Emisiones del tráfico rodado a microescala. ETSI ...
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Workshop final de proyecto23 noviembre 2018, Madrid
PAIDIR TEC 2013TECNAIRE-CM, Técnicas para la mejora
de la calidad delaire urbano
23 noviembre 2018ETSI Industriales UPM
Workshop final de proyectoEmisiones del tráfico rodado a microescala. Simulación de medidas
locales
www.tecnaire-cm.org
Christina [email protected]
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de la calidad delaire urbano
• INTRODUCCIÓN
• METODOLOGÍA DE SIMULACIÓN A MICROESCALA
• RESULTADOS
• EVALUACIÓN DEL SISTEMA DE SIMULACIÓN- Mediciones reales- Otros modelos
• APLICACIONES- Análisis del efecto de medidas a nivel local- Exposición peatonal- Acopamiento con CFD
• CONCLUSIONES
ÍNDICE
Workshop final de proyecto23 noviembre 2018, Madrid
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de la calidad delaire urbano
1. Introducción
EEA 2015
• Muchas ciudades europeas tienen problemas para cumplir con los valores límite de NO2establecidos por la legislación (Directiva 2008/50/CE)
• Los impactos se concentran en las zonas urbanas
• Calidad del aire interacciona con la población expuesta
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1. Introducción
Puntos específicos con alto volumen de tráfico exceden límites legales de contaminación
Medidas adicionales de reducción de emisiones necesarias en hot-spots
En Madrid, el tráfico es la mayor fuente de emisiones de NOX, con una contribución total de hasta el 47.8% (2012), lo cual es el 74.4%de la concentración de NO2 de las fuentes locales
Estudio de contribución de fuentes.Laboratorio modelización ambiental, ETSII (UPM)
Laboratorio modelización ambiental, ETSII (UPM)
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2. Sistema de simulación a microescala
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3. Metodología
Volúmenes de tráfico, composición flota y rutas
Paradas y líneas de autobús Posición de los semáforos y fases
Simulación de escenariosMundo real
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3. Metodología: Simulación del tráfico a microescala
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3. Metodología: Estimación de las emisiones del tráfico
Tipo de vía Clases VISSIM Clases VERSIT+
Urban
CarUrban_Car
TaxiTruck Urban_HGVBus Urban_BusMotorcycle Not assigned
Highway
Car_tunnel Highway_Car
Truck_tunnel Highway_HGV
Bus_tunnel Highway_Bus
Motorcycle_tunnel Not assigned
Emisiones
contaminante
Factor de emisión
Clase de vehículo
Perfil velocidad-tiempo
Volumen de tráfico
Longitud sección
Sección de vía
Smit et al., 2006
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Satélite Aura NASA, concentración de NOX
Barrio del Pilar
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4. Resultados: Alta resolución de las emisiones
Quaassdorff et al., 2016
– La congestión tiene un efecto muy importante en los factores de emisión
0,599 g/km 0,854 g/km
Condiciones de flujo libre Condiciones de flujo saturado
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4. Evaluación del sistema: mediciones realesLaboratorio Móvil del KIST
• Evaluar directamente emisiones• Muy complicado debido a grandes cambios en cortos periodos de tiempo• Comparación de concentraciones que dependen de manera importante del posicionamiento exacto
de las mediciones
Kwak et al., 2016
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4. Evaluación del sistema: otros modelos
• Error medio normalizado (MBNE) = 14%(referencia COPERT)
• Desviaciones de VERSIT+ a nivel de escenarioentre -6% y 31%
• Se han estimado los factores de emissioncomo función de la velocidad
Quaassdorff et al., 2016
COPERT• FE por: tipo de vehículo, tipo de combustible y perfil velocidad-tiempo
Panis - Aimsun
9%
27%
11%
22%
Hidalgo, L. 2018 - TFM,
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4. Evaluación del sistema: otros modelos (modales)
- Similares distribuciones espaciales de las emisiones, diferencias por HDV- Buena correlación con el modelo PΔP para turismos (R2 0.79 y desviaciones <6%)
Quaassdorff et al., 2017
• Cálculo de emisiones como función de la potencia del motor • Muy alta resolución temporal (1 segundo)• Contemplan condiciones de carga del motor y aerodinámicas
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5. Aplicaciones: Análisis del efecto de medidas a nivel local• M1: restricción HDV• M2: autobuses de la EMT de diésel a GNC
NOx (g/h)45.0 - 65.0
30.0 - 45.0
23.0 - 30.0
18.0 - 23.0
15.0 - 18.0
12.0 - 15.0
10.0 - 12.0
8.0 - 10.0
6.0 - 8.0
5.0 - 6.0
4.0 - 5.0
3.0 - 4.0
2.5 - 3.0
2.0 - 2.5
1.5 - 2.0
1.0 - 1.5
0.7 - 1.0
0.5 - 0.7
0.2 - 0.5
0.0 - 0.2
NOx (g/h)45.0 - 65.0
30.0 - 45.0
23.0 - 30.0
18.0 - 23.0
15.0 - 18.0
12.0 - 15.0
10.0 - 12.0
8.0 - 10.0
6.0 - 8.0
5.0 - 6.0
4.0 - 5.0
3.0 - 4.0
2.5 - 3.0
2.0 - 2.5
1.5 - 2.0
1.0 - 1.5
0.7 - 1.0
0.5 - 0.7
0.2 - 0.5
0.0 - 0.2
-28% -3%-22% -2%
Quaassdorff & Borge, 2017
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5. Aplicaciones: Exposición peatonal
Mapas de exposición total
(p·s·µg/m3)
Hora valle 4:00-5:00h
Hora punta 8:00-9:00h
Borge et al., 2016
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5. Aplicaciones: Acoplamiento con CFD• Primeros resultados de la integración de las emisionesde alta resolución en el modelo tipo CFD
Sánchez et al., 2017
Emisiones del tráfico
• Perfecta compatibilidad entre modelos y resultados razonables en comparación con pasivos
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6. Conclusiones
•El sistema de simulación se ha aplicado con éxito a varios tipos de configuracionesurbanas complejas.
•Se han obtenido resultados de emisiones del tráfico con alta resolución espacial ytemporal, de hasta 5m x 5m y 1h, evaluados con éxito contra otras técnicas desimulación y otros modelos.
•Esta metodología produce resultados útiles para estimar el efecto de medidas dereducción de emisiones a nivel local y analizar posibles focos de exposición peatonalen hot-spots urbanos
•Se han acoplado con éxito los resultados de emisiones de este sistema de simulacióna modelos de calidad del aire de muy alta resolución basados en CFD.
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Gracias por vuestra atención!
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