ADMS-URBAN
El Modelo
ADMS-Urban es un sistema para la modelación de la calidad del aire en grandes áreas urbanas, ciudades y poblaciones, con una resolución espacial elevada (a escala de metros). Es el único modelo urbano de calidad del aire que, basándose en investigaciones recientes y en el conocimiento científico más actualizado, permite:
Representar explícitamente la totalidad de los tipos de fuentes presentes en un entorno urbano (transporte, industria, fuentes residenciales, entre otras).
Tener en cuenta la complejidad morfológica del entorno urbano, incluyendo cañones de calle, edificaciones y estructuras elevadas.
Generar salidas de concentraciones de contaminantes tanto de corto como de largo plazo, desde una escala de calle hasta la escala urbana completa.
Describir procesos físicos y químicos en una gran variedad de escalas (Desde la escala a nivel de la calle, hasta la escala a nivel regional)
Aplicación del modelo
APLICACIONES TÍPICAS:
Evaluar la calidad del aire modelada en relación con los estandares de calidad y sus respectivos valores límite (OMS, UE, Reino Unido, Estados Unidos y China)
Desarrollar e implementar políticas y planes de acción con el proposito de mejorar la calidad del aire en zonas especificas
Investigación de opciones de gestión de la calidad del aire para una amplia gama de tipos de fuentes, evaluando su distribución e impacto
Estudios relacionados con la exposición a la contaminación del aire
Evaluaciones del impacto en la salud
Generalmente, el modelo se emplea para modelar emisiones de un escenario base, es decir, se emplean datos como: emisiones, metereología, etc. Con el objetivo de generar resultados que puedan verificarse con datos monitoreados de un año anterior reciente e incluso del año en curso.
Una vez validado el escenario base, es posible investigar diversos escenarios:
Impacto de un desarrollo inusual
Años futuros
Gestión del tráfico
Teoria del modelo
El modelo ADMS-Urban se basa en una versión modificada de la ecuación gaussiana de dispersión, pero con una estructura más compleja que incorpora:
Cálculo de la altura de mezcla mediante datos meteorológicos locales.
Parámetros de estabilidad atmosférica derivados automáticamente del flujo de calor y cobertura nubosa.
Modelado de turbulencia tridimensional adaptado al contexto urbano.
Permite predicciones de contaminantes como: NO₂, NOx, PM₁₀, PM₂.₅, SO₂, O₃, etc., en tiempo real o escenarios futuros.
Es uno de los pocos modelos capaces de acoplarse con modelos regionales para calcular concentraciones de fondo variables.
1. Considera:
- Turbulencia atmosférica y estructura de la capa límite.
- Efectos del terreno, rugosidad del suelo y cañones urbanos (calles rodeadas de edificios).
- Modelos fotoquímicos para simular reacciones de NOx, O₃ y SO₂.
- Fuentes múltiples: tráfico, industrias, áreas domésticas y comerciales.
ESQUEMA CONCEPTUAL DE UN CAÑÓN URBANO.
El viento a nivel del techo genera recirculación dentro del cañón, atrapando contaminantes emitidos por el tráfico. Este comportamiento es considerado en modelos avanzados como ADMS-Urban.
Funcionamiento del modelo
a. Visualización e interfaz gráfica
ADMS-Urban integra un sistema GIS propio llamado Mapper, que permite:
Visualizar datos geográficos de entrada (fuentes, receptores, edificios).
Incorporar capas mediante archivos en múltiples formatos.
Superponer salidas del modelo (contornos, vectores) sobre mapas.
Integrarse con plataformas externas como ArcGIS o MapInfo.
Además, dispone de herramientas de trazado en 2D y algoritmos de interpolación que permiten visualizar resultados con precisión.
b. Datos de entrada al modelo
i. Fuentes de emisión
El modelo puede manejar hasta 7500 fuentes simultáneamente, incluyendo: Tráfico vehicular (más de 145.000 enlaces viales); Fuentes industriales puntuales, lineales, de área o volumen; Emisiones agregadas (fuentes difusas) & Los parámetros de cada fuente incluyen ubicación, dimensiones geométricas, velocidad de salida de gases, alturas de chimenea, perfiles de tráfico, etc.
ii. Perfiles de emisión
Horarios, mensuales, anuales.
Dependientes de la direccion del viento
Definidos para cada contaminante de forma individualizada.
iii. Datos meteorológicos necesarios
- Velocidad y dirección del viento, Temperatura & Cobertura nubosa, flujo de calor o radiación solar.
Estos datos son procesados por un preprocesador meteorológico, que calcula parámetros atmosféricos
como altura de mezcla, estabilidad y turbulencia.
iv. Tráfico vehicular:
Se pueden ingresar datos horarios de velocidad y flujo vehicular.
v. Concentraciones de fondo:
Se deben incluir para representar el transporte de contaminantes desde fuera del dominio modelado. Pueden ser valores constantes u horarios.
Resultado del modelo
El resultado principal del modelo ADMS-Urban es la estimación espacial y temporal de las concentraciones de contaminantes atmosféricos en zonas urbanas, considerando múltiples fuentes emisoras, condiciones meteorológicas y características del entorno urbano.
Tipos de resultados que genera el modelo:
Concentraciones de contaminantes (por ejemplo, NOx, PM10, PM2.5, CO, SO₂, O₃) en puntos receptores definidos o en toda un área modelada.
Mapas de contornos de concentración, que muestran gráficamente la distribución de la contaminación con diferentes colores según los niveles.
Gráficos de series temporales, comparando concentraciones modeladas con datos observados.
Valores estadísticos: Promedios diarios, mensuales y anuales, percentiles, número de superaciones de umbrales (según normativas como NAQS, NAAQS, UE o OMS) y Medias móviles.
Resultados por cuadrícula orientada a la fuente, que permiten una resolución espacial elevada en áreas cercanas a fuentes críticas (como vías vehiculares).