EL MODELO SEUS Y SU APLICACIÓN EN CAÑONES URBANOS ...

estimación de la calidad del aire en un área urbana o la evaluación de la exposición de la población urbana ala contaminación del aire (Raaschou-Nielsen y otros, 2001) que requieren de un conocimiento más detalladode la distribución espacial de la concentración de contaminantes en calles y avenidas individualmente. Estoes sólo posible si se utilizan modelos de dispersión de los contaminantes emitidos por los vehículos. Existenintentos destinados a incrementar la representatividad de los datos obtenidos a partir de mediciones puntualesacoplando los mismos a los valores obtenidos mediante modelos de dispersión atmosférica aplicados a lascalles urbanas (Rao, 2009). Desafortunadamente, los modelos numéricos basados en la solución de laecuación de dispersión atmosférica o los modelos estocásticos aplicados conjuntamente con otros modelosdestinados a evaluar el flujo del aire, son todavía muy complejos para ser aplicados en la mayoría de losproblemas a resolver. Los modelos más sofisticados, tales como los de Fluido-Dinámica Computacional(FDC), presentan en la actualidad dificultades para ser implementados. Éstas están relacionadas, porejemplo, con la necesidad de una alta capacidad computacional, debido a que la resolución espacial necesariapara calcular la contaminación originada por el tránsito automotor en calles urbanas utilizando modelos FDCdebería ser de unos pocos metros (Ketzel y otros, 2001; Solazzo y otros, 2011; Blocken y otros, 2012; Kim yotros, 2012). Por lo tanto, existe una necesidad de aplicación de modelos simples y confiables.Como ocurre con cualquier estudio de modelación relacionado con la naturaleza y con el ambiente enparticular, es importante tener en cuenta el propósito del modelado y su grado de sofisticación y complejidad(Jakeman y otros, 2006). Por otra parte, las aproximaciones y simplificaciones realizadas durante eldesarrollo de los modelos, no deben afectar los resultados de la aplicación del modelo. La confiabilidad deestos resultados puede ser evaluada en diferentes etapas del procedimiento de modelación. Por ejemplo, en ladefinición del propósito del modelado, en la estructura del modelo y en la evaluación del mismo (Jakeman yotros, 2006). En modelos relacionados con la contaminación del aire, esas etapas están generalmentevinculadas con el problema a estudiar y con los diferentes procedimientos utilizados para determinar losdatos de los parámetros de entrada requeridos por los mismos.Una alternativa que ha sido ampliamente adoptada es la utilización de modelos semi-empíricos basados ensuposiciones consideradas a priori sobre el flujo del aire y las condiciones de dispersión. Estos modelos sonsimples y no requieren gran capacidad computacional para su aplicación. Por esta razón, modelos comoSTREET (Johnson y otros, 1971), CPB (Yamartino y Wiegand, 1986), AEOLIUS (Buckland, 1998), OSPM(Berkowicz, 2000), STREET-BOX (Mensink y Lewyckyj, 2001) y SEP-SCAM (Papathanassiou y otros,2008) han encontrado una relativamente amplia aplicación (Mensink y otros, 2006).En este trabajo se presenta el modelo Semi-Empirical Urban Sreet (SEUS) que permite estimar laconcentración de contaminantes en aire dentro de cañones urbanos. Se evalúa su sensibilidad aplicando elmétodo de propagación de errores. A continuación SEUS es aplicado para calcular las concentracioneshorarias de NO x en aire en dos cañones urbanos atípicos, irregulares y complejos de las ciudades de BuenosAires (Argentina) y Copenhague (Dinamarca). Las concentraciones de fondo urbano respectivas fueronobtenidas utilizando los dos procedimientos convencionales: mediante la aplicación de un modelo dedispersión atmosférica (Buenos Aires) y a partir de concentraciones observadas (Copenhague). Se realizó unanálisis estadístico de la comparación entre los resultados obtenidos por el modelo SEUS con los valoresobservados.2. Descripción del modelo SEUSEl Semi-Empirical Urban Sreet (SEUS) es un modelo simple basado en la ecuación de escalamiento de laconcentración (C) de contaminantes en aire en un cañón urbano (Kastner-Klein y otros, 2000, 2003):C = E u s -1 W -1 + C b [1]donde E es el caudal másico de contaminantes emitidos por unidad de longitud, W es el ancho del cañón, C bes la concentración de fondo urbano y u s es la velocidad dispersiva. Kastner Klein y otros (2000)introdujeron la siguiente expresión para u s :u s = (σ u 2 + σ v 2 ) 1/2 = (aU 2 + bV 2 ) [2]donde σ u es la desviación estándar de la velocidad del viento, σ v es la desviación estándar de la velocidad delaire generada por el movimiento de los automotores, U es la velocidad del viento ambiental, V es lavelocidad de los vehículos, a y b son parámetros empíricos adimensionales. El parámetro a es el coeficientede proporcionalidad entre la turbulencia natural del aire y el cuadrado de la velocidad del viento ambiental.