Page 162 - Informe de la Calidad del Aire 2016

Calidad del aire en la Ciudad de México
Especiación
La especiación se realizó de acuerdo al mecanismo químico seleccionado para el modelo de transporte químico, el cual describe matemáticamente los procesos fotoquímicos en la atmósfera a través de una serie de reacciones químicas que incluyen a los contaminantes pri- marios y los secundarios producidos. Debido al elevado número de compuestos y reacciones at- mosféricas que existen en la realidad, los mecanis- mos químicos incluyen distintos tipos de parametrizaciones y aproximaciones, expresando las especies químicas no explícitamente sino según distintas categorías.
A escala regional y urbana, los dos mecanis- mos más usados son el Statewide Air Pollution Research Center (SAPRC99) (Carter, 2010) y el Carbon Bond 05 (CB05) (Yarwood et al., 2005). La principal diferencia entre ellos es la técnica de agrupación usada para clasificar a los compuestos orgánicos en grupos subrogados: mientras que el mecanismo CB05 requiere que las emisiones orgánicos sean desagregadas en emisiones de es- pecies agrupadas con base en la estructura del enlace de carbono , el mecanismo SAPRC99 agru- pa los compuestos con base en su reactividad re- lativa con el radical hidroxilo. Ambos modelos son capaces de generar resultados razonables para los niveles de los contaminantes secundarios de interés, por lo tanto, en la selección del mecanis- mo se priorizó la capacidad y demanda de recur- sos computacionales, esto tomando en cuenta que durante la ejecución del modelo la resolución de un mecanismo químico es la parte más intensi- va de la ejecución. El modelo CB05 se seleccionó porque contiene un menor número de especies y reacciones y, por lo tanto, demanda menos recur- sos de cómputo.
El modelo CMAQ requiere que los NOX sean caracterizados como NO y NO2, por lo que asig- naron ponderaciones particulares para las fuentes fijas y de área, mientras que para las fuentes móviles se asignaron distribuciones en función del tipo de vehículo y combustible usado. Además se asignó una contribución para el ácido nitroso (HONO) emitido por los vehículos, ya que juega un papel muy importante en la fotoquímica de la troposfera. Para la especiación química de los compuestos orgánicos totales y de las partículas
suspendidas se uso la base de datos SPECIATE 4.4 de la US EPA. Los perfiles de especiación para las fuentes fijas se seleccionaron en función del tipo de combustible utilizado en las instalaciones. En algunas categorías de fuentes de área se em- plearon los perfiles de especiación obtenidos de diversas campañas realizadas en la Ciudad de México (Mugica et al., 2002), para aquellas en las que no había perfil disponible se empleó la base de datos SPECIATE 4.4. En el caso de las fuentes móviles, para los vehículos de gasolina y diesel los perfiles de especiación se obtuvieron de cam- pañas de muestreo, cuando no estuvieron disponibles se empleó SPECIATE 4.4.
Las emisiones biogénicas se calculan a través del sistema SMOKE, que hace uso del modelo de emisiones biogénicas Biosphere Emissions and Interactions System versión 3 (BEIS3). BEIS es un sistema de modelado de emisiones biogénicas desarrollado por el National Center for Atmos- pheric Research (NCAR) y la Environ International Corporation que permite estimar las emisiones biogénicas de COV, CO y NOX procedentes del suelo para cualquier escala de tiempo y dominio espacial (Norteamérica). El modelo incluye una base de datos de la vegetación a 1km de resolu- ción con un total de 230 tipos de usos de suelo y factores de emisión para 35 especies químicas (in- cluyendo isoprenos, monoterpenos y sesquiter- penos).
Modelo químico y de transporte
El modelo químico implementado en el AQFS-CdMX es el Community Multi-scale Air Quality (CMAQ). CMAQ es un sistema de mode- lado de la calidad del aire desarrollado por la US EPA, soportado y distribuido por la Community Modeling and Analysis (CMAS). El modelo combi- na el conocimiento científico actual en la simu- lación de la calidad del aire atmosférico con téc- nicas de computación con procesadores múltiples en un marco de código abierto, ofreciendo la ca- pacidad de realizar simulaciones técnicamente sólidas a escala regional y urbana de múltiples problemas de calidad del aire, incluyendo el ozono troposférico, las partículas finas, la deposi- ción ácida y la degradación de la visibilidad (Byun y Schere, 2006).
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