PROGRAMA CONTAMINACIÓN ATMOSFÉRICA:

Dentro del Programa de Contaminación Atmosférica se viene trabajando en tres sub-líneas de investigación, con la suficiente identidad para ser diferenciadas como áreas de investigación, que son, Química Atmosférica, Dinámica de contaminantes (I+D), Dinámica de contaminantes (aplicación).

Además en los dos últimos años, se ha venido acentuando los esfuerzos en la Modelización (Meteorológica y Fotoquímica) y el Desarrollo Tecnológico, estos tres temas tienen la consideración de grupos emergentes hasta que alcancen la identidad de área de investigación.

A continuación se detallan las actividades desarrolladas en el ejercicio 2010

I.- ÁREA DE QUÍMICA ATMOSFÉRICA

En los últimos años, prácticamente todos los países europeos se han encontrado con problemas del llamado smog fotoquímico en los días cálidos y soleados de verano. En muchos de ellos se ha registrado un gran daño en la vegetación que en parte está relacionado con las elevadas concentraciones de foto-oxidantes, y de ozono en particular.

Los compuestos emitidos a la atmósfera tienen repercusión en la calidad del aire, en la salud humana, cambios en la producción agrícola, efectos en la vegetación y degradación de materiales, etc. Estos efectos se traducen en mayor gasto social en sanidad, un significativo impacto en la calidad de vida, el conocido cambio climático y sus implicaciones, etc.

Por ello, existe cada vez más una concienciación de la importancia del estudio de tales transformaciones químicas. A su vez se han financiado en las últimas décadas programas encaminados a la investigación en este campo. Aún así, es generalmente aceptado que el estado del conocimiento necesario para desarrollar estrategias de control eficientes, bajo las diferentes condiciones que prevalecen en Europa, es todavía inadecuado. Los mecanismos químicos no se encuentran todavía suficientemente desarrollados y no ofrecen una base científica sólida para poder predecir de forma fiable la formación de foto-oxidantes.

EUPHORE constituye, en este ámbito, una de las mayores instalaciones de investigación de Europa con una destacable infraestructura analítica dedicada a la investigación de procesos atmosféricos. La finalidad con la que fue creada es, y sigue siendo, proporcionar a los científicos atmosféricos, tanto europeos como del resto del mundo, una plataforma en la que poder abordar los problemas medioambientales relacionados con la química de formación de contaminantes en la troposfera.

Fig. 2.- Simuladores atmosféricos EUPHORE.

Gracias a simuladores fotoquímicos como EUPHORE, reacciones que ocurren en sistemas complejos como la atmósfera pueden ser investigadas directamente a través del estudio de sistemas simplificados que permiten obtener datos cinéticos detallados. La finalidad es pues, poder utilizar tales datos para entender mejor los procesos que tienen lugar en la atmósfera y poder modelizarlos.

En el ámbito de la química atmosférica, la investigación desarrollada en la mayoría de instituciones a nivel de laboratorio presenta una serie de limitaciones derivadas del hecho de que se trata de pequeños reactores que utilizan luz artificial, por lo que se trabaja en condiciones no realistas. Sin embargo, EUPHORE presenta importantes ventajas con respecto a los ensayos de laboratorio y a otras cámaras de simulación existentes:

1º Están garantizadas condiciones muy similares a la realidad por el gran volumen de los simuladores (200 m³ cada uno).

2º  Los simuladores se irradian con luz solar.

Por otro lado, el uso compartido de los simuladores, a través de colaboraciones con otras instituciones internacionales, hace que estas instalaciones sirvan como centro de referencia para la química atmosférica en Europa y favorecen el intercambio de conocimientos entre los científicos implicados.

Su uso científico se ha materializado durante estos años a través de proyectos de investigación de los Programa Marco de la Unión Europea, del Plan Nacional y la Generalitat Valenciana, obtenidos en libre concurrencia, así como de las asistencias realizadas a la industria.

Este programa se estructura principalmente en tres líneas:

§       Transformaciones químicas en la troposfera.

§       Explotación externa de los simuladores atmosféricos EUPHORE.

§       Desarrollo tecnológico

§       Otras actividades.

§              Transformaciones químicas en la troposfera.

Objetivo/Definición Estudio de las transformaciones químicas de los compuestos emitidos a la atmósfera y su impacto ambiental en la troposfera.

Se estudian los procesos de oxidación y foto-oxidación de distintos compuestos que afectan, en mayor o menor medida, a la calidad del aire (por ejemplo, incrementando los niveles de ozono troposférico). La evaluación del impacto de ciertos compuestos como pesticidas, hidrocarburos aromáticos y aerosoles sobre la capacidad oxidante de la atmósfera sometida a la influencia de las emisiones antropogénicas, es de gran importancia a la hora de diseñar estrategias de control de la contaminación atmosférica.

Fig. 3.- Emisiones a la atmósfera.

Otra parte de la actividad desarrollada en EUPHORE, es también la validación de instrumentación y métodos de análisis de especies químicas, tanto precursores como productos e intermedios de reacción, para su uso posterior en campañas de medida en campo y para la modelización de los sistemas químicos reactivos en la atmósfera.

Resultados destacables. 

a)    En el contexto del proyecto del plan nacional ECOPEST se han finalizado satisfactoriamente todas las actividades previstas para 2010.

b)    Como consecuencia de los experimentos realizados en las cámaras EUPHORE referentes a la degradación de pesticidas, se han determinado por primera vez las constantes y los productos de degradación de algunos de estos compuestos.

Los principales resultados se resumen en la tabla 1. En ella se muestra los tiempos de vida de diferentes plaguicidas en aire, así como de los principales productos de degradación observados para cada uno de los compuestos estudiados y las publicaciones asociadas.

Tabla 1.- Resumen de logros obtenidos y publicaciones asociadas respecto a determinación de constantes de reacción y productos de reacción en aire de varios pesticidas

c)     En el contexto del proyecto ECOPEST, durante 2010 se han realizado los análisis de pesticidas de muestras obtenidas  a lo largo de los dos años anteriores en cuatro localizaciones de la provincia de Valencia y Castellón: Benifaio (Valencia), Villar del Arzobispo (Valencia), Benicarló (Castellón) y Morella (Castellón).  En todos los puntos de muestreo se detectaron gran variedad de pesticidas, algunos de ellos prohibidos hace años. Especial mención merecen los puntos de Benifaio, ya que el punto de muestreo estaba situado en una zona de agricultura ecológica en la que no se aplicaban pesticidas –pero estaba rodeada de cultivos que sí los aplicaban- así como los resultados de Morella, zona en la que no se aplicaban pesticidas a su alrededor. En ambos puntos de muestreo se detectaron la presencia de pesticidas tanto en fase gas como en fase particulada.

La tabla siguiente muestra las concentraciones de pesticidas detectadas. Como se puede observar en las figuras, la abamectina ha sido el pesticida detectado en fase particulada, en mayor concentración. Es significativa la detección de malatión ya que fue prohibida su utilización  a mediados de 2008. En un caso parecido se encuentran el clorfenvinfos,  metidatión y fentión –prohibido a finales de 2007. Todos ellos se han podido detectar en alguno de los lugares de muestreo, a pesar de estar prohibido su uso.

