altura (m)
Diámetro Chimenea (m)
T° de salida de los gases (°C)
Velocidad de salida de los
gases (m/s)
Tasa Emisión CO (g/s)
Combustible
Gas Natural
Tasa Emisión NOx (g/s)
Tasa Emisión MP10 (g/s)
Tasa Emisión MP2,5 (g/s)
Combustible
Velocidad de salida de los
Planta de
Cogeneración
Unidad 1
266.948
Planta de
Cogeneración
Unidad 2
266.957
6.353.966
6.353.992
6.354.059
43
5,9
91
20
20
27,5
4,8
8,0
1,6
1,6
20
4,8
8,0
1,6
1,6
20
6,7
16,8
3,4
3,4
23,97
30
4
150
Planta de Ciclo
Combinado
266.983
10
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Parámetro
Diesel
gases (m/s)
Tasa Emisión CO (g/s)
Tasa Emisión NOx (g/s)
Tasa Emisión MP10 (g/s)
Tasa Emisión MP2,5 (g/s)
Tasa Emisión SO2 (g/s)
(1)
Planta de
Cogeneración
Unidad 1
Planta de
Cogeneración
Unidad 2
Planta de Ciclo
Combinado
6,5
45,5
3,3
3,3
5,8
6,5
45,5
3,3
3,3
5,8
10,5
78,6
5,2
5,2
16,4
Datum WGS 84, Uso 19
Figura 3. Ubicación Fuentes Etapa de Operación
Fuente: Elaboración Propia. Google Earth.
Para las concentraciones basales de otros contaminantes que hay en el entorno del Proyecto en
evaluación se ha considerado utilizar las opciones por “default” que otorga el software CALPUFF en su
configuración para la cuantificación de transformaciones químicas “Species Mesopuff II Chemistry”. Se
ha optado por no modificar las condiciones por defecto que indica el modelo, ya que no se cuenta con
información de respaldo para justificar posibles modificaciones.
11
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
A partir de lo anterior se considerará al MP2,5 secundario como la suma de sulfatos (SO4) y Nitratos
(NO3) generados en la atmósfera.
2.3.2 Escenario de Receptores
Los receptores discretos considerados en el modelo corresponden a las estaciones de monitoreo de
calidad del aire ubicadas en el poblado más cercano al Proyecto. Debido a lo anterior el presente análisis
se realizó en particular sobre las siguientes estaciones monitoras de calidad del aire.
Tabla 3. Receptores Discretos
ESTACIÓN / RECEPTOR UTM ESTE (m) UTM NORTE (m)
Concón
264.784
6.354.247
Juntas de Vecinos
263.944
6.353.098
Colmo
271.796
6.353.859
Las Gaviotas
267.940
6.355.336
DATUM: WGS-84, Huso 19
Además, para generar los mapas de isoconcentraciones, se estableció una grilla de receptores que
abarca la totalidad del área de modelación, donde se ubicaron receptores cada 0,5 km de distancia de
manera uniforme. La siguiente figura presenta la ubicación de los receptores mencionados.
Figura 4. Ubicación Receptores
Estación Las Gaviotas
Estación Concón
Estación Colmo
Estación Junta de
Vecinos
Proyecto
Fuente: Elaboración Propia.
12
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
2.3.3
Escenario Meteorológico
El escenario meteorológico se construyó a partir de información recopilada de estaciones de monitoreo
meteorológico de superficie y los resultados de la aplicación del modelo meteorológico MM5.
La meteorología superficial fue recopilada de 4 estaciones que se encuentran dentro del área de
modelación. Las estaciones consideradas para la construcción del escenario meteorológico son: Colmo,
Concón, Junta de Vecinos y Las Gaviotas.
Se ha considerado la información disponible para cada una de las estaciones entre el 01 de Enero de
2011 y el 31 de Diciembre de 2011. Las variables meteorológicas que constituyen este escenario son:
-Temperatura (ºC)
-Humedad Relativa (%)
-Radiación Solar (W/m2-hr)
-Velocidad de vientos (m/seg)
-Dirección de vientos (º)
Adicionalmente, la información sobre cobertura nubosa y altura de nubes fue obtenida de satélite, en
particular del proyecto “Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer” (MODIS) de la NASA3.
Respecto a la información meteorológica de altura, esta fue estimada por medio de la aplicación del
modelo meteorológico MM54.
A continuación la siguiente tabla presenta el detalle de la ubicación y las variables que registran cada
una de las estaciones meteorológicas ubicadas en el área de modelación.
Estación de
Monitoreo
Concón
Juntas de Vecinos
Colmo
Las Gaviotas
Tabla 4. Estaciones de Monitoreo de Meteorología
Tipo de
Coordenadas UTM (m)
Variables Meteorológicas
Datum WGS84 H19
estación
Norte
Este
T HR
RS
VV
DV
2
°C % W/m m/s grados
(m)
(m)
Superficie
264.784
6.354.247
Superficie
263.944
6.353.098
Superficie
271.796
6.353.859
Superficie
267.940
6.355.336
T: Temperatura; HR: Humedad Relativa; RS: Radiación Solar; VV: Velocidad del Viento y DV: Dirección del Viento.
La ubicación de las 4 estaciones meteorológicas superficiales en el área de modelación corresponde a la
presentada en la Figura 4.
La disponibilidad de datos válidos para cada estación se presenta en la siguiente tabla, en ella se aprecia
que para cada parámetro existe a lo menos un 99,1% de disponibilidad de datos durante el periodo de
análisis.
