Comparación de aplicación del método de la PLUMA VDI 3940-2 con modelo de dispersión atmosférica CALPUFF

MZacarias   Chile es un país que tiene diferentes actividades industriales generadoras de olores molestos para las comunidades que habitan en los alrededores. Se busca determinar el área de impacto causado por olores, para lo cual se realizan mediciones con panelistas aptos (de acuerdo a lo establecido en la norma chilena NCh3190:2010).

   Para determinar el área de impacto se realizan mediciones de la pluma de acuerdo a VDI 3940 Parte 2. Por otro lado, se aplica el modelo matemático de dispersión atmosférica Calpuff alimentado con emisiones obtenidas por olfatometría dinámica.

A.Ulloa y M.Zacarías

Besten, Condell 1415-1104, Providencia Santiago, Chile.
alvaro.ulloa@bestenchile.cl; marcela.zacarias@bestenchile.cl

   Conflictos de interés: El autor declara que no existe conflicto de intereses.

   Editor académico: Carlos N Díaz.

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   Cita: A.Ulloa y M.Zacarías, 2017, Comparación de aplicación del método de la PLUMA VDI 3940-2 con modelo de dispersión atmosférica CALPUFF, IV Conferencia Internacional sobres gestión de Olores y COVs en el Medio Ambiente, Valladolid, España, www.olores.org

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   ISBN: 978-84-697-7359-8

   Palabras clave: Olores, modelo de dispersión atmosférica, método de la pluma, área de impacto.

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 Resumen

   Chile es un país que tiene diferentes actividades industriales generadoras de olores molestos para las comunidades que habitan en los alrededores. Se busca determinar el área de impacto causado por olores, para lo cual se realizan mediciones con panelistas aptos (de acuerdo a lo establecido en la norma chilena NCh3190:2010). Para determinar el área de impacto se realizan mediciones de la pluma de acuerdo a VDI 3940 Parte 2. Por otro lado, se aplica el modelo matemático de dispersión atmosférica Calpuff alimentado con emisiones obtenidas por olfatometría dinámica.

   Luego de ejecutar las evaluaciones de olor, resultó posible agrupar las evaluaciones en función de la dirección predominante del viento. Posteriormente se trazaron los respectivos penachos o plumas, teniendo en consideración los criterios establecidos en la VDI 3940, es decir, que para que una medición individual ejecutada por un panelista resulte estar dentro del penacho se deberá superar el 10% en Frecuencia de Percepción de Olor y en caso contrario la medición individual queda fuera del contorno de la pluma.

   Luego de trazar los penachos se precedió a comparar los resultados con los obtenidos del modelo de dispersión.

   De las comparaciones realizadas se observa que los penachos trazados resultan ser similares a las isolíneas de concentración de olor obtenidas por modelación matemática.

 

1. Introducción

   El método de la pluma consiste en realizar mediciones de olor a nivel de suelo en sectores cercanos al foco de emisión de interés ubicando a un equipo de panelistas de olor (calibrados según lo establecido en la norma chilena NCh3190:2010) en lugares que permitan determinar el contorno de la pluma o penacho de olor. El resultado de este método de medición de olores se obtiene para las condiciones operativas del foco y para las condiciones meteorológicas predominantes durante las mediciones.

   Este método se encuentra normado a nivel internacional por la VDI3940 Parte 2 y entre sus principales utilidades destacan las siguientes:

  • Determinación del alcance de las emisiones de olor de una fuente.
  • Calculo inverso de la Tasa de Emisión de Olor de una fuente por medio de modelos matemáticos de dispersión.
  • Calibración y validación de modelos de dispersión ya elaborados.
  • Según lo establecido en la normativa VDI3940-2 es preciso contar con datos de al menos 15 días de evaluaciones para contar con datos suficientes como para llegar a conclusiones válidas.

 

2. Materiales y métodos

   El foco de emisión de olor en estudio es una planta productora de Celulosa Kraft (1,0x10E6 ton/año de producción) ubicada en la Región del Bio Bio, Chile, para la que se ejecutaron un total de 18 evaluaciones en terreno en base a la normativa VDI3940 Parte 2 entre enero y marzo de 2015 (época estival). Las evaluaciones consistieron en recorridos en las inmediaciones de la planta y registro de las percepciones de un equipo de 5 panelistas de olor calibrados de acuerdo a lo establecido en la norma chilena NCh3190:2010. En cada recorrido se evaluaron de 5 a 7 líneas de intersección trazadas en forma perpendicular a la dirección del viento aguas abajo respecto de la planta, en las cuales se distribuyó a los 5 panelistas. Cada jornada de evaluación se extendió por 3 a 4 horas. Los registros de cada panelista se utilizan para determinar el contorno del penacho (pluma) para las condiciones meteorológicas en el sitio y condiciones operativas de la planta al momento de las evaluaciones. En base a los resultados atribuibles a la planta que superaron el 10% del total de registros se construye el contorno de cada penacho.