Concentraciones en aire de los pesticidas medidos durante las campañas 2008-2009

d)    En el contexto del proyecto ECOPEST, se ha colaborado en el libro Pesticides: Evaluation of Environmental Pollution, y concretamente en la redacción del capitulo: Pesticide Residues in the atmosphere, (Editorial:  Taylor & Francis Books Inc. : In press 2011)

e)    Como consecuencia directa de los resultados obtenidos en el proyecto ECOPEST, se ha conseguido otro proyecto de Plan Nacional para 2011, con el objetivo de continuar los trabajos precedentes.

f)     Dentro del contexto de la mejora de la caracterización de las cámaras EUPHORE, se han determinado nuevos parámetros para la caracterización de la influencia de las paredes del reactor sobre los mecanismos químicos de reacción estudiados en EUPHORE. Para ello se han realizado una serie de experimentos con eteno y se ha procedido a su modelización posterior. 

En la figura 4 se muestran los resultados experimentales y modelizados de las concentraciones de eteno y ozono de los dos experimentos simulados utilizando los diferentes mecanismos auxiliares.

g)        Dentro del contexto de la mejora de la caracterización de las cámaras EUPHORE se ha realizado una Análisis de la Velocidad de Producción (ROPA: Rate Of Production Analysis) de ácido nitroso y formaldehido para poder detectar, cuales son las reacciones químicas que mayor influencia tienen sobre la formación y destrucción de estas dos especies en la cámara.  En la figura 5 se muestran los resultados de este análisis obtenido para ácido nitroso (HONO).

h)    Dentro del contexto del proyecto POLIFURAN se ha evaluado el potencial de formación de partículas de furanos en condiciones próximas a las ambientales. Se han obtenido muestras que nos pueden permitir mejorar el balance en fase gas de los productos de degradación. Además, siendo los productos mayoritarios esperados en fase gaseosa carbonilos insaturados 1,4, la caracterización de las muestras obtenidas nos puede permitir avanzar en el conocimiento de la química de estos compuestos, intermedios primordiales en la degradación atmosférica de otros compuestos como los aromáticos, sobre los que permanecen grandes incertidumbres que frenan en gran manera el avance en los mecanismos de degradación atmosférica.

i)      Como consecuencia de la campaña de quema controlada realizada en AYORA en 2009, en el 2010 se han analizado las muestras recogidas en diferentes soportes.

De los filtros de los captadores de partículas se ha realizado el análisis de compuestos carbonílicos, compuestos ácidos y compuestos hidroxílicos mediante el empleo de la técnica de GS-MS. Se han seleccionado un total de 109 compuestos disponibles en stock en nuestro laboratorio de análisis. Esto nos ha permitido la generación de una sólida base de datos de compuestos ácidos presentes en el medio natural.

Los compuestos mayoritarios encontrados en fase particulada en nuestras muestras han sido:

Compuestos carbonílicos: Acetaldeido, acetona, butanona y pentanona,

Compuestos ácidos: Ácido maleico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido methylglutarico, ácido adípico, ácid ftálico, ácido azelaico, ácid vanillico, ácid, undecenoico, ácido dodecanoico, ácido decanedioico, acido tridecenoico, ácido mirístico, ácido palmitoleico, ácido palmítico, ácido docosanoico, ácido tetracosanoico, y ácido nonadecanoico.

Compuestos hydroxílicos: o+m-cresol, pirocatecol, dimetilcatecol, naphtol, decanol y levoglucosan.

La presencia de levoglucosan como compuesto mayoritario nos indica que los resultados son correctos puesto que se considera unos de los bio-trazadores más importantes en cuanto al análisis multicoponente en incendios forestales.

En la parte de compuestos particulados también se realizó el estudio de la presencia de hidrocarburos poliaromáticos (PAH’s) en las muestras.

Compuestos mayoritarios de PAH’s: Fluoranteno, Pineno, Fenantreno, Benzo(a)antraceno, Benzo(b)fluoranteno.

El análisis de los compuestos en fase gas se emplearon tres tipos de cartuchos diferentes como medio de retención. Los compuestos mayoritarios presentes en las muestras se citan a continuación.

Compuestos carbonílicos: 2,3-butanediona, acetaldehído, acetofenona, benzaldehído, formaldehído, glioxal y metilglioxal.

Compuestos orgánicos volátiles: Tolueno, m+p sileno, etil-benzeno, stireno, a-pieno, limoneno, naftaleno

Compuestos ácidos: Ácido glutárico, ácido palmítico, ácido ftálico (pendiente de finalización).

j)     En el contexto de ampliar el conocimiento sobre los procesos químicos asociados a los incendios se ha realizado el diseño y se ha construido parcialmente  de una cámara de combustión para realizar experimentos en el laboratorio en el marco de futuros proyectos.

k)    En el contexto del proyecto EUROCHAMP las actividades previstas para 2010 se han realizado satisfactoriamente.

l)      En el contexto de la campaña Verdrill, en colaboración  con la Universidad de Bremen, se analizaron muestras de compuestos orgánicos volátiles en dos localizaciones de la provincia de Castellón, concretamente en Cirat en el interior de la provincia y en Ermita, en las cercanías de la ciudad de Castellón, próxima a la costa, la semana del 22 al28 de Agosto de 2010. Hay que resaltar el incremento observado en formaldehído, acetaldehído y acetona durante los días 27 y 28 de agosto correspondientes a viernes y sábado, respecto a los del resto de la semana en Ermita. Por otro lado, en Cirat, localización del interior rodeada de vegetación mediterránea, se midieron concentraciones superiores de a-pineno y b-pineno –provenientes de la vegetación circundante- además de pinonaldehído y nopinone, dos de los productos de reacción de estos compuestos con los radicales OH.

§              Explotación externa de los simuladores atmosféricos EUPHORE.

Objetivo/Definición Los simuladores atmosféricos EUPHORE constituyen una instalación especialmente diseñada para el estudio de los procesos químicos en condiciones atmosféricas. Estas cámaras permiten poder realizar estudios en condiciones que simulan a las reales. Tienen alta versatilidad sobre la clase de compuesto y mezcla a estudiar así como sobre el tipo de experimento a realizar.

Desde su puesta en funcionamiento, un objetivo importante ha sido la utilización de los simuladores por grupos de investigación en Química Atmosférica de diferentes países europeos e incluso de Estados Unidos a través de proyectos de investigación. El grupo de Química Atmosférica de la Fundación les asesora tanto en el uso técnico de la instalación como en el diseño de experimentos y en la interpretación de los resultados. Asimismo está a cargo de la instrumentación analítica, toma de muestra y en la mayoría de las ocasiones, del tratamiento de los datos.

Resultados destacables

Durante 2010 se han realizado 10 campañas experimentales externas en los simuladores atmosféricos EUPHORE. Aunque el número de campañas no ha variado con respecto al año anterior, sí  que lo ha hecho, en más de un 300%, el número de investigadores-día externos que han accedido a las cámaras EUPHORE para la participación en campañas experimentales. Este hecho permite confirmar el excepcional interés que tienen numeros grupos de investigación de reconocido prestigio a nivel internacional en el uso de las cámaras EUPHORE para sus investigaciones. En la figura 6 se muestra la evolución del número de investigadores, españoles, europeos y norteamericanos en el uso de nuestras instalaciones.