3
4
National Aeronautics and Space Administration (Agencia Nacional Aeroespacial Norteamericana).
El modelo MM5 elaborado para la presente modelación fue desarrollado por la empresa canadiense "Lakes Environmental".
13
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Tabla 5. Porcentaje de Datos Validos Durante el Periodo Utilizado
ESTACIÓN
Concon
MES
VV
DV
T
HR
RS
Enero
99,9%
99,9%
99,9%
99,9%
99,9%
Febrero
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
Marzo
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
Abril
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
Mayo
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
Junio
96,7%
96,7%
96,7%
96,7%
96,7%
Julio
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
Agosto
99,2%
99,2%
99,2%
99,2%
99,2%
Septiembre 100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
Octubre
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
Noviembre 100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
Diciembre
93,4%
93,4%
99,9%
99,9%
99,9%
Promedio
99,1%
99,1%
99,6%
99,6%
99,6%
ESTACIÓN
Las Gaviotas
Colmo
Junta de Vecinos
MES
VV
DV
VV
DV
VV
DV
Enero
99,9%
99,9%
99,9%
99,9%
99,9%
99,9%
Febrero
99,1%
99,1%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
Marzo
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
Abril
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
Mayo
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
Junio
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
Julio
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
98,1%
98,1%
Agosto
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
Septiembre 100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
Octubre
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
100,0%
Noviembre 100,0%
100,0%
98,5%
98,5%
100,0%
100,0%
Diciembre 100,0%
100,0%
99,7%
99,7%
99,9%
99,9%
Promedio
99,9%
99,9%
99,8%
99,8%
99,8%
99,8%
Fuente: Elaboración Propia a partir de la Información de Estaciones Meteorológicas.
Como se aprecia en la tabla anterior, la disponibilidad de datos es bastante alta, a continuación se
analizará a partir de series de tiempo el comportamiento de dichos datos para la estación Concón, de tal
forma de determinar si es que existiesen datos fuera de rango dentro de la serie.
14
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Figura 5. Series de Tiempo Parámetros Estación Concón – Año 2011
Serie de Tiempo Velocidad del Viento - Estación Concón 2011
Serie de Tiempo Dirección del Viento - Estación Concón 2011
15
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Serie de Tiempo Temperatura - Estación Concón 2011
Serie de Tiempo Humedad Relativa - Estación Concón 2011
16
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Serie de Tiempo Radiación Solar - Estación Concón 2011
Fuente: Sistema de Información Nacional de Calidad del Aire, http://sinca.mma.gob.cl/
Los datos presentados en las series de tiempo precedentes, no registran valores fuera de rango y se
aprecia una vez que los datos están casi completos para el periodo de estudio, lo que confirma la
información a partir del porcentaje de datos disponibles.
2.3.3.1 Temperatura
En las condiciones de temperatura en la estación Concón se presenta una temperatura promedio de
14,7 °C. En el análisis del ciclo diario de temperatura se aprecia que en la diferencia entre mínimas y
máximas son aproximadamente 5 °C, presentando las máximas temperaturas en el periodo entre 15 y
17 horas, mientas que las mínimas se presentan entre las 07 y 09 horas. A continuación se presenta
gráficamente el ciclo diario de temperatura mínima, promedio y máxima para el año 2011.
17
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Figura 6. Ciclo Diario de Temperaturas °C
Fuente: Elaboración Propia a partir de la información Meteorológica de la Estación Concón.
2.3.3.2 Humedad Relativa
Durante el período de monitoreo, en las estaciones hubo un promedio de humedad relativa de un
77,73% en la estación Concón. En la siguiente figura se presenta el promedio mensual para la estación
Concón.
18
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Figura 7. Promedio Mensual Humedad Relativa
Fuente: Elaboración Propia a partir de la información Meteorológica de la Estación Concón.
2.3.3.3 Radiación Solar
Con respecto al parámetro de Radiación Solar, la estación Meteorológica Concón registró un valor
promedio de 209,75 W/m2, con un máximo horario de 1.149 W/m2 como promedio a las 13 horas. Lo
anterior se puede apreciar en las siguientes figuras:
19
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Figura 8. Promedio Mensual Radiación Solar
Fuente: Elaboración Propia a partir de la información Meteorológica de la Estación Concón.
Figura 9. Ciclo Diario Radiación Solar
Fuente: Elaboración Propia a partir de la información Meteorológica de la Estación Concón.
20
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
2.3.3.4 Campos de Viento
Los campos de viento presentan una velocidad promedio de 2,53 m/s en la estación Colmo, 2,34 m/s en
la estación Concón, 2,23 m/s en la estación Junta de Vecinos y 1,58 m/s en la estación Las Gaviotas. Las
menores velocidades durante el ciclo diario se presentan durante las 21 hrs y las 9 hrs, por su parte las
máximas velocidades se presentan entre las 14 y las 17 horas para ambas estaciones.
Figura 10. Ciclo Diario de Velocidad del Viento
Colmo
Concón
Junta de Vecinos
Las Gaviotas
Fuente: Elaboración Propia a partir de la información Meteorológica.
En las rosas de viento que se muestran a continuación, se observa que en la estación Colmo existen dos
componentes principales provenientes desde la dirección Este y Oeste; en el caso de la estación Concón
se presentan también dos componente principales, en este caso provenientes desde la dirección Sureste
y Oeste-noroeste; sobre los datos de la estación Junta de Vecinos se presentan también dos
componentes principales, en este caso provenientes de la dirección Este-sureste y Noroeste; por último
en la estación Las Gaviotas existen dos componentes principales provenientes desde la dirección Este y
Oeste. Lo anterior se puede apreciar en la siguiente figura.
