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

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Christina Quaassdorffquaassdorffc@gmail.com

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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

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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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