A continuación se listan las campañas realizadas, y las instituciones involucradas en cada una de ellas

 

Fig. 6.- Evolución del número de investigadores, españoles, europeos y norteamericanos en el uso de nuestras instalaciones

§              Desarrollo tecnológico.

Resultados destacables

a)    Dentro de las dos actividades combinadas de investigación del proyecto EUROCHAMP2, se ha realizado un progreso significativo hacia el avance en el desarrollo y diseño de instrumentación novel y el desarrollo de modelos químicos.

b)   Durante 2010 se continuó con el desarrollo de la base de datos de espectros infrarrojos. Adicionalmente se creó de otra base de datos de espectrometría de masas de compuesto derivatizados. Ambas son accesibles desde las siguientes webs.

http://euphore.es/FTIRReferences2/login.php

http://euphore.es/Derivatizantes/login.php

c)    En el contexto de la actividad JR6.2 del proyecto EUROCHAMP 2, se ha colaborado con técnicos e investigadores de la Universidad de Leeds, para el desarrollo de la interfaz gráfica para la modelización de los experimentos realizados, no solamente en los simuladores atmosféricos EUPHORE, sino en cualquiera de las cámaras que forman parte del consorcio EUROCHAMP-2. Esta interfaz se basa en un modelo de caja desarrollado por la Universidad de Leeds que utiliza como mecanismo químico el Master Chemical Mechanism (MCM). La interfaz se está desarrollando en lenguaje de programación C usando las librerías de GTK+, ofrece la ventaja de que evita la modificación directa del código por parte del usuario y facilita la configuración de sus parámetros.

Los programas de desarrollo utilizados son: Anjuta v2.30.1.0 (http://www.anjuta.org), Glade v3.6.7 (http://glade.gnome.org) y GNUplot v4.2 (http://www.gnuplot.info). Todos ellos son software libre por lo que favorece la distribución futura de esta interfaz entre sus usuarios.

A modo de ejemplo, en la figura 7 aparecen algunas de las pantallas que conforman la interfaz en desarrollo.

 

Fig. 7.- Interfaz gráfica modelo para simulación experimentos en cámaras de smog

d)   En el contexto de la campaña FIONA, se estableció por un lado una web que sirviera donde publicar información útil durante el periodo de experimentos de las campañas, como por ejemplo, calendario y tipos de experimentos, información de contacto de los distintos participantes, etc.

http://euphore.es/fiona/fiona.html

y por otro lado se habilitó un espacio centralizado en el gestor de contenido de EUPHORE donde los distintos grupos publicaran e intercambiaran sus resultados. De esta forma se proveyó a los miembros de un medio donde fácilmente continuar con el trabajo de la campaña, una vez de vuelta en sus respectivas instituciones, evitando el reenvío innecesario de información o, a la inversa.

e)    En lo relativo a las bases de datos de EUROCHAMP2, se ha mirado por la protección del servidor incluyendo una prueba CAPTCHA en el proceso de solicitudes de nuevo usuario, impidiendo la posibilidad de solicitudes masivas automáticas que aumentarían la carga del servidor así como llenaría la base de datos de solicitudes inútiles.

f)     En el contexto del proyecto EUROCHAMP 2 se ha modificado la parte de presentación de todas las webs de EUROCHAMP2, cambiando la  distribución de información, estilos y tipografías, tanto de las webs dinámicas como de las estáticas, resaltando de esta forma la impresión del nuevo proyecto.

g)   Con la filosofía en mente de centralizar la información frente a mostrar al usuario distintas vistas de ella, se ha modificado el diseño de la base de datos de reactivos químicos de EUPHORE; esta base de datos respalda de forma transparente mucha información que usuarios de otras webs, tanto de EUPHORE y EUROCHAMP2. Con la incorporación de algunas nuevas webs se hizo patente la falta de algunas estructuras que la recogieran. Modificando el diseño según los nuevos requisitos hemos seguido desarrollando más funcionalidad para más información manteniendo la coherencia y evitando redundancia en ella.

h)    Para mejor promocionar la base de datos de EUROCHAMP2 se ha modificado la página inicial de la web accesible a invitados de forma que en cada acceso se muestra un grupo inicial de experimentos distinto. El objetivo es tener una mejor presencia entre los buscadores ya que esta web es accesible para los motores de indexado; permitiendo que en distintas visitas indexen distintos experimentos permite que aparezca EUROCHAMP2 como resultado de más variedad de búsquedas.

§              Otras actividades.

a)    En el año 2010 se procedió a la renovación  del Steering Committe de EUPHORE. En Octubre de 2010, se realizó la primera reunión del nuevo comité, financiado por el programa Prometeo

b)   El Prof. Howard Sidebottom, profesor de la Universidad de Dublín y uno de los directores de la tesis de Teresa Vera, hizo una estancia en la Fundación CEAM del 13 de Septiembre al 1 de Octubre de 2010 a cargo del proyecto Prometeo.

Durante su estancia se avanzó en el estudio mecanístico y cinético de los pesticidas de cara a avanzar en el desarrollo de la tesis que está dirigiendo, además de discutir sobre temas referentes a la estructura, contenido y forma de la mencionada tesis inscrita en la Universidad de Valencia.

c)    Durante 2010 se acogieron a diversos estudiantes, tanto de estudios universitarios, como de grados formativos de ciclo superior en las instalaciones EUPHORE.

d)   Dentro del proyecto EUROCHAMP-2, la Fundación CEAM organizó un workshop el 21 y 22 de octubre de 2010: ”EUROCHAMP2 DATABASE AND SPECTROSCOPIC TOOLS WORKSHOP”, con el objetivo de mejorar dichas bases de datos, así como otras herramientas útiles para la comunidad usuaria de dichas bases de datos. En las jornadas participaron 24 investigadores, en su mayoría pertenecientes a las Instituciones que forman parte del consorcio del proyecto EUROCHAMP2, así como varios expertos externos. En la siguiente figura se muestra la agenda de las jornadas.

Fig. 8.- Agenda de las jornadas organizadas por la Fundación CEAM: EUROCHAMP2 DATABASE AND SPECTROSCOPIC TOOLS WORKSHOP

Además de la organización del workshop, la Fundación CEAM presentó varias contribuciones, en forma de presentación oral, que son accesibles en la web:

http://www.eurochamp.org/events/2010/

 

II.- ÁREA DE DINÁMICA DE CONTAMINANTES I+D:

Se ha trabajado en tres vertientes:

§      Dispersión atmosférica de contaminantes.

Objetivo/Definición: El marco genérico de esta línea es la caracterización de los procesos meso-meteorológicos responsables del transporte y de la dispersión de contaminantes atmosféricos, utilizando medidas en campo, datos de torres meteorológicas y de estaciones de vigilancia de calidad del aire, y herramientas de modelización numérica (meso-meteorológica y de dispersión atmosférica).