21
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Figura 11. Rosa de Viento Anual 2011
Colmo
Concón
Junta de Vecinos
Las Gaviotas
Fuente: Elaboración Propia a partir de la información Meteorológica.
En cuanto a la distribución de la velocidad del viento, estas se encuentran mayoritariamente en el rango
entre 0,5 y 2,1 m/s en las cuatro estaciones, con una segunda importancia en el rango entre 2,1 y 3,5
m/s en las estaciones Colmo, Concón y Las Gaviotas.
22
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Figura 12. Distribución de Vientos Anual 2011
Colmo
Concón
Junta de Vecinos
Las Gaviotas
Fuente: Elaboración Propia a partir de la información Meteorológica.
En el análisis de las rosas de viento por periodo del día, se aprecia que para las estaciones analizadas en
el período nocturno (entre 18 horas y 06 horas) existe una marcada componente proveniente desde el
Este, mientras que en el periodo diurno (entre 6 horas y 18 horas) existe una marcada componente
Oeste, siendo durante el periodo diurno en donde se presentan mayores velocidades.
23
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Figura 13. Rosa de Viento por Período del Día
Colmo
00:00 a 06:00 horas
Concón
00:00 a 06:00 horas
Junta de Vecinos
00:00 a 06:00 horas
Las Gaviotas
00:00 a 06:00 horas
Colmo
06:00 a 12:00 horas
Concón
06:00 a 12:00 horas
Junta de Vecinos
06:00 a 12:00 horas
Las Gaviotas
06:00 a 12:00 horas
Colmo
12:00 a 18:00 horas
Concón
12:00 a 18:00 horas
Junta de Vecinos
12:00 a 18:00 horas
Las Gaviotas
12:00 a 18:00 horas
Colmo
18:00 a 00:00 horas
Concón
18:00 a 00:00 horas
Junta de Vecinos
18:00 a 00:00 horas
Las Gaviotas
18:00 a 00:00 horas
Fuente: Elaboración Propia a partir de la información Meteorológica.
24
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
2.3.4
Escenario Geofísico
La topografía de la zona se obtuvo de datos de elevación recopilados por satélite con una resolución de
tres arcos-segundo, lo que significa 1/1.200ava parte de un grado de latitud/longitud o bien 90 metros.
A continuación la Figura 14 presenta gráficamente la topografía del área.
Figura 14. Topografías de la Zona
Nota: las alturas verticales se encuentran exageradas x5
Los usos de suelo del sector se obtuvieron de imágines satelitales del U.S. Geological Survey (USGS). En
el área se identificó principalmente áreas de cultivos, bosques y núcleos de suelo urbano. El mapa de
usos de suelo del área de estudio se presenta en la siguiente figura.
25
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Figura 15. Usos de Suelo del Área de Estudio
Coordenadas UTM Huso 18. Datum WGS84.
Fuente: Elaboración propia a partir de imágenes satelitales del USGS.
A partir de la información de uso del suelo, se definen los coeficientes de Bowen, albedo UV y la
rugosidad superficial, todos parámetros micro-meteorológicos que permiten diagnosticar los flujos
superficiales de calor, humedad y momentum a partir de ecuaciones en el modelo CALMET. Lo anterior
se detalla en la siguiente tabla.
Tabla 6. Características de los Distintos Usos de Suelo Identificados en el Área de Estudio
Categorías de Usos de Suelo
Océanos y
Mares
Ríos y
Canales
Bosque
Pastizales
Suelo
Agrícola
Urbano
Código: 55 Código: 51 Código: 40 Código: 30 Código: 20 Código: 10
Rugosidad Superficial Zo (m)
0,001
0,001
1,00
0,05
0,25
1,0
Albedo (0~1) (*)
0,10
0,10
0,10
0,25
0,15
0,18
Razón de Bowen (**)
1,00
1,00
1,00
0,1
1,00
1,5
Parámetro de Flujo de Calor de Suelo
1,00
1,00
0,15
0,15
0,15
0,25
26
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Categorías de Usos de Suelo
Océanos y
Mares
Ríos y
Canales
Bosque
Pastizales
Suelo
Agrícola
Urbano
Código: 55 Código: 51 Código: 40 Código: 30 Código: 20 Código: 10
Flujo de Calor Antropogénico (W/m2)
0,0
0,00
0,00
0,0
0,00
0,0
Índice de cobertura vegetacional (0~1)
0,0
0,00
7,00
0,5
3,00
0,2
(*) Albedo: reflectividad a la luz solar del suelo (expresada como fracción respecto a la unidad).
( * *) Razón de Bowen: definida como la razón entre flujos sensibles y latentes, a nivel de superficie. Es mayor sobre superficies
secas, donde la mayoría de la energía es absorbida por el suelo (sensible); y menor sobre superficies húmedas, donde la
mayoría de la energía se pierde con la evaporación (latente).
2.4 Resultados de la Implementación del Modelo
A continuación se presentan los resultados de la implementación del modelo CALMET/CALPUFF.
