Para la realización de este estudio se consideran inicialmente cuatro
indicadores de la contaminación atmosférica, seleccionados en función de su representatividad espacial (escala urbana y regional), la importancia de sus posibles efectos adversos para las personas y el medioambiente y la disponibilidad de series de datos significativas para su estudio. Son los siguientes:
§ Dióxido de nitrógeno (NO2)
§ Dióxido de azufre (SO2)
§ Monóxido de carbono (CO)
§ Material particulado, medido como partículas con diámetro aerodinámico < 10 µm (PM10)
Estos indicadores han sido seleccionados con el propósito de identificar concentraciones típicas de contaminación atmosférica ambiental, lo que no implica que otras sustancias supongan una considerable amenaza para la salud humana y el medioambiente en los niveles presentes en el aire de zonas urbanas o industrializadas de todo el mundo.
Para estos cuatro contaminantes se realizan estudios de variabilidad espacial y temporal y análisis de correlaciones con las distintas variables del medio. Posteriormente, se escoge uno de ellos, el NO2, para el desarrollo del modelo
geoestadístico, por ser el que presenta mejores correlaciones con las variables territoriales características de la escala local.
Por lo que respecta a la temporalidad de los registros de medida de los contaminantes a utilizar en el estudio, ésta está condicionada principalmente por los datos disponibles y por los objetivos de calidad fijados para cada
contaminante, ya que el fin último del estudio es la integración de estos datos en la toma de decisiones sobre la asignación de usos al territorio.
Para la realización de este estudio se pretende utilizar datos de estaciones fijas de medida de la calidad del aire, así como datos procedentes de mediciones indicativas en distintos puntos del territorio. Ambos tipos de metodologías de medida registran medias horarias de los cuatro contaminantes seleccionados. Por otra parte, dado que el estudio se desarrolla a nivel de macroescala en el centro peninsular (ver apartado 2.4), se considera adecuada la consideración de los objetivos de calidad del aire fijados a nivel nacional. Estos objetivos nacionales coinciden, en el caso de España, con los fijados por la normativa europea como valores límite para la protección de la salud humana para todos los países de la Unión Europea. Para los contaminantes seleccionados, éstos son: Tabla 11. Valores límite para la protección de la salud humana establecidos para el NO2, SO2,
PM10 y CO por la Directiva 2008/50/CE.
Temporalidad NO2 SO2 CO PM10 Promedio 1 hora 200 µg/m3, que no podrá superarse más de 18 veces por año civil 350 µg/m3, que no podrá superarse más de 24 veces por año civil Máxima diaria de medias móviles octohorarias 10 mg/m3 Promedio 1 día 125 µg/m3, que no podrá superarse más de 3 veces por año civil 50 µg/m3 que no podrá superarse más de 35 veces por año civil Promedio 1 año civil 40 µg/m3 40 µg/m3
Fuente: elaboración propia.
Los valores se expresan en µg/m³, o mg/m3 en caso del CO, ajustándose el
volumen a una temperatura de 293 ºK y a una presión de 101,3 kPa.
En la tabla se observa que los valores límite para los contaminantes objeto de estudio se establecen como promedios horarios (NO2 y SO2), diarios (SO2 y PM10)
o anuales (NO2 y PM10) y como valor máximo diario de las medias móviles
octohorarias asignadas a cada hora de ese día (CO).
En el caso del monóxido de carbono (CO), la concentración máxima diaria de las medias móviles octohorarias se determina examinando las medias octohorarias móviles, calculadas a partir de los datos horarios y actualizadas cada hora. Cada media octohoraria calculada de este modo se asigna al día en que concluya. Es decir, el primer periodo utilizado para el cálculo en cualquier día es el comprendido entre las 17:00 horas de la víspera y la 1:00 hora de ese día, y el
último periodo utilizado para cualquier día es el comprendido entre las 16.00 y las 24.00 horas de ese día.
El establecimiento de este periodo de integración de los datos de CO se debe al comportamiento de este contaminante en el aire ambiente. El CO tiene una permanencia en la atmósfera relativamente corta (horas), ya que se oxida bastante rápido, y concentraciones diferenciadas a lo largo del día, ya que proviene principalmente de los vehículos a motor. Con la utilización de medias móviles octohorarias se desdibujan los picos de contaminación y se consigue un valor diario representativo de la contaminación del aire ambiente por este compuesto.
Por otra parte, el valor límite para los promedios horarios (NO2 y SO2) y diarios
(SO2 y PM10) está establecido como un número máximo de superaciones de esos
valores promedio a lo largo del año, por lo que se ha de esperar a que transcurra un año completo para la comprobación del cumplimiento de los objetivos de calidad del aire.