Las principales actividades de investigación desarrolladas en esta línea se puede agrupar en tres grandes bloques temáticos: (a) la descripción de los procesos físicos que determinan la contaminación atmosférica en el entorno mediterráneo, (b) la caracterización de las sinergias y las interacciones entre las diferentes escalas meteorológicas, y (c) la adaptación y el uso integrado de metodologías, para la regionalización y la aplicación de modelos de calidad del aire y de dispersión de contaminantes atmosféricos en el entorno mediterráneo.

Cabe remarcar, el carácter interdisciplinar de algunas de las actividades que se desarrollan en esta línea, por lo que éstas pueden incluir, en mayor o menor grado, la colaboración de áreas de conocimiento integradas en otras líneas y áreas de investigación dentro y fuera del Programa de Contaminación Atmosférica.

Resultados destacables:

a)   En el contexto del proyecto europeo CIRCE – “Climate Change and Impact Research: the Mediterranean Environment”, se han finalizado satisfactoriamente las actividades previstas para el año 2010, colaborando activamente en la redacción del libro: “Regional Assessment of Climate Change in the Mediterranean”.

b)   En el contexto del proyecto europeo CIRCE, se ha colaborado con el programa de Meteorología de la Fundación CEAM, con la Universidad del País Vasco (UPV) y con el Instituto Juan Almera de Barcelona (CSIC), en las tareas previstas en el proyecto para la anualidad 2010 relativas al estudio de los flujos y el modo de acumulación de las masas de aire en la cuenca mediterránea occidental.

c)    En el marco de los trabajos que se están realizando en el proyecto europeo CIRCE, el colaborador de investigación Francisco Rovira ha finalizado, en la Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED), el segundo año de sus estudios de tercer ciclo conducentes a la realización de una tesis doctoral.

d)   Durante el año 2010, D. Francisco Rovira Lluch desarrolló y finalizó, con la cofinanciación de los proyectos TRANSREG (Plan Nacional I+D) y CIRCE (CE), el trabajo de investigación titulado “Metodología  para la Reconstrucción Paramétrica de Series Geofísicas: Obtención de "armónicos" principales significativos mediante el análisis t-student“, conducente a la obtención del Diploma de Estudios Avanzados (DEA).

e)   Se continúa participando y colaborando en la red de excelencia RETEMCA, “Modelización de la calidad del aire en España” (CTM2007-30877-E/TECNO),  coordinada por el CIEMAT.

f)    Participación y colaboración en la red temática MEDOC, "Meteorología del Mediterráneo Occidental" (CGL2007-29820-E/CLI. 2008-2010(renovable)).

g)   Se ha coordinado a las diez instituciones participantes en una acción complementaria, concedida por el MICINN (CGL2009-07949-E/CLI. 2010) y liderada desde el CEAM, para la organización de las “Segundas Jornadas de Meteorología y Climatología del Mediterráneo Occidental”. Como consecuencia de esta acción complementaria, tuvieron lugar estas Segundas Jornadas en Valencia, los días 11 y 12 de Marzo de 2010. Entre los principales objetivos de estas Segundas Jornadas estuvo el mostrar, discutir y difundir las aportaciones de la comunidad científica española e internacional sobre diferentes aspectos de la meteorología y la climatología del Mediterráneo Occidental y fomentar la comunicación entre los diferentes grupos de investigación.

h)   En el contexto del proyecto del Plan Nacional de I+D (2004-2007) TRANSREG ("Estacionalidad de los procesos meteorológicos responsables del transporte regional de contaminantes atmosféricos" CGL2007-65359/CLI, 1/10/2007 - 31/09/2010), se ha finalizado la tercera anualidad (figura 9). Durante la tercera anualidad se recibió una valoración “satisfactoria” del informe de seguimiento efectuado sobre las actividades de la segunda anualidad.

 

Fig. 9.- Modelización del campo de vientos y del NO₂ emitido en Sagunto durante una de las campañas de medidas del proyecto TRANSREG

i)     En el contexto del proyecto TRANSREG y del proyecto CIRCE, se ha continuado el análisis del modo de acumulación del vapor de agua y de contaminantes en la cuenca Mediterránea, caracterizando, en colaboración con el Programa de Meteorología y Climatología, la influencia que tiene la cuenca mediterránea en las lluvias torrenciales de centro y Este de Europa (figura 10).

Fig. 10.- Estadionalidad de la pulsación dia-noche de las zonas de convergencia/divergencia sobre la cuenca Mediterránea Occidental.

j)    En colaboración con el grupo emergente de Desarrollo Tecnológico, y en el contexto del proyecto TRANSREG, se ha organizado y llevado a cabo una campaña piloto en Tenerife (midiendo NO₂ y SO₂) con dos COSPECs y un mini-DOAS (cedido por el Instituto de Tecnológico de Energías Renovables de Canarias, ITER), con el objeto de transferir al Cabildo Insular la metodología desarrollada en el marco del proyecto TRANSREG, para el diagnóstico del impacto de las emisiones de contaminantes desde grandes complejos industriales (fig. 11).

 

Fig. 11.- Fotografías durante la campaña de medidas  en Tenerife, en colaboración con el ITER de canarias.

k)   En el marco del proyecto TRANSREG, y en colaboración con el grupo de Desarrollo Tecnológico, entre el 12 y el 15 de Julio de 2010, se participó en una campaña de campo con el Centro Instrumental de investigación Meteorológica (CIRM) en la localidad de Raimat (Lleida), con el fin de estudiar las transiciones día-noche de la capa límite planetaria (fig. 12).

 

Fig. 12 .- Fotografías durante la campaña de medidas de la transición día-noche de la capa límite en Raimat (Lleida).

l)     Colaboración activa en la revista Tethys "Revista del Temps i el Clima de la Mediterrània Occidental" (http://www.tethys.cat/), formando parte del consejo editorial.

m)  Colaboración activa en la revista "Air, Soil and Water Research" (http://www.la-press.com/journal.php?journal_id=99), formando parte del consejo editorial.

n)   Durante el ejercicio 2010, se ha continuado participando en la acción COST ES0802, asistiendo a las diferentes reuniones como expertos y como delegados Nacionales.

o)   En el contexto del proyecto de “Medidas de la concentración de NH₃ resultante de la aplicación de abonos animales (Contrato TRASEGA-PIGCHAMP)”, coordinado desde el Programa de Efectos de los Contaminantes, se ha dado soporte mediante la modelización numérica de la dispersión del amoniaco, realizando simulaciones de dispersión del amoniaco para reproducir los patrones de concentración acumulada medidos mediante disimetría pasiva.

p)   Se negoció y elaboró un contrato con las empresas CERACASA, S.A. y FMC-FORET S.A., por el que la Fundación CEAM realizó durante el invierno de 2010 tareas relativas al análisis de la eficiencia en la reducción de NO₂ atmosférico de su nueva gama de porcelánicos BIONICTILE® bajo condiciones atmosféricas representativas de entornos urbanos. Las tareas comprometidas en este contrato se llevaron a cabo con la colaboración del EUPHORE.

§      Modelización Numérica.

Objetivo/Definición: La simulación numérica de la dinámica y de la química atmosférica constituye hoy en día una herramienta indispensable en el diagnóstico, análisis y predicción de la meteorología y de la calidad del aire. Por ello, esta nueva línea de trabajo (que comenzó en Junio de 2009), involucra transversalmente a los Programas de Investigación de Contaminación Atmosférica y de Meteorología.