2.4.1
Implementación del Modelo Micro meteorológico CALMET
El modelo CALMET se implementó sobre un dominio de 50 kilómetros en la dirección Este-Oeste y 50
kilómetros en la dirección Sur-Norte, a partir de su origen ubicado en las coordenadas UTM-E 241.586
m, UTM-S 6.329.093 m. La resolución de la grilla fue de 500 x 500 metros. Las características generales
de la modelación y su dominio se presentan en la siguiente tabla.
Tabla 7. Características de la Modelación y Dominio - CALMET
Tamaño de Grilla (m)
Número de Celdas en dirección x
Número de Celdas en dirección y
Coordenadas del Origen (m). Datum WGS 84, Huso 19S
UTM-E (x)
UTM-S (y)
Área del Dominio (km2)
Número de capas verticales
Estaciones Meteorológicas
500 x 500
100
100
241.586
6.329.093
2.500
a
11
Colmo
Concón
Junta de Vecinos
Las Gaviotas
a.- Las 11 capas consideradas forman parte de los valores por defecto del modelo.
Fuente: Elaboración propia.
La aplicación del modelo CALMET generó una matriz tridimensional de los vientos y una estimación de la
altura de la capa de mezcla en el dominio de la modelación para cada hora del año 2011. La siguiente
figura presenta un ejemplo del campo de viento construido por CALMET para las 21 hrs de un día
escogido de manera aleatoria correspondiente al 28 de Junio del 2011.
27
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Figura 16. Campos de Viento en Todos los Niveles – 28 de Junio del 2011 - 21:00 h
Coordenadas UTM Huso 19. Datum WGS84.
Fuente: Elaboración propia.
2.4.2
Análisis de Incertidumbre del Modelo CALMET
Todos los modelos que se desarrollan con la finalidad de predecir un evento, tienen asociados errores e
incertidumbres. Luego, es importante evaluar estos errores cotejando las variables observadas y
modeladas en orden de evaluar la capacidad predictiva de todo modelo. En esa línea, considerando que
las variables meteorológicas (velocidad y dirección de viento) se constituyen como las de primer orden
de importancia en el fenómeno de dispersión de contaminantes, a continuación se presenta un análisis
de incertidumbre del modelo meteorológico CALMET.
2.4.2.1 Análisis de un día representativo
El análisis se ha realizado contrastando los campos de vientos modelados sobre nivel de suelo (a 10 m.
de altura), en horas representativas de un día escogido al azar, con los registros de las estaciones
28
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
meteorológicas Junta de Vecinos, Concón, Las Gaviotas y Colmo. El día escogido al azar corresponde al
28 de Junio del año 2011.
a) Campos de Viento a las 06:00: La siguiente figura muestra la variabilidad espacial de los vientos
modelados para el día 28 de Junio del 2011 a las 06:00.
Figura 17. Campos de Viento a 10 m de Altura – 28 de Junio del 2011 a las 06:00 h
Estación Las Gaviotas
Estación Concon
Estación Colmo
Estación Junta de Vecinos
Coordenadas UTM Huso 19. Datum WGS84.
Fuente: Elaboración propia.
Se observa que los vientos modelados tienen una dirección predominante desde el Sureste en las
estaciones de Concón y Junta de Vecinos y dirección Noreste en las estaciones Las Gaviotas y Colmo. Las
direcciones de los vientos modelados sobre todas las estaciones meteorológicas corresponden a las más
frecuentes registradas entre las 00:00 y 6:00, según se observa en la Figura 13.
En el sector del borde costero, el modelo predijo vientos que van desde el continente hacia el mar,
situación típica de borde costero para períodos nocturnos, en que la superficie del mar irradia más calor
que la superficie de la tierra. En la zona montañosa los vientos modelados se ordenan según la
topografía del sector, lo que implica que estos circulan desde las zonas más elevadas hacia sectores más
bajos, lo cual es consistente con lo esperado para esta hora del día.
29
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Respecto a las velocidades del viento en la superficie (10 m de altura), se observa que el modelo predice
velocidades relativamente bajas, menores a 3 m/s sobre el área de emplazamiento del Proyecto y las
estaciones meteorológicas del sector. Lo anterior es consistente con los registros de las estaciones
presentados en la Figura 13.
b) Campos de Viento a las 12:00: La siguiente figura muestra la variabilidad espacial de los vientos
modelados para el día 28 de Junio a las 12:00.
Figura 18. Campos de Viento a 10 m. de Altura – 28 de Junio del 2011 a las 12:00 h
Estación Las Gaviotas
Estación Concon
Estación Colmo
Estación Junta de Vecinos
Coordenadas UTM Huso 19. Datum WGS84.
Fuente: Elaboración propia.
Se observa que los vientos modelados tienen una dirección predominante desde el Este en el área de
emplazamiento del Proyecto. Las direcciones de viento modeladas sobre las estaciones meteorológicas
Colmo y Las Gaviotas provienen desde el Este y corresponden a las más frecuentemente registradas
entre las 06:00 y 12:00 h (ver Figura 13); mientras que sobre las estaciones Concón y Junta de Vecinos,
el modelo predijo también vientos provenientes desde el Este. Si bien los vientos modelados sobre estas
dos últimas estaciones no corresponden a los vientos más frecuentes, estos si se encuentran registrados
por dichas estaciones siendo relativamente frecuentes.
En el sector del borde costero, el modelo predijo vientos que van desde el continente hacia el mar,
situación atípica de borde costero para períodos diurnos, en que la superficie de la tierra irradia más
30
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
calor que la superficie del mar. Sin embargo, esta situación no es improbable para esta hora,
considerando que la fecha analizada corresponde a un día invernal, en la cual existe una menor
incidencia de la radiación solar respecto a otras estaciones del año.
