Contenido Antecedentes Objetivo del trabajo Mtodo Condiciones Meteorolgicas

Contenido • • Antecedentes Objetivo del trabajo Método Condiciones Meteorológicas y dispersión de contaminantes en Chile Central • Arsénico • Modelación inversa

Objetivo • Objetivo General – Estudiar la dispersión de As desde Caletones a Santiago bajo condiciones de bajas costeras tipo A, a través del uso de modelación directa e inversa. De modo de cuantificar el impacto en la cuenca de Santiago y describir los mecanismos meteorológicos que gobiernan el fenómeno.

Antecedentes • Condiciones sinópticas – Subsidencia de gran escala – Anticiclón del Pacífico • Clima Templado-Cálido – Precipitación en meses de invierno – Estación seca en meses de verano

Antecedentes • Condiciones geográficas y meteorológicas adversas para la ventilación de la capa límite.

Antecedentes • Bajas costeras empeoran las condiciones de ventilación. • Grandes emisiones en la cuenca de Santiago • Actividad Minera, emisiones de Azufre y Arsénico (tóxico). Principalmente Caletones. • Efecto de las emisiones de Caletones sobre la Cuenca de Santiago.

Bajas Costeras Tipo A – Baja costera en Chile central Tipo BPF – Condición prefrontal

Bajas Costeras • La circulación hacia el océano provoca el ingreso de una masa de aire cálido desde los Andes que fortalece la inversión térmica

Bajas Costeras • Test de hipótesis de igualdad de medias • Existe evidencia estadística para afirmar que en episodios de bajas costeras tipo A, aumenta el nivel de PM 10 promedio.

Bajas Costeras • Test de hipótesis de igualdad de medias • Existe evidencia estadística para afirmar que en episodios de bajas costeras tipo A, aumenta el nivel de As promedio.

Arsénico • • Características principales Principales usos Dispersión a escala global Dispersión a escala regional

Arsénico • Color gris acero • Se encuentra como impureza en minerales y subproductos en producción y refinación de Cu, Zn, Pb, Au, otros. • Muy tóxico: • Ingreso por vías digestiva y respiratoria, puede producir la muerte

Arsénico • Principales usos – Herbicida – Preservante de maderas • Dispersión a escala global – Emitido a la atmósfera por procesos que involucran elevadas temperaturas – El polvo es su principal medio de transporte para las emisiones de origen antrópico • Dispersión a escala regional – En Chile es un fenómeno de escala regional

Objetivo • Objetivos Específicos – Verificar el valor de las emisiones de As – Analizar mecanismos de transporte relevantes – Determinar lugares sensibles a la señal de Caletones – Evaluar la sensibilidad de las estimaciones de emisión respecto a la resolución de los campos de viento

Método • • Recopilación de antecedentes Formulación del Problema Desarrollo del modelo matemático Implementación de la modelación Inversa Interpolación de campos de viento Selección y descripción de los casos de estudio Simulación y discusión de los resultados

Método Discusión de Resultados • ¿Cuánto difiere la estimación de las Emisión de Caletones del valor nominal informado por CODELCO? • ¿Cuál es la sensibilidad de estos resultados respecto a la resolución espacial de los datos? • ¿Es verdadera la hipótesis que las bajas costeras tipo A favorecen el aumento de la concentración de Arsénico en la cuenca de Santiago? , en caso de ser así ¿además de la intensificación de la capa de inversión hay otro proceso que explique este aumento?

Método Discusión de Resultados • ¿Qué sitios son más propicios para la instalación de estaciones de monitoreo? • ¿Cuál de los valores es más coherente con las mediciones de arsénico, el valor nominal de la emisión de Caletones o el valor estimado por la modelación inversa? , • ¿cambia esta respuesta si aumenta la resolución de los datos? • ¿Cuál es el impacto de la emisión de Arsénico de Caletones en la cuenca de Santiago?

Formulación del problema • Ecuación de continuidad de Masa del Arsénico • c/ t + V c = E - S • Emisiones: Lejanas (chimeneas), cercanas (centrales termoeléctricas) • Transporte en material particulado PM 10 • Sumideros: deposición seca. • Suponemos que el arsénico no sufre trasnformaciones químicas relevantes • A partir de c y V se debe determinar una estimación óptima de E

Formulación del problema • Min J= ||c° –c||2 + ||E||2 • Sa. c/ t + V c = E – S E(x, t)= (x-x 0)E 0 S= c Resultado c/ t + V c+ c = - (x-x 0) c*/ - c*/ t - V c*+ c*= (x-xf) (z-zo)

Formulación del problema • • Ecuación acoplada Termino inestable (delta) Difícil de resolver Otro camino…

Formulación del problema • Tenemos “n” estaciones de medición • Obtenemos la respuesta del sistema a una función impulso • Combinamos la información obtenida por cada estación y estimamos la función de emisión

Formulación del problema • Producto Punto <f, g>= f g d d. T • Ecuaciones Lc = L*ci*= i L= c/ t + V c+ c

Formulación del problema • Funciones de Muestra i= 1, x=xf 0, ~ • Medición i=< i, c>=<L*ci*, c> =<ci*, Lc> =<ci*, >

Formulación del problema • Sea S‖ = < ci*> S=S‖ S • s S s=s‖ + s , s‖ = i ci* • j=<cj*, s>=<cj*, s ‖>+<cj*, s >= i<cj*, cj*> • = H , con Hij= <cj*, cj*>, si H es invertible • s ‖= i ci*= H-1 c*