Por todo ello, se ha planteado esta nueva línea de modelización numérica con los siguientes objetivos:

§     Objetivo genérico: Profundizar, de manera armonizada, conjunta y eficiente, en:

a.    la progresiva regionalización de las herramientas de simulación mesoescalar en su aplicación en el entorno mediterráneo, considerando su especificidad y contribuyendo así al conocimiento de los procesos meteorológicos de interés.

b.    la incorporación, en el proceso de mejora de los modelos meteorológicos y fotoquímicos, del análisis de los procesos de transporte y dispersión de contaminantes en el entorno mediterráneo (típicamente realizados mediante simulaciones dispersivas de trazadores de oportunidad no reactivos).

c.     la incorporación, en el proceso de mejora de los modelos de calidad del aire, de estudios de mecanismos fotoquímicos (típicamente realizados a través de experimentos de laboratorio o medidas en el ambiente).

d.    el análisis de las interacciones físico-químicas (meteorología-química) identificadas en simulaciones numéricas efectuadas bajo condiciones realistas (y validadas con medidas), con el fin de ser incorporadas en el proceso de mejora de los modelos de calidad del aire y del conocimiento de los mecanismos químicos característicos del entorno mediterráneo.

e.    la elaboración de nuevos procedimientos y técnicas de validación y de evaluación de las simulaciones numéricas.

Resultados destacables:

a)   Se ha adquirido y configurado un PC-Cluster Linux de alto rendimiento, con 7 nodos y un total de 28 procesadores i7-860. Cada nodo esta montado con un disco duro de 1TB y con 2x4GB de RAM DDR3. Este cluster ha sido montado y configurado para que pueda ser utilizado de manera compartida y simultánea por los distintos departamentos del CEAM que tengan necesidades de potencia de cálculo.

b)   Se han adquirido y configurado dos unidades de almacenamiento de datos. La primera de ellas ha sido configurada como servidor de almacenamiento para estar así accesible, a través de la red del CEAM, a todos los usuarios que tengan necesidad de almacenamiento de datos resultado de modelizaciones numéricas. La segunda unidad está configurada como espejo de la primera, con un calendario diario de copias de seguridad. Cada unidad tiene una capacidad de 7,6 TB.

c)    Durante 2010 se ha mantenido la base de datos de la modelización efectuada en la Fundación hasta la fecha (figura 13).

http://80.24.165.149/simulaciones/

 

Fig. 13.- Base de datos de Modelización Numérica de la Fundación CEAM.

d)   En el contexto del proyecto europeo FUME “Forest fires under climate, social and economic changes in Europe, the Mediterranean and other fire-affected areas of the World”, se está coordinando (y trabajando de manera interdepartamental) el WP2.3: Fire and vegetation under extreme events (figura 14). Este paquete de trabajo incluye personal de Meteorología, de Dinámica de contaminantes I+D y de Investigación Forestal. Los dos primeros modelizando escenarios y procesos meteorológicos (modelo meteorológico RAMS) y el último modelizando el impacto que estos tienen en la dinámica de incendios en la Comunidad Valenciana (modelo de fuego, FARSITE).

      Durante la primera anualidad del proyecto (2010), el grupo de modelización ha construido un pre-procesador meteorológico para inicializar el modelo de mesoescala RAMS a partir de las ejecuciones de un modelo climático global (ECHAM5-Climate) y de un modelo climático regional (REMO-Climate).

Fig. 14.- Estrategia de modelización numérica diseñada interdepartamentalmente (Meteorología, Dinámica I+D e Investigación Forestal) en el marco del proyecto europeo FUME.

e)   Durante el 2010, el MICINN aprobó, para las siguientes tres anualidades (2011-2013), la financiación de un proyecto I+D de modelización numérica. Este proyecto interdepartamental lleva por título: “MODELISMOS: Modelización y análisis de los procesos mesometeorológicos de transporte y acumulación de contaminantes en el Mediterráneo Occidental y de su influencia sobre los mecanismos de degradación química” (CGL2010-17623); y se ha solicitado con la participación directa de personal de los departamentos de Dinámica de Contaminantes (I+D), de Meteorología y de Química Atmosférica (figura 15).

Fig. 15.- Esquema del proceso de caracterización propuesto en el proyecto MODELISMOS. La nomenclatura empleada es la introducida por el servicio GMES (Global Monitoring for Environment and Security).

§      Redes de vigilancia de calidad del aire.

Objetivo/Definición: Las redes automáticas de vigilancia y control de la contaminación atmosférica son el principal instrumento que establece la normativa vigente a escala europea para la evaluación de la calidad del aire (Directiva 2008/50/CE). A partir de dicha evaluación, consistente en la revisión del grado de cumplimiento de los niveles de referencia definidos para un conjunto de contaminantes atmosféricos, se derivan las medidas para mejorar, o en su caso conservar, la calidad del aire en un territorio. Por otro lado, las bases de datos de las redes, con series temporales que se inician a mediados de los años 90 en la mayor parte las CCAA, son una valiosa fuente de información en el estudio de la dinámica de contaminantes. Entre otras cosas este conocimiento es fundamental para que las sucesivas normativas contemplen cada vez en mayor grado las condiciones específicas de la dinámica de contaminantes en la cuenca Mediterránea.

Consecuentemente el objetivo de los trabajos dedicados a la explotación de los datos de las redes es doble: i) por un lado, el desarrollo de una metodología para la optimización de las redes como herramienta de evaluación. Se pretende con ello dotar a los gestores públicos y privados de un instrumento eficaz para la gestión de la calidad del aire en el marco normativo vigente. ii) y complementariamente, el análisis de las series de datos de las redes se aplica también al estudio de la dinámica de contaminantes, en el contexto de varios de los proyectos de investigación llevados a cabo por la fundación.

Los aspectos principales involucrados en la explotación de datos de las redes son: interpretación de datos de concentración y variables meteorológicas en función de los factores que intervienen en su evolución, caracterización de patrones espacio-temporales y de situaciones episódicas, control de calidad de datos, y desarrollo de herramientas de software específico para el procesado y análisis de los datos.

Trabajos destacables.

I. Colaboración con la D.G. de Calidad Ambiental y Cambio Climático de la Consellería de Medio Ambiente, Agua, Urbanismo y Vivienda de la G. V. en la gestión de la calidad del aire de la C.Valenciana.

Esta colaboración iniciada en 1996 tiene por objeto el apoyo continuado en diferentes tareas de gestión de la Red de Vigilancia y Control de la Contaminación Atmosférica de la Comunidad Valenciana (R.V.C.C.A.). En estas tareas se trabaja estrechamente con técnicos de la Consellería y con técnicos encargados del mantenimiento de la red. Los trabajos vinculados a esta colaboración proporcionan al CEAM un conocimiento directo del estado de la calidad del aire en la C.Valenciana, y la disponibilidad de una base de datos depurada y de calidad (duplicado de la base de datos oficial) abarcando el periodo 1994-2010 con registros diez minutales de 12 especies contaminantes y 7 variables meteorológicas en 51 emplazamientos de la C.V. Esta base de datos se utiliza de forma habitual en todos los trabajos de investigación llevados a cabo por la Fundación en los que la contaminación atmosférica juega algún papel.