Respecto a las velocidades del viento en la superficie (10 m de altura), se observa que el modelo predice
velocidades relativamente bajas, menores a 3 m/s sobre el área de emplazamiento del Proyecto y las
estaciones meteorológicas del sector. Lo anterior es consistente con los registros de las estaciones
presentadas en la Figura 13.
c) Campos de Viento a las 18:00: La siguiente figura muestra la variabilidad espacial de los vientos
modelados para el día 28 de Junio a las 18:00.
Figura 19. Campos de Viento a 10 m. de Altura – 28 de Junio del 2011 a las 18:00 h
Estación Las Gaviotas
Estación Concon
Estación Colmo
Estación Junta de Vecinos
Coordenadas UTM Huso 19. Datum WGS84.
Fuente: Elaboración propia.
Se observa que los vientos modelados tienen una dirección predominante desde el Oeste en el área de
emplazamiento del Proyecto. Las direcciones de viento modeladas sobre las estaciones meteorológicas
Colmo y Las Gaviotas provienen desde el Oeste y corresponden a las más frecuentemente registradas
entre las 12:00 y 18:00 h (ver Figura 13); mientras que sobre las estaciones Concón y Junta de Vecinos,
el modelo predijo vientos comprendidos entre el Noroeste y Suroeste. Si bien los vientos modelados
31
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
sobre estas dos últimas estaciones no corresponden a los vientos más frecuentes, estos si se encuentran
registrados y son relativamente frecuentes.
A las 18:00 h es posible distinguir una variación en la dirección de los campos de vientos respecto de la
hora anteriormente analizada (12:00 h). Se observa que los vientos modelados para el valle del río
Aconcagua cambian su dirección respecto al período anterior, y comienzan a circular aguas arriba,
situación que también es consistente con lo esperado para esta hora del día.
Respecto a las velocidades del viento en la superficie (10 m de altura), se observa que el modelo predice
velocidades relativamente más altas que en los períodos anteriores, en particular sobre las estaciones
Concón y Junta de Vecinos, lo cual se condice con los registros de ambas estaciones entre las 12:00 y
18:00 (ver Figura 13).
d) Campos de Viento a las 24:00: La siguiente figura muestra la variabilidad espacial de los vientos
modelados para el día 28 de Junio a las 24:00.
Figura 20. Campos de Viento a 10 m. de Altura – 28 de Junio del 2011 a las 24:00 h
Estación Las Gaviotas
Estación Concon
Estación Colmo
Estación Junta de Vecinos
Coordenadas UTM Huso 19. Datum WGS84.
Fuente: Elaboración propia.
Se observa que los vientos modelados tienen una dirección predominante desde el Sur en el área de
emplazamiento del Proyecto. Las direcciones de viento modeladas sobre las estaciones meteorológicas
Junta de Vecinos, Concón y Las Gaviotas provienen desde Sur, respectivamente, y corresponden a las
32
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
más frecuentemente registradas entre las 18:00 y 24:00 (ver Figura 13); mientras que sobre la estación
Colmo, el modelo predijo vientos provenientes desde el Noroeste. Si bien los vientos modelados sobre
esta estación no corresponden a los vientos más frecuentes, estos si se encuentran registrados por las
estación.
A las 24:00 h es posible distinguir una variación en la dirección de los campos de vientos respecto de la
hora anteriormente analizada (18:00 h). En el sector del borde costero, el modelo predijo vientos
paralelos a la línea de costa hacia el Sur. El modelo indica que –a esta hora del día- el valle del río
Aconcagua pierde la fuerte influencia que se observa para el período diurno (12:00 y 18:00).
Respecto a las velocidades del viento en la superficie (10 m de altura), se observa que el modelo predice
velocidades relativamente más bajas que en el período anterior, siendo estas menores a 3 m/s sobre el
área de emplazamiento del Proyecto y las estaciones meteorológicas del sector. Lo anterior es
consistente con los registros de las estaciones presentadas en la Figura 13.
2.4.1.2. Análisis del período modelado
Obteniendo la información a partir del archivo generado por el modulo CALMET para los puntos donde
se ubican las estaciones de observación meteorológica es posible comparar la información observada vs
la modelada. A continuación se compararán los ciclos diarios de velocidad de viento para las 4
estaciones consideradas en el presente ejercicio de modelación.
En la siguiente figura se aprecia que para el caso de la Estación Colmo, los ciclos diarios de velocidad del
viento son bastante similares, siendo la velocidad modelada levemente subestimada con respecto a los
registros generados por la estación para el periodo de estudio. En el caso de la estación Concón, el
modelo subestima levemente, en mayor medida que para el caso de la estación Colmo, las velocidades
del viento para el periodo de estudio.
Para la estación Junta de Vecinos, es el único caso en que el modelo sobreestima las velocidades de
viento del ciclo diario, sin embargo dicha sobreestimación es leve. Por último en el caso de la estación
Las Gaviotas, es la estación en que se ve una mayor diferencia entre los ciclos diarios observados y el
modelado, siendo subestimada la velocidad promedio del viento para cada hora del día.