No es posible, por tanto, la elección de un periodo temporal de integración de los datos que sea común a los cuatro contaminantes seleccionados, tomando como base los objetivos de calidad fijados por la normativa sectorial aplicable. Sin embargo, es fundamental para la realización de este estudio la elección de una temporalidad de los registros que sea común a los cuatro contaminantes, con objeto de acometer la territorialización de los datos y poder comparar los resultados.
El fin último de este estudio aconseja una temporalidad de los datos que permita que éstos sean representativos de un periodo de tiempo no demasiado corto, para disponer de un parámetro lo más estable posible. Pero tampoco ha de ser demasiado largo, para que no se desdibujen las posibles afecciones a la salud humana de los contaminantes a corto plazo o en momentos de máxima contaminación.
En base a ello, se han escogido para la elaboración de la metodología de este estudio dos periodos de integración para los datos proporcionados, tanto por las estaciones fijas de medida de la calidad del aire como por las campañas muestrales, que son:
§ Media diaria en µg/m³ para NO2, SO2, PM10 y en mg/m3 para CO.
§ Máxima media horaria del día en µg/m³ para NO2, SO2, PM10 y en mg/m3
para CO.
Con estos periodos de integración se consideran, por un lado, las concentraciones medias de cada contaminante presentes en el aire ambiente y, por otro, los picos de contaminación, que también han de ser tenidos en cuenta a la hora de distribuir distintos usos sobre el territorio o de ubicar una actuación concreta.
Estos periodos de integración de los datos de concentración de contaminantes se han utilizado para todos los estudios de variabilidad temporal y espacial, que han servido como base para la elaboración del modelo geoestadístico.
Por lo que respecta al periodo de integración temporal de los datos de salida de los mapas de calidad del aire, se ha escogido la media anual de ambos periodos. Los mapas obtenidos como resultado de la aplicación del modelo propuesto en este trabajo muestran, por tanto, los valores promedio anuales de la media diaria y de la máxima media horaria del día de NO2. Se considera el año
completo porque, en general, es el periodo de referencia para comprobar el cumplimiento de los objetivos de calidad del aire fijados a nivel europeo e internacional (ver apartado 2.3), en base a los cuales puede calificarse la calidad del aire de un territorio. Así, en el proceso de planificación puede tenerse en cuenta la superación o no de estos umbrales de referencia.
Por último, cabe citar que para la selección de las variables características del territorio, considerando como tales aquellas que influyen directamente en la presencia y/o comportamiento de los distintos contaminantes y, en consecuencia, en la calidad del aire ambiente, se han revisado numerosos trabajos de territorialización de datos de calidad del aire. Los trabajos revisados emplean metodologías de interpolación, modelos de dispersión o modelos de regresión de usos del suelo (land use regression models, LUR), en general dirigidos a la evaluación de la calidad del aire o al establecimiento de medidas concretas de lucha contra la contaminación en zonas urbanas.
En todos ellos se ha observado la inclusión de este tipo de variables, entre las que se incluyen principalmente:
a) Datos geográficos o físicos, como la altitud, la topografía, etc. b) Usos del suelo.
c) Datos climatológicos, principalmente presión atmosférica, temperatura, humedad o datos relacionados con el régimen de vientos (orientación, intensidad).
d) Datos relacionados con el nivel de ocupación del suelo, como la población (densidad) o el espacio construido (densidad de casas).
e) Variables relacionadas con el tráfico: distancia a la carretera más cercana, longitud de la red de carreteras (50,200,350 m), volumen o densidad de tráfico (60,120,300 m), intensidad de tráfico, densidad de tráfico pesado, etc. Estas variables se computan generalmente en los LUR para zonas circulares alrededor de las estaciones de monitorización, utilizando funciones de “buffer” disponibles en un SIG.
f) Emisiones totales de cada contaminante objeto de estudio (NO2, SO2, PM10
y CO). Todos los modelos de dispersión de contaminantes estudiados y, más raramente, algún LUR consideran algún inventario de emisiones para la elaboración de mapas de calidad del aire.
Tras el análisis de las posibles variables a considerar y de su inclusión y funcionamiento en trabajos similares, se han seleccionado las siguientes variables para este estudio:
§ Usos del suelo.
§ Variables meteorológicas, en particular, intensidad y velocidad del viento, precipitación, temperatura e insolación.
§ Emisiones totales de contaminantes (NO2, SO2, PM10 y CO), suma de las
provenientes de las distintas fuentes de emisión presentes en el territorio. Estas variables se consideran características de la escala local, es decir, tienen cierta influencia en los valores de calidad del aire que pueden registrarse en una localización concreta del territorio. Por ello, de forma previa al desarrollo del modelo, se estudia en el apartado 5.5 su relación con los valores de los diferentes contaminantes. A partir de este estudio, se determina un indicador de la escala local, susceptible de ser utilizado para la eliminación de esta influencia local en los datos, de forma previa a la interpolación.