Durante 2010 las tareas más relevantes en este capítulo han sido:

-      Control de Calidad/Validación semanal de datos de la R.V.C.C.A. de 2010 y elaboración de los correspondientes informes semanales con los resultados de la validación y las incidencias detectadas.

-      Implementación del nuevo del procedimiento de seguimiento de incidencias y mejora de las herramientas de software desarrolladas para la validación y para el seguimiento de las incidencias.

 

Fig. 16.- Configuración de la red en 2010, y aspecto de algunas herramientas utilizadas (arriba, softwatre para la validación de datos, y abajo uno de los formularios de la base de datos para seguimiento de incidencias en las estaciones).

-      Realización de otros informes específicos relativos a la gestión de la red.

Estos informes han sido tres y corresponden a tres contratos específicos con la CMAAUV:

1.         Contrato "Revisión de la representatividad de la Red de Vigilancia de la Calidad del Aire de la Comunidad Valenciana y propuestas de optimización": La legislación vigente (Dir 2008/50/CE) obliga a la revisión cada 5 años de la clasificación de las zonas de calidad del aire respecto de los Umbrales de Evaluación, de manera que las redes de calidad del aire se adecuen a las necesidades cambiantes con el paso del tiempo. Además se hace necesaria una nueva revisión del estado de la R.V.C.A.C.V., que garantice el cumplimiento de algunos criterios adicionales que se añaden en esta directiva a los que ya estaban recogidos en la directiva marco y sus derivadas. Este documento aborda esta revisión sobre la base de la actual configuración de la red.

2.    Contrato "Análisis estadístico del rendimiento de la red de calidad del aire de la Comunidad Valenciana en el año 2010"

La finalidad de este informe es analizar el rendimiento de las estaciones de la red en 2010, y para ello se calculan para cada monitor la cantidad de datos válidos y de datos nulos, diferenciando entre los registros eliminados por el operador en el proceso de validación, con los eliminados por el sistema y los huecos por fallos de sistema. Esta diferenciación junto con la información almacenada en la base de datos para el seguimiento de incidencias de la red, permite por un lado el análisis del rendimiento y por otro la identificación de los puntos débiles de la red, y del proceso posterior de detección y resolución de incidencias.

3. Contrato para la elaboración del "Manual de validación de redes de la calidad del aire. Metodología y recursos para la validación".

La gran cantidad de medidas que registra una red automática en continuo requiere la validación de los datos como paso previo a su análisis y explotación. Esta validación es parte fundamental del control de calidad integral de la red, junto con el mantenimiento de equipos y del resto de infraestructuras, y se realiza en el CEAM por personal experto, siguiendo el procedimiento que se describe en este documento.

II. Proyecto CALIOPE (Sistema de CALIdad del aire Operativo para España) en colaboración con BSC-CNS (Coordinador) , CSIC, y CIEMAT, para el Ministerio de Medio Ambiente. (Julio de 2008-Julio 2010)

El objetivo de este proyecto es el desarrollo del “Sistema de CALIdad del aire Operativo para España (CALIOPE)” para el pronóstico operacional de la calidad del aire con elevada resolución espacial para la Península Ibérica, Islas Baleares e Islas Canarias con anidamientos en áreas urbanas con muy alta resolución. Este proyecto está precedido por una fase previa durante los años 2006 y 2007 (con extensión a los primeros seis meses del 2008) dedicada fundamentalmente al desarrollo del sistema. En la nueva fase se plantea pasar a una fase de pronóstico operacional, con alta resolución espacial (1 km) y temporal (1 hora), mediante su implementación operativa en infraestructuras de supercomputación. Ello implica además, no solo ponerlo operativo -24 horas 365 días- sino, y especialmente, poder evaluar y ponderar la fiabilidad y capacidad del mismo como instrumento de ayuda a la gestión de la calidad del aire. En este último aspecto es donde se enmarca la función del CEAM en CALIOPE. En 2010 el CEAM ha llevado a cabo la evaluación del sistema de pronóstico operacional. Para ello se han comparado los datos de pronóstico y las medidas de un conjunto de estaciones representativas a escala nacional en base a un procedimiento consensuado por todos los participantes en el proyecto, y coherente con criterios más extendidos (recomendaciones U.S.E.P.A., Directiva europea 2008/50/CE, literatura científica, etc.). La validación se ha centrado en el examen de los resultados relativos al ozono troposférico y a las partículas. Estos compuestos, por su naturaleza secundaria, están muy influidos por todos los factores que intervienen en la dinámica de contaminantes (distribución y tasa de las emisiones, química atmosférica, y movimientos de la masa aérea), y por ello son seguramente los más apropiados para valorar el funcionamiento de todos los módulos del sistema de calidad del aire (inventario de emisiones, modelo meteorológico y modelo fotoquímico).

Fig. 20.-Portal web del proyecto (http://www.bsc.es/caliope/?q=node/2),  mapa del conjunto de estaciones seleccionadas para la validación del modelo (simulaciones vs. Medidas) y ejemplos en los que se comparan medidas y simulaciones.

III. Contrato de servicios con la Universidad Pontificia Bolivariana (UPB) de Medellín (Colombia), "Optimización de la red de monitoreo de la calidad del aire del Valle de Aburrá".

El objetivo del contrato fue elaborar una propuesta de optimización de la red de monitoreo de la calidad del aire en el área del Valle de Aburrá. La propuesta se orientó a mejorar el diseño de la red en relación con el número y distribución de puntos de medida para los contaminantes y según criterios establecidos en la legislación vigente, y partió del diagnóstico de la calidad del aire en el Valle de Aburrá a partir del análisis de la base de datos histórica de la propia red.

Las actividades principales asociadas a este contrato consistieron en:

(i)     visita (entre el 7 y el 12 de Junio de 2010) al Valle de Aburrá para reconocer el estado actual de la red de monitoreo, y para recabar los datos y la información necesarios para llevar a cabo los trabajos,

(ii)    pre-procesado de los ficheros de datos, incluyendo la depuración de la base de datos para eliminar aquellos registros que no satisfacen los criterios de calidad requeridos,

(iii)   análisis de las series espacio-temporales de la calidad del aire en el Valle de Aburrá, por medio de las herramientas de software desarrolladas por el CEAM para el tratamiento de este tipo de datos.

(iv)   Elaboración de informe final con la propuesta de optimización.

Fig. 21.- De arriba a abajo y de izda a dcha: Emplazamiento del monitor de CORANTIOQUIA en Medellín, series temporales correspondientes a una estación automática de la red, mapa de emisiones y mapa resumen de emplazamientos propuestos para la optimización de la red de calidad del aire del Valle de Aburrá.