33
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Figura 21. Ciclos Diarios de Velocidad del Viento Observados vs Modelados
Estación Colmo
Estación Concón
34
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Estación Junta de Vecinos
Estación Las Gaviotas
A continuación se compararan las rosas de vientos observadas vs las rosas de viento modeladas, en
estas se aprecia que para las estaciones Colmo, Concon y Las Gaviotas no existe una diferencia en los
campos de vientos predominantes, mientras que para le estación Junta de Vecinos, existe una leve
35
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
diferencia en la componente de viento proveniente desde el SurEste, es así que en el escenario
observado se aprecia una marcada tendencia desde el Sur-sureste mientras que en la rosa de viento
modelada se observa una tendencia desde el Sur-este.
Figura 22. Rosas del Viento del Periodo Observadas vs Modeladas
Colmo Observado
Colmo Modelado
Concón Observado
Concón Modelado
36
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Junta de Vecinos Observado
Junta de Vecinos Modelado
Las Gaviotas Observado
Las Gaviotas Modelado
Con respecto a las velocidades promedios registradas en las estaciones de monitoreo versus las
representadas por el modelo se puede decir que las velocidades medias se subestiman en las estaciones
Concón (7%) y Junta de Vecinos (34%) y se sobreestima en las estaciones Colmo (9%) y Las Gaviotas
(38%), es decir se subestiman las velocidades de aquellas estaciones que están más próximas al océano
y se sobreestiman aquellas que se encuentran más alejadas del océano pacífico, lo anterior se presenta
en la siguiente tabla.
37
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Estación
Concón
Colmo
Junta de Vecinos
Las Gaviotas
Tabla 8. Velocidades Promedio Observada vs Modelada
Velocidad Media
Velocidad Media
Diferencia Porcentual
Observada
Modelada
(Velocidad Modelada – Velocidad Observada)
(m/s)
(m/s)
[%]
2,35
2,19
-7%
2,22
2,41
+9%
2,53
1,66
-34%
1,58
2,18
+38%
Luego, a partir de la comparación de los campos de vientos modelados con los registros de las
estaciones meteorológicas Junta de Vecinos, Concón, Las Gaviotas y Colmo, se puede sostener que el
modelo meteorológico CALMET predice de manera adecuada el comportamiento espacial del flujo de
vientos en el área de modelación, por lo que los resultados obtenidos del modelo son representativos
del escenario que generaría la implementación del Proyecto.
38
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
2.4.3
Implementación del Modelo de Dispersión CALPUFF
Utilizando CALPUFF, se modelaron las concentraciones ambientales de sulfatos (SO4) y nitratos (NO3)
generados en la atmósfera sobre un domino de 50 kilómetros en la dirección Este-Oeste y 50 kilómetros
en la dirección Sur-Norte, a partir de su origen ubicado en las coordenadas UTM-E 241.586 m, UTM-S
6.329.093 m. La resolución con tamaño de grilla de los receptores fue de 500 x 500 metros. Las
características generales de la modelación y su dominio se presentan en la siguiente tabla.
Tabla 9. Características de la Modelación y Dominio - CALPUFF
Tamaño de Grilla (m)
500 x 500
Número de Celdas en dirección x
100
Número de Celdas en dirección y
100
Coordenadas del Origen (m) Datum WGS 84, Huso 19S
241.586
UTM-E (x)
6.329.093
UTM-S (y)
Área del Dominio (km2)
2.500
3 Fuentes Puntuales (2 chimeneas
de la Planta Cogeneradora; 1
Fuentes Emisoras
chimenea de la Planta de Ciclo
Combinado).
Para la aplicación de este modelo se consideró la meteorología modelada con CALMET del período del 1
de Enero del 2011 al 31 de Diciembre del mismo año. Luego, se obtuvieron las concentraciones de
sulfatos (SO4) y nitratos (NO3) generados en la atmósfera estimadas para cada una de las horas del año.
Finalmente se aplicó el módulo CALPOST para obtener los estadísticos establecidos en las normas de
calidad del aire presentadas en el numeral 2 de este documento.
Para la obtención de los estadísticos en la operación con Diesel, como se considera que dicha operación
con este tipo de combustible sólo se realizará durante un máximo de 7 días al año, se ha completado los
registros del año completo utilizando los resultados obtenidos para el escenario con Gas Natural. Es
decir, se ha desarrollado la evaluación en un escenario mixto, el cual considera que los días operados
con Diesel corresponde al peor escenario para dicho tipo de combustible. Es a partir de este escenario
mixto que se han obtenido los estadísticos que se presentan a continuación.
A continuación se presentan los aportes en la concentración de los contaminantes presentados en la
Tabla 2, evaluados en los receptores especificados en este documento además de las concentraciones y
coordenadas de los Puntos de Máximo Impacto.
39
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Tabla 10. Aporte del Proyecto Operación Gas Natural (µg/m3N)
MEDIA ANUAL
P98 24 H
ESTACIÓN
SO4
NO3
TOTAL
SO4
NO3
TOTAL
COLMO
0,00
0,08
0,08
0,00
0,33
0,33
CONCON
0,00
0,04
0,04
0,00
0,24
0,24
JUNTA DE VECINOS
0,00
0,05
0,05
0,00
0,33
0,33
LAS GAVIOTAS
0,00
0,05
0,05
0,00
0,28
0,28
Fuente: Elaboración Propia
Tabla 11. Aporte del Proyecto Operación Diesel (µg/m3N)
MEDIA ANUAL
P98 24 H
ESTACIÓN
SO4
NO3
TOTAL
SO4
NO3
TOTAL
COLMO
0,00
0,09
0,09
0,02
0,36
0,38
CONCON
0,00
0,04
0,05
0,03
0,31
0,34
JUNTA DE VECINOS
0,00
0,06
0,06
0,03
0,36
0,39
LAS GAVIOTAS
0,00
0,03
0,34
0,37
0,05
0,06
Fuente: Elaboración Propia
Nota: Para el escenario Diesel se ha considerado en la obtención de los estadisticos un escenario evaluando 7 días de operación con Diesel y el
resto del año operando con Gas Natural.