   Por otro lado, la modelación se elaboró en base a datos de emisión obtenidos con anterioridad por olfatometría dinámica para un total de 37 fuentes de emisión muestreadas en junio y diciembre de 2013. Tales datos se utilizaron para comenzar con el proceso iterativo de ajuste del modelo (modelación inversa). El software utilizado fue el CALPUFF y se programó con meteorología obtenida de una estación ubicada al interior de la planta para el año 2014 y validada de acuerdo a lo exigido por la autoridad ambiental chilena de acuerdo al documento “Guía para el Uso de Modelos de Calidad de Aire en el SEIA”. Se estableció un dominio de modelación de 30x30 km, con una resolución general de grilla de 250 m y de 25 m sobre y en las inmediaciones de la planta. También se consideró la precipitación temprana de la pluma de olor producto de la presencia de edificaciones cercanas a las fuentes de emisión (efecto “downwash”). El modelo fue corrido y ajustado hasta que los valores de inmisión coincidieran con los registros obtenidos en terreno por el método de la pluma.

 

3. Resultados y discusión

   Luego de ejecutar las evaluaciones de olor y descartar aquellas que no resultaban útiles para lograr los objetivos, resultó posible agrupar las evaluaciones en función de la dirección predominante del viento, con lo que se generaron dos escenarios: viento desde el Sur y viento desde el Oeste. Estas fueron las condiciones de viento que se encontraron en los 18 recorridos realizados. Para ambas condiciones se trazaron los respectivos penachos, los que se presentan a continuación:

imagen zacarias1

Fig. 1: Agrupación de penachos de olor para la dirección Sur. Son 10 contornos.

 

imagen zacarias2
Fig. 2: Agrupación de penachos de olor para la dirección Weste. Son 8 contornos.

   Luego de trazar los penachos se precedió a ajustar el modelo hasta que los valores obtenidos en terreno (el contorno del penacho se determina en base al criterio de superación del 10% de frecuencia de percepción de olor para los registros en cada línea de intersección) correspondan a la “isolínea” de concentración de olor de 3 ou/m3, valor normalmente considerado como el umbral de reconocimiento de olores en terreno. A partir de lo anterior se generan la siguiente imagen:

imagen zacarias3
Fig. 3: Vista comparativa de los penachos asociados a viento Sur.

   De la imagen se observa que los penachos trazados resultan ser similares en forma a las “isolíneas” de concentración de olor obtenidas por modelación, pero en ciertos casos no resultó posible determinar el alcance de las emisiones, debido principalmente a dificultades de acceso a terrenos privados o debido a accidentes geográficos (quebradas, cauce de esteros, etc.).
Además, el método de la pluma resulta ser útil para determinar el área de impacto por olores junto con su correspondiente alcance, lo que entrega posibilidades de validación de quejas de las comunidades cercanas.

 

4. Conclusiones

  1.    El método resulta útil para establecer el alcance de las emisiones de olor de un foco para las condiciones operativas y meteorológicas existentes durante la evaluación.
  2.    Aun cuando no fue posible determinar completamente el contorno de la pluma de dispersión para cada uno de los días de evaluación, se contó con datos útiles para elaborar un nuevo modelo de dispersión de olores en base a datos medidos en terreno, lo cual permitió comparar tal modelo con el ya obtenido en base a mediciones de emisión por olfatometría dinámica. Esta comparación arrojó que la anterior estimación sobreestimó las emisiones de olor y consecuentemente su alcance.
  3.    Es preciso programar las evaluaciones con suficiente antelación como para salvar problemas asociados a acceso a terrenos privados y de geografía compleja, encontrar condiciones meteorológicas poco apropiadas y finalmente condiciones operativas que no resulten ser representativas de la operación normal.

 

5. Referencias

   NCh 3190:2010. Calidad del Aire – Determinación de la Concentración de Olor por Olfatometría Dinámica. Instituto Nacional de Normalización, Santiago de Chile.

   VDI 3940: Measurement of odour impact by field inspection - Measurement of the impact frequency of recognizable odours. Part 1 and 2. The Association of German Engineers (VDI). Düsseldorf, 2006.

 

Cyntia Izquierdo

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