III.- ÁREA DE DINÁMICA DE CONTAMINANTES (APLICACIÓN):

Objetivo/Definición: La contaminación atmosférica se produce de forma inherente a la actividad humana, siendo una consecuencia no deseable del progreso tecnológico con la que se ha de convivir en cierto grado. Sólo en los últimos años ha alcanzado proporciones que amenazan con poner en peligro valores fundamentales de la propia civilización e incluso para el mismo equilibrio del planeta a escala global. No obstante, por la compleja naturaleza del sistema natural involucrado, la atmósfera, las soluciones a los problemas abordados requieren en muchos casos un conocimiento científico riguroso, más allá de aproximaciones simples o meramente voluntaristas. La conexión entre las emisiones a la atmósfera y los receptores últimos, ya se trate de ecosistemas naturales o del propio ser humano, se produce a través de procesos atmosféricos complejos y complicados, que involucran escalas muy diferentes, con continuas transformaciones físicas y químicas de las distintas especies.

En este sentido, la nueva normativa en materia de calidad del aire, derivada de la incorporación de directivas europeas al ordenamiento jurídico nacional y regional, establece objetivos de calidad del aire cada vez más rigurosos para un horizonte relativamente próximo. Esto está poniendo a los Estados, y en general a las autoridades competentes, en la tesitura de adoptar medidas correctoras que permitan cumplir con los estándares propugnados. No obstante, preguntas relativamente simples de formular (dónde actuar, cuánto reducir, etc.) plantean problemas técnicos en ocasiones difíciles de abordar e incluso no satisfactoriamente resueltos dentro del actual conocimiento científico. Por otro lado, el exponencial desarrollo tecnológico de los últimos años está propiciando capacidades de medidas experimentales y de computación cada vez más potentes y asequibles, desarrollo que demanda igualmente de nuevas metodologías de aproximación a los problemas que integren mediciones y simulaciones numéricas.

En este marco, cada vez resulta más perentorio el diseñar y poner en marcha planes correctores que, desde las diferentes Administraciones, cumplan con la exigencia de ajustar la calidad del aire que respiran los ciudadanos a los estándares de calidad establecidos por las normativas..

Resultados destacables:

En la línea de las directrices anteriores, la Fundación CEAM ha venido desarrollando durante el año 2010 trabajos relacionados con la dinámica de contaminantes en diferentes frentes, de los que ocupa un lugar destacado la caracterización del impacto debido a grandes complejos industriales. Esta actividad industrial, en ocasiones concentrada en grandes polígonos, plantea algunos de los problemas de mayor entidad al medio ambiente atmosférico. Tanto el control de las instalaciones existentes como la planificación de nuevas actividades requieren un conocimiento suficiente de los procesos a que se ven sometidas las emisiones gaseosas que producen. Igualmente se han proseguido algunos trabajos relacionados con la contaminación urbana, con características específicas que exigen también metodologías adecuadas para su investigación. En todos los casos, la coyuntura actual requiere un enfoque orientado no solamente hacia el diagnóstico, sino también hacia el desarrollo de medidas correctoras.

Se relacionan a continuación los principales proyectos en curso durante el ejercicio 2010 en la presente área de actividad.

Fig. 22.- Diferentes aspectos de los trabajos desarrollados en el ámbito del proyecto de caracterización del impacto olfativo en depuradoras: medida en una torre de desodorización (fotografía izquierda) y muestreo sistemático con captadores pasivos en una planta (derecha).

a) Durante el año 2010 se prosiguió y prácticamente se concluyeron los trabajos del proyecto “Estudio de la Dispersión de Olores en el Entorno de una Planta de Depuración de Aguas Residuales”, como continuación de la ya larga experiencia de trabajos anteriores. En continuidad de acciones anteriores, tres líneas principales se han consolidado durante el transcurso de los trabajos:

Ø     la continuación de la documentación de niveles de inmisión de las principales especies causantes de malos olores (sulfuro de hidrógeno y amoniaco) en el entorno de varias plantas de tratamiento de aguas residuales;

Ø     la simulación del impacto olfativo, centrado en la estimación de tasas de emisión;

Ø     la incorporación al programa de vigilancia experimental de nuevas especies químicas no abordadas hasta el momento.

Fig. 23.- Página principal del Programa Previozono, accesible desde www.cma.gva.es/previozono.

b) Se completó a lo largo del pasado ejercicio una nueva edición del “Programa Especial de Vigilancia del Ozono Troposférico en la Comunidad Valenciana. PREVIOZONO/2010”, bajo contrato con la Consellería de Medio Ambiente, Agua, Urbanismo y Vivienda, se realizó un seguimiento diario de la situación ambiental relativa al ozono en la Comunidad, con información puntual a través de la web de los niveles de inmisión, diagnóstico de las condiciones actuales, previsión de la evolución esperable, etc. Se actualizó la presentación de resultados, con la incorporación de nuevas formas de distribución de la información a la población. Especial atención se prestó al diagnóstico del ámbito de representatividad espacial de las estaciones a sus municipios limítrofes, que se concretó en un mapa como el de la figura 24.

Fig. 24.- División por municipios de la Comunidad, agrupados en función de la influencia de alguna de las cabinas de vigilancia de la contaminación atmosférica (respecto a las concentraciones de ozono).

c) Durante el año 2010 inició su recorrido el proyecto de investigación PROCESOS DE FORMACIÓN DE OZONO Y EVALUACIÓN DE ESTRATEGIAS DE MEJORA DE LA CALIDAD DEL AIRE (PROMECA), financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación dentro del Plan Nacional I+D+I, 2008-2011). Con el objetivo de  estudiar los procesos físicos y químicos que desencadenan la formación fotoquímica de ozono en un sistema atmosférico bajo la influencia de importantes emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) y compuestos orgánicos volátiles (VOC), como base de partida para la planificación de estrategias eficaces para la minimización de la contaminación fotoquímica por ozono.

Algunas de las tareas ejecutadas se refieren a

Ø     evaluación de un modelo fotoquímico acoplado a un modelo meteorológico como herramienta para la descripción del sistema atmosférico fotoquímico;

Ø     diseño e inicio de un programa para realizar medidas experimentales ad-hoc para acotar la incertidumbre en los resultados de la modelización (como parte del mismo se ha adquirido y puesto en operación rutinaria un monitor de NO_y).

d) Dentro del ámbito de la contaminación por ozono troposférico, se iniciaron los trabajos dentro del PROGRAMA ESPECIAL PARA LA CREACIÓN DE PLANES DE MEJORA DE LA CONTAMINACIÓN POR OZONO TROPOSFÉRICO EN LA COMUNIDAD VALENCIANA (PREVIOZONO–MECA), bajo contrato con la Conselleria de Medi Ambient, Aigua, Urbanisme i Habitatge de la Generalitat Valenciana. En el mismo se persigue la formulación de planes concretos de actuación para reducir los niveles de contaminación por debajo de aquellos valores establecidos como valores objetivos de protección a la salud. Como parte de este objetivo se ha trabajado en la puesta en marcha de un modelo integrado de calidad del aire que permita establecer las conexiones entre las emisiones y los niveles de inmisión. Las actuaciones en el marco de la simulación numérica están encaminadas a la definición de estrategias de reducción, utilizando las simulaciones fotoquímicas como base de una análisis de sensibilidad ante potenciales reducciones de precursores antropogénicos.