Los mapas de isoconcentraciones asociados a cada uno de estos estadísticos se presentan en el
Apéndice 1 de este documento5.
Tabla 12. Puntos de Máximo Impacto Escenario Proyectado – Gas Natural (µg/m3N)
Concentración
Estadístico
Coordenada Norte
Coordenada Este
(SO4 + NO3)
Media Anual
0,25
6.346.843
272.336
Percentil 98 24 horas
1,35
6.346.843
272.336
DATUM: WGS-84, Huso 19
Tabla 13. Puntos de Máximo Impacto Escenario Proyectado – Diesel (µg/m3N)
Estadístico
Valor (SO4 + NO3)
Coordenada Norte
Coordenada Este
Media Anual
0,05
6.346.843
272.336
Percentil 98 24 horas
12,10
6.346.843
272.336
DATUM: WGS-84, Huso 19
5
Los mapas de isoconcentraciones se elaboran en base a las concentraciones del estadístico representado en cada uno de los
receptores 2.500 receptores que conforman la grilla los cuales se pueden registrar durante distintas horas del año. Por lo
anterior, las figuras son una herramienta útil para la predicción de impactos pero no representan las concentraciones del sector
en un determinado instante.
40
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
3 Análisis de los Efectos en la Calidad del Aire del Escenario Proyectado
En el presente Capítulo, se determina el nivel de concentración de MP2,5 del área del Proyecto (línea
base), para luego analizar sus efectos sobre la calidad del aire. Para ello, se suma el aporte estimado del
Proyecto Modificado a la concentración registrada por las estaciones de monitoreo y se compara con la
norma de calidad respectiva, tanto para su nivel de saturación (100 % del valor de la norma) como su
nivel de latencia (80 % del valor la norma). La siguiente tabla muestra los registros disponibles con los
cuales se determinó la línea base del Proyecto.
Tabla 14. Registros para Determinar Línea Base
(1)
Parámetro
Estación (1)
Año
MP2,5
Concón
2009 a 2011
De las estaciones del área de estudio solo estación Concón tiene monitoreo de calidad del aire de MP2,5
A continuación se presenta el aporte del Proyecto Modificado con respecto a la calidad del aire del
sector.
Material Particulado Fino (MP2,5)
Tabla 15. Estimación del Escenario Proyectado para las Concentraciones de MP2,5 – Media Anual
(µg/m3N) – Gas Natural
Receptor
Línea Basea
Colmo
Concon
Junta de Vecinos
Las Gaviotas
18
18
18
18
Valor de la Norma: 20 µg/m3N; Latencia:16 µg/m3N
Aporte Proyecto
Aporte Proyecto
Total Proyectado
MP2,5 Primario
MP2,5 Secundario
0,08
0,00
18
0,04
0,00
18
0,05
0,00
18
0,05
0,00
18
a. Considera el valor trianual en la estación Concón.
Tabla 16. Estimación del Escenario Proyectado para las Concentraciones de MP2,5 – P98
Concentraciones 24h (µg/m3N) – Gas Natural
3
Receptor
Línea Base
Colmo
Concón
Junta de Vecinos
Las Gaviotas
45
45
45
45
a
3
Valor de la Norma: 50 µg/m N; Latencia: 40 µg/m N
Aporte Proyecto
Aporte Proyecto
Total Proyectado
MP2,5 Primario
MP2,5 Secundario
0,60
0,33
46
0,40
0,24
46
0,50
0,33
46
0,40
0,28
46
a. Considera el valor del percentil 98 de concentraciones diarias en el año 2011 en la estación Concón.
41
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Tabla 17. Estimación del Escenario Proyectado para las Concentraciones de MP2,5 – Media Anual
(µg/m3N) - Diesel
3
Receptor
Línea Base
Colmo
Concón
Junta de Vecinos
Las Gaviotas
18
18
18
18
a
3
Valor de la Norma: 20 µg/m N; Latencia : 16 µg/m N
Aporte Proyecto
Aporte Proyecto
Total Proyectado
MP2,5 Primario
MP2,5 Secundario
0,00
0,09
18
0,00
18
0,05
0,00
0,06
18
0,00
18
0,06
a. Considera el valor trianual en la estación Concón.
Nota: Para el escenario Diesel se ha considerado en la obtención de los estadisticos un escenario evaluando 7 días de operación con Diesel y el
resto del año operando con Gas Natural.
Tabla 18. Estimación del Escenario Proyectado para las Concentraciones de MP2,5 – P98
Concentraciones 24h (µg/m3N) - Diesel
Receptor
Línea Basea
Colmo
Concón
Junta de Vecinos
Las Gaviotas
45
45
45
45
Valor de la Norma: 50 µg/m3N; Latencia: 40 µg/m3N
Aporte Proyecto
Aporte Proyecto
Total Proyectado
MP2,5 Primario
MP2,5 Secundario
0,38
0,00
45
0,34
0,00
45
0,39
0,00
45
0,37
0,00
45
a. Considera el valor del percentil 98 de concentraciones diarias en el año 2011 en la estación Concón.