Como parte de los trabajos se han realizado actuaciones en los siguientes aspectos:

Ø     revisión de las emisiones atmosféricas para la entrada al modelo fotoquímico, con la adaptación e incorporación de la nueva información del Inventario de Emisiones de la Generalitat Valenciana, así como otras fuentes de interés;

Ø     inicio de los trabajos de simulación meteorológica y fotoquímica de episodios de interés, utilizando los dominios y parametrizaciones que han probado tener un mejor comportamiento en la Comunidad Valenciana;

Ø     control de calidad de los resultados mediante la comparación de los resultados de las simulaciones numéricas con los datos recogidos en la RVVCCA y las torres meteorológicas de la Fundación.

e) Aunque concluidas las medidas experimentales durante el año 2009, a lo largo de 2010 se cerró la explotación de los trabajos dentro del proyecto  “Diagnóstico de la Contaminación Atmosférica del Término Municipal de Valencia en el Marco del Plan Estratégico de la Calidad del Aire”. Con una importante base experimental, orientada hacia el diagnóstico detallado de la calidad del aire en la ciudad de Valencia, se desarrollaron dos tipos de actuaciones:

Ø     caracterización de la distribución espacial de los niveles de inmisión de NO₂ en la ciudad de Valencia con alta resolución espacial mediante el uso de captadores pasivos, a lo largo de diferentes periodos;

Ø     caracterización de los intercambios puerto/ciudad mediante la medida sistemática con un vehículo en movimiento a lo largo de la interfaz de ambos espacios;

Como resultado se han obtenido mapas detallados de la distribución espacial de niveles de inmisión de NO₂ en el entorno urbano, relacionados en primera aproximación con las intensidades de tráfico. Ello ha permitido realizar una zonificación de la urbe, a partir de las medidas de inmisión, en la que se puede valorar, por ejemplo, la idoneidad de las ubicaciones de la red actual de vigilancia. Finalmente también se han revisado los valores de emisiones disponibles en el marco del actual inventario de emisiones, contrastándolos con las medidas experimentales de concentración obtenidas.

Fig. 25.- Imagen de la zonificación del municipio de Valencia en función de los niveles de contaminación por NO₂, y la ubicación de la actual red de vigilancia.

f) Se han continuado los trabajos en el contexto del proyecto "Contaminación Atmosférica Proveniente de Intrusiones Saharianas y Fuentes Puntuales en la Comunidad de Andalucía", bajo contrato con la Consejería de Medio Ambiente de la Junta de Andalucía. Los trabajos han ido enfocados al ajuste del Sistema Integrado de Modelización para el pronóstico de los cambios en la calidad del aire derivados de la emisión, dispersión y transporte de arsénico (As) emitido por fuentes industriales puntuales y de la intrusión de masas de aire norteafricanas con importante carga de material particulado atmosférico desde el año 2007. Las principales acciones han consistido en la preparación del procedimiento de modelización para la comparación de los resultados del modelo con los niveles obtenidos en la Red de Calidad del Aire de la Consejería de Medioambiente de la Junta de Andalucía, como base para mostrar la capacidad operacional del modelo Hysplit para predecir cambios en la calidad del aire (en particular de concentraciones de arsénico).

g) Se prosiguieron igualmente los trabajos para el Estudio sobre la Formación y Transporte del Aerosol Atmosférico Regional en Andalucía Occidental (AER-REG)", bajo contrato con la Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa de la Junta de Andalucía. Las actividades realizadas han ido dirigidas al estudio de los episodios regionales de aerosoles en Andalucía Occidental, específicamente en la provincia de Huelva. Los objetivos perseguidos abarcan diversos aspectos de estos episodios, que se pueden concretar en las siguientes acciones:

Ø     los procesos meteorológicos que dan lugar al transporte de contaminantes a nivel regional, identificando las zonas preferenciales de este transporte regional y el destino final a escala sinóptica;

Ø     cuantificación de la contribución de partículas primarias frente a la de las partículas secundarias a los niveles de PM₁₀ y/o PM_2.5 en áreas urbanas y rurales;

Ø     procesos de formación de partículas secundarias durante el transporte de sus precursores gaseosos desde las ‘zonas (fuente) urbanas/industriales’ a ‘zonas (receptoras) rurales’;

Ø     contribución de cada especie a los niveles de fondo regional de PM₁₀ y PM_2.5;

Ø     las implicaciones de los resultados obtenidos en relación a la tendencia en cuanto a futuros escenarios climáticos a corto y medio plazo.

h) En colaboración con el centro ISPRA se repitieron durante el verano de 2010 varios sondeos meteorológicos con ozono en varios puntos del Mediterráneo, aprovechando la infraestructura proporcionada por un buque de pasajeros en ruta turística. Las medidas se realizaron en el contexto de un proyecto de investigación liderado por el grupo europeo enfocado hacia el estudio de la dinámica de contaminantes fotoquímicos en la cuenca mediterránea occidental, con su posible impacto sobre el balance energético terrestre e implicaciones sobre el cambio climático.

 

Fig. 26.- Lugares de realización de los sondeos en Valencia (CEAM) y en el mar, y detalle de uno de los perfiles de ozono obtenidos (ejemplo de suelta de uno de los globos en el puerto de Mallorca).

i) Se realizaron trabajos en el contexto del proyecto "Vigilancia ambiental densa mediante redes inalámbricas de motas con sensores 2 (VARIMOS II)" (Programa Avanza I+D del Ministerio de Industria, Turismo y Comercio), orientado al desarrollo de capacidades para la explotación de redes de motas en la gestión de aspectos medioambientales, potencialmente exportables a una gran variedad de problemas y situaciones sociales.

Fig. 27.-Montaje experimental para la valoración de diferentes tipos de soportes para las motas.

Como parte de las actividades durante el año 2010 se progresó en las siguientes líneas:

Ø     diseño, puesta a punto e implementación de una red de medidas en tiempo real basada en redes densas inalámbricas de motas con sensores; ello supuso la revisión de tecnologías existentes, el encapsulado en soportes adecuados para su operación ambiental, la calibración y testeo de rendimientos, etc.

Ø     inicio de generación y explotación de nuevas series meteorológicas centradas en algunas magnitudes atmosféricas, orientadas hacia el desarrollo de nuevas capacidades de vigilancia basadas en la explotación de información ambiental con gran resolución espacio-temporal.

Fig. 28.- Primeros resultados de la simulación de la dispersión de emisiones difusas en un entorno complejo (se han introducido tres cuents: puntual, de línea y superficial).

i) Durante el año 2010 los trabajos en el marco del proyecto: "Cuantificación y caracterización de las emisiones difusas de partículas en la gestión y transporte de materiales pulverulentos (DIFUCER)" (Ministerio de Ciencia e Innovación) se orientaron a la preparación de un prototipo de modelo de dispersión específico para la estimación de estas emisiones a microescala para la elaboración de inventarios de PST, PM₁₀ y PM_2.5, incorporando medidas experimentales, en un procedimiento combinado (medición / simulación).

Las principales tareas desarrolladas durante el año 2010 se pueden concretar en las siguientes:

Ø     desarrollo de un prototipo para la simulación de emisiones difusas procedentes de diferentes tipos de fuentes (en general extensas);

Ø     revisión y explotación del banco de datos históricos disponibles de experiencias previas;

Ø     diseño y preparación de campañas experimentales, a desarrollar fundamentalmente durante el año 2011, con el fin de evaluar los resultados del modelo.