Nota: Para el escenario Diesel se ha considerado en la obtención de los estadisticos un escenario evaluando 7 días de operación con Diesel y el
resto del año operando con Gas Natural.
De los resultados expuestos en el presente subcapítulo, se deprende que la ejecución del Proyecto
Modificado no implica un deterioro de la calidad del aire que represente un riesgo para la salud de las
personas ni del medio ambiente, ya que se estaría por debajo del nivel de saturación para la norma
anual de MP2,5, cuyo límite es de 20 µg/m3N, lo anterior considerando los aportes del Proyecto tanto
como MP2,5 primario como secundario. Por su parte, considerando la norma diaria, las concentraciones
de línea base de MP2,5 se encuentran sobre el nivel de latencia (40 µg/m3N), mientras que el aporte del
Proyecto Modificado es prácticamente nulo para el escenario con gas natural generando un aumento no
superior a 1 µg/m3N. Por su parte para el escenario de operación diesel se genera un aumento poco
significativo en los niveles de concentración proyectado, principalmente por aporte del MP2,5
secundario que no supera el 1% del valor de la norma, lo cual resulta que en ambos escenarios de
operación (gas natural y diesel) no se modifica el nivel de latencia de la línea base.
42
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
4
Resumen de Resultados y Conclusiones
En el Apéndice 1 de este informe presentan las curvas de isoconcentraciones6 asociadas a los
estadísticos estudiados en la sección anterior, en las cuales se puede apreciar gráficamente los aportes
del Proyecto sobre la calidad del aire de su área de influencia y la ubicación del punto de máximo
impacto.
A partir de la comparación de los campos de vientos modelados con los registros de las estaciones
meteorológicas Junta de Vecinos, Concón, Las Gaviotas y Colmo, se puede sostener que el modelo
meteorológico CALMET predice de manera adecuada el comportamiento espacial del flujo de vientos en
el área de modelación, por lo que los resultados obtenidos del modelo son representativos del escenario
que generaría la implementación del Proyecto.
Luego, los aportes del Proyecto no generan efectos significativos en la Calidad del Aire de la zona, esto
toda vez que:
•
En el caso del MP2,5 Primario, con combustible Gas Natural el aporte en la media anual es nulo
y el percentil 98 de concentraciones diarias no supera el 1,5% de la norma, mientras que para el
Diesel se generan aportes nulos para ambos estadísticos.
•
En el caso del MP2,5 Secundario, con combustible Gas Natural se generan aportes nulos para la
media anual y para el percentil 98 de concentraciones diarias no supera el 1% de la norma.
•
En el caso del MP2,5 Secundario, con combustible Diesel se generan aportes nulos para la media
anual y para el percentil 98 de concentraciones diarias no supera el 1% de la norma.
•
El punto de máximo impacto, en ambos escenarios de operación y para ambos estadísticos,
corresponde al mismo punto y se encuentra ubicado a aproximadamente 9 km al SurEste (SE) de
la ubicación de las fuentes, en un área que no está poblada, tal como se muestra en las Figuras
del Apéndice 1 adjunto al final de documento.
•
En el escenario proyectado no se modifican los niveles de latencia que registra la línea base
medida en el sector.
•
Cabe señalar que lo considerado en la presente evaluación es asimilable para el caso del MP10
Total, compuesto por la suma del MP10 primario y el MP2,5 secundario, lo anterior toda vez que
dentro de los supuestos para la realización del presente ejercicio se ha considerado una relación
de la emisión de MP10 y MP2,5 en una razón de 1:1.
6
Los mapas de isoconcentraciones se elaboran en base a las concentraciones del estadístico representado en cada uno de los
receptores 2.500 receptores que conforman la grilla los cuales se pueden registrar durante distintas horas del año. Por lo
anterior, las figuras son una herramienta útil para la predicción de impactos pero no representan las concentraciones del sector
en un determinado instante.
43
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Finalmente, el análisis de los efectos sobre la calidad del aire, indica que el Proyecto no presenta riesgo
para la salud de las personas ni el medio ambiente ya que los niveles de MP2,5 total aportados,
considerando primario y secundario, en los receptores analizados no generan cambios significativos en
los niveles de Calidad del Aire registrados en la línea base.
44
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
APÉNDICE 1
ISOCONCENTRACIONES DE CONTAMINANTES ATMOSFERICOS
ESCENARIO PROYECTADO
Preparado para:
MARZO, 2013
Código Proyecto
1182
RF
Elaboración
11/03/2013
Revisión Legal
VF
Revisión Interna
11/03/2013
Final
Versión
11/03/2013
45
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Isoconcentraciones Media Anual MP2,5 Secundario – Gas Natural
Estación Las Gaviotas
Estación Concon
Estación Colmo
Estación Junta de Vecinos
PMI
46
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Isoconcentraciones Percentil 98 de Concentraciones en 24 horas MP2,5 Secundario – Gas Natural
Estación Las Gaviotas
Estación Concon
Estación Colmo
Estación Junta de Vecinos
PMI
47
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Isoconcentraciones Media Anual MP2,5 Secundario – Diesel
Estación Las Gaviotas
Estación Concon
Estación Colmo
Estación Junta de Vecinos
PMI
48
ANEXO 2
ANÁLISIS DE CALIDAD DEL AIRE MP2,5 SECUNDARIO
Isoconcentraciones Percentil 98 de Concentraciones en 24 horas MP2,5 Secundario – Diesel
Estación Las Gaviotas
Estación Concon
Estación Colmo
Estación Junta de Vecinos
